perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK N-BUTIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN N-BUTANOL PROSES ESTERIFIKASI KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN
Disusun Oleh : Margareta Novia Ekawati
I0506031
Nur Sulistiati
I0506035
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
commit to user 2011
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik n-Butil Akrilat dari Asam Akrilat dan n-Butanol Proses Esterifikasi Kapasitas 40.000 Ton / Tahun” ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Dosen Pembimbing I dan Fadilah S.T. ,M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya. 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,
Juli 2011
Penulis
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel I.1
Daftar pabrik n-butil akrilat yang telah berdiri ............................... 3
Tabel I.2
Perbandingan beberapa proses produksi n-butil akrilat ................. 8
Tabel II.1
Neraca Massa pada Reactive Distillation (RD-01) ....................... 23
Tabel II.2
Neraca Massa pada Dekanter (DC-01) .......................................... 23
Tabel II.3
Neraca Massa Total ....................................................................... 23
Tabel II.4
Neraca Panas pada Reactive Distillation (RD-01) ........................ 24
Tabel II.5
Neraca Panas Dekanter (DC-01) ................................................... 24
Tabel II.6
Neraca Panas Total ........................................................................ 24
Tabel III.1
Spesifikasi Reaktor ...................................................................... 28
Tabel III.2
Spesifikasi Decanter .................................................................... 29
Tabel III.3
Spesifikasi Tangki ........................................................................ 30
Tabel III.4
Spesifikasi Condenser .................................................................. 31
Tabel III.5
Spesifikasi Reboiler ..................................................................... 32
Tabel III.6
Spesifikasi Heat Exchanger ......................................................... 33
Tabel III.7
Spesifikasi Pompa ........................................................................ 35
Tabel IV.1
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas ................. 44
Tabel IV.2
Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan .................................. 45
Tabel V.1
Jadwal Pembagian Kelompok Shift ............................................. 61
Tabel V.2
Jumlah Karyawan menurut Jabatan .............................................. 63
Tabel V.3
Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ....................................... 64
Tabel VI.1
Indeks Harga Alat .......................................................................... 67
Tabel VI.2
Fixed Capital Invesment ................................................................ 70 commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel VI.3
Working Capital Invesment ........................................................... 70
Tabel VI.4
Direct Manufacturing Cost ............................................................ 71
Tabel VI.5
Indirect Manufacturing Cost ......................................................... 71
Tabel VI.6
Fixed Manufacturing Cost ............................................................. 71
Tabel VI.7
General Expense ............................................................................ 72
Tabel VI.8 Analisa Kelayakan ......................................................................... 73
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar I.1
Data Impor n-Butil Akrilat di Indonesia ..................................... 2
Gambar I.2
Peta Kota Cilegon ....................................................................... 5
Gambar II.1
Diagram Alir Kualitatif .............................................................. 18
Gambar II.2
Diagram Alir Kuantitatif ............................................................ 19
Gambar II.3
Diagram Alir Proses ................................................................... 20
Gambar II.4
Tata Letak Pabrik n-Butil Akrilat ............................................... 26
Gambar II.5
Tata Letak Peralatan Proses ........................................................ 27
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Laut ...................................................... 37 Gambar IV.2 Skema Pengolahan Air KTI ..................................................... 41 Gambar IV.3 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ...................... 50 Gambar V.1
Struktur Organisasi Pabrik n-Butil Akrilat ................................. 54
Gambar VI.1 Chemical Engineering Cost Index ............................................. 68 Gambar VI.2 Grafik Analisa Kelayakan .......................................................... 74
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI Hal Halaman Judul.........................................................................................
i
Lembar Pengesahan.................................................................................
ii
Kata Pengantar.........................................................................................
iii
Daftar Isi..................................................................................................
iv
Daftar Tabel.............................................................................................
vi
Daftar Gambar.........................................................................................
viii
Daftar Simbol........................................................................................... ix Intisari......................................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang..........................................................................
1
I.2 Kapasitas Perancangan.............................................................. 2 I.3 Pemilihan Lokasi Pabrik...........................................................
4
I.4 Tinjauan Pustaka.......................................................................
5
BAB II DESKRIPSI PROSES II.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk...............................................
13
II.2 Konsep Proses..................................................................................
14
II.3 Tahapan Proses.................................................................................
21
II.4 Neraca Massa dan Neraca Panas......................................................
23
II.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses................................................ 25 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES...................................
28
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV.1 Unit Pendukung Proses...................................................................
36
IV.2 Laboratorium..................................................................................
47
IV.3 Unit Pengolahan Limbah........................................................ 50 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN V.1 Bentuk Perusahaan............................................................................
52
V.2 Struktur Organisasi...........................................................................
52
V.3 Tugas dan Wewenang.......................................................................
55
commit to user V.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan......................................................
iv
59
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
V.5 Status Karyawan dan Sistem Upah...................................................
62
V.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji.........................
62
V.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan.......................................................
64
BAB VI ANALISA EKONOMI VI.1 Penaksiran Harga Peralatan.................................................... 67 VI.2 Dasar Perhitungan………………………..............................
69
VI.3 Hasil Perhitungan…………………………….......................
69
VI.4 Keuntungan Produksi.............................................................
72
DAFTAR PUSTAKA..............................................................................
75
Lampiran A Data-Data Sifat Fisis Lampiran B Tinjauan Termodinamika Lampiran C Neraca Massa Lampiran D Neraca Panas Lampiran E Perancangan Reactive Distillation
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan industri sebagai bagian usaha pembangunan ekonomi
jangka panjang diarahkan sebagai pembentuk struktur ekonomi yang lebih kokoh dan seimbang. Seiring dengan perkembangan industri tersebut, terjadi pula peningkatan kebutuhan bahan baku dan bahan pembantu. Dengan perkembangan peradaban manusia, dunia industri khususnya industri kimia dituntut lebih meningkatkan teknologinya, baik dengan penemuanpenemuan baru maupun pengembangan teknologi sebelumnya. Di Indonesia, industri kimia kini mulai berkembang dan merupakan salah satu tulang punggung pendorong pertumbuhan industri-industri lainnya, misalnya industri polimer. Perkembangan industri sangat pesat mengingat kebutuhan bahan-bahan berbasis polimer diperlukan baik bagi rumah tangga maupun industri. Salah satu bahan dasar pembuatan produk polimer adalah ester akrilat misalnya, n-butil akrilat. Selama ini, dilakukan impor guna memenuhi kebutuhan n-butil akrilat di Indonesia. Selain pertimbangan tersebut, pendirian pabrik ini dapat menciptakan lapangan kerja baru sehingga mampu mengurangi jumlah pengangguran, memacu pertumbuhan industri-industri baru baik industri penghasil bahan baku bagi n-butil akrilat, seperti asam akrilat dan n-butanol, maupun industri-industri pengguna n-butil akrilat sebagai bahan bakunya terutama industri
polimer,
mengurangi
ketergantungan commit to user
1
pada
negara
asing
dan
2 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
meningkatkan pendapatan negara dari sektor industri, serta menghemat devisa negara. I.2
Kapasitas Rancangan Kapasitas produksi pabrik berpengaruh pada perhitungan teknis maupun
ekonomis, tetapi terdapat faktor-faktor lain menentukan produksi, yaitu: kebutuhan pasar, kapasitas minimum pabrik, dan ketersediaan bahan baku. Berdasarkan data statistik, kebutuhan n-butil akrilat di Indonesia mengalami fluktuasi. Kebutuhan n-butil akrilat, diimpor setiap tahun dari tahun 1999 sampai tahun 2009 dapat dilihat pada Gambar I.1. 40000 35000 y = 4576 e0,174x R² = 0,928
jumlah impor (ton)
30000 25000 20000 15000 10000 5000 0
2000 2
0
2002 4
2004 6 tahun
2006 8
2008 10
Gambar I.1 Data Impor n-Butil Akrilat di Indonesia Bila dilakukan pendekatan eksponensial, akan diperoleh persamaan: y = 4576 e0,174x R² = 0,928
commit to user
2010 12
3 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Jadi pada tahun 2015 diperkirakan Indonesia membutuhkan n-butil akrilat sebesar 88131,08 ton/tahun. Kapasitas pabrik harus didirikan di atas kapasitas minimum atau minimal sama dengan pabrik yang sudah ada. Hal tersebut dikarenakan pabrik yang telah didirikan tentunya telah memiliki analisis ekonomi mengenai kapasitas yang sesuai dan memberikan keuntungan. Pertimbangan kapasitas dari beberapa pabrik yang sudah berdiri dapat dilihat pada Tabel I.1. Tabel.I.1 Daftar pabrik n-butil akrilat yang telah berdiri Pabrik
Lokasi
Tianjin WHZW Chemmicals Co.,Ltd
Beijing East Guangming Chemmicals Co.,Ltd
PT. Nippon Shokubai
Cina
Cina
Indonesia
Kapasitas (ton/tahun)
Proses
12.000
Esterifikasi
36.000
Esterifikasi
40.000
Esterifikasi
(httpbkpmd.banten.go) Dari Tabel I.1 diketahui bahwa kapasitas minimum pabrik n-butil akrilat yang sudah berdiri adalah 12.000 ton/tahun dan berlokasi di Cina. Kapasitas maksimum pabrik n-butil akrilat yang telah berdiri adalah 40.000 ton/tahun dan berlokasi di Indonesia. Ketersediaan bahan baku perlu diperhatikan guna menjamin kontinuitas produksi suatu pabrik. Bahan baku pembuatan n-butil akrilat adalah asam akrilat dan n-butanol. Bahan baku asam akrilat diperoleh dari PT. Nippon Shokubai, Cilegon berkapasitas produksi 60.000 ton/tahun dan n-butanol diperoleh dari PT. Oxo Nusantara berkapasitas produksi 40.000 ton/tahun. commit to user
4 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Dengan mempertimbangkan faktor-faktor pemilihan kapasitas pabrik di atas, maka ditetapakan kapasitas pabrik n-butil akrilat 40.000 ton/tahun guna memenuhi kebutuhan dalam negeri. I.3
Pemilihan Lokasi Pabrik Pabrik n-butil akrilat akan didirikan di Kawasan Industri Cilegon,
Banten dengan pertimbangan kedekatan dengan sumber bahan baku asam akrilat diperoleh dari PT. Nippon Shokubai, Cilegon. Kawasan Industri Cilegon memiliki sarana dan prasarana baik. Sarana transportasi, kedekatan dengan pelabuhan penyeberangan Merak (jarak 12 km). Sarana–sarana pendukung seperti ketersediaan air dapat langsung mengambil dari air laut, pengadaan listrik diambil dari PLN setempat dan generator sebagai cadangan, kebutuhan bahan bakar dapat diperoleh dari PT. Pertamina (Persero). Pemilihan Kawasan Industri Cilegon sebagai lokasi pabrik juga didasarkan pada kedekatannya dengan pasar, diantaranya PT. Warna Agung dan PT. Chugoku Paints di Tangerang. Selain faktor di atas, pemilihan Cilegon karena memiliki kemudahan-kemudahan dalam perizinan, pajak dan lain-lain yang menyangkut teknis pelaksanaan pendirian suatu pabrik dan tersedianya fasilitas umum. Dari beberapa keunggulan di atas maka Cilegon dirasa tepat untuk lokasi pendirian pabrik n-butil akrilat. Buangan air pendingin dari air laut dialirkan kembali ke laut tanpa pengolahan terlebih dahulu. Limbah cair yang mengandung larutan kimia diolah terlebih dahulu di Waste Water Treatment sebelum dialirkan ke laut.
commit to user
5 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar I.2 Peta Kota Cilegon I.4
Tinjauan Pustaka Ester dihasilkan apabila asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol
dengan bantuan katalis (persamaan I.1). Reaksi esterifikasi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel).
(I.1)
commit to user
6 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
I.4.1. Macam – macam Proses Pembuatan n-Butil Akrilat Beberapa proses pembuatan n-butil akrilat, yatu: 1.
Proses Reppe Menggunakan bahan baku asetilen, bahan ini direaksikan dengan CO dan
senyawa alkohol dalam suasana asam. Reaksi berlangsung pada suhu 40 °C dan tekanan atmosferik dengan rasio mol asetilen : carbon monoksida = 1 : 1,1 (persamaan I.2). 4C2H2 + 4 R-OH + Ni(CO)4 + 2HCl
4CH2 = CHCOOR + H2 + NiCl2
(I.2)
Proses ini ditinggalkan karena kesulitan dalam penanganan toxic dan mahalnya nikel karbonil (Kirk and Othmer, 1991). 2.
Proses Etilen Sianohidrin Etilen sianohidrin dibuat terlebih dahulu dari etilen oksida dan HCN
kemudian dihidrolisa menjadi asam akrilat dengan hasil samping amonium sulfat. Produk ini selanjutnya direaksikan dengan alkohol membentuk ester akrilat. Proses ini tidak digunakan lagi karena timbul masalah dalam penanganan HCN dan limbah Amonium sulfat (Kirk and Othmer, 1991). 3.
Proses Goodrich (Ketene Process) Pada proses ini digunakan bahan baku ketene kemudian direaksikan dengan
formaldehid membentuk β-propialaktone, senyawa ini kemudian direaksikan dengan alkohol membentuk ester akrilat. Proses ini tidak begitu lama digunakan karena melalui beberapa tahapan reaksi dan hasil β-propialaktone merupakan bahan beracun (Mc. Ketta, 1977).
commit to user
7 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
4.
Proses Esterifikasi Asam akrilat dengan Reactive Distillation Proses pembuatan ester (persamaan I.3) dapat dilakukan dengan
menggunakan Reactive Distillation. CH2 = CHCOOH + C4H9OH
CH2 = CHCOOC4H9 + H2O
(I.3)
Reactive Distillation merupakan suatu alat yang menggabungkan antara proses reaksi kimia dan proses distilasi ke dalam satu unit proses. Dalam beberapa penggunaan khusus dibanyak khasus, ketika kesetimbangan reaksi termodinamika dapat membatasi perolehan konversi. Reactive Distillation didisain sedemikian rupa sehingga produk reaksi meninggalkan zona reaksi akan langsung dipisahkan, dengan demikian dapat meningkatkan konversi secara signifikan. Penggabungan antara proses reaksi dan distilasi tersebut menghasilkan suatu bentuk penyederhanaan proses yang intensif, selain itu dapat menghasilkan sedikit arus recycle serta berkurangnya kebutuhan untuk pengolahan limbah sehingga dapat mengurangi biaya operasi dan investasi. Digunakan katalis resin aktif yang mempunyai ion H+ dalam aplikasi Reactive Distillation. Ion ini berperan dalam mempercepat reaksi esterifikasi sebagai contoh adalah amberlyst-15 dry. Proses dijalankan pada suhu antara 90 oC - 150 oC, didapatkan konversi maksimal 97% (I-Lung, 2004). Dari keempat proses pembuatan n-butil akrilat yang telah diuraikan di atas, dipilih proses pembuatan n-butil akrilat proses esterifikasi asam akrilat dengan Reactive Distillation dengan pertimbangan konversi tinggi, prosesnya ramah lingkungan, tidak menimbulkan racun, bahan baku relatif mudah diperoleh, hanya satu tahapan reaksi yaitu estrifikasi, tidak diperlukan unit pemisahan commit to user
8 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
katalis, serta mengurangi arus recycle karena hanya ada satu arus recycle yaitu refluk dari decanter Tabel I.2 Perbandingan beberapa proses produksi n-butil akrilat Proses
Reppe
Bahan baku
Kondisi proses Perbandingan reaktan
Asetilen n-Butanol Nikel Karbonil Asam Klorida 40OC, 1 atm Asetilen : karbon monoksida = 1,1: 1
Reaksi Reactor
Tangki berpengaduk Katalis Yield Konversi Produk utama n-Butil Akrilat Produk samping Hidrogen Ni-Klorid Kelemahan • Kesulitan dalam penanganan toxic • Mahalnya Nikel karbonil
Kelebihan
I.4.2
-
Etilen Sianohidrin Etilen oksida HCN Asam Sulfat Alkohol -
Goodrich (Ketene) Asam akrilat Formaldehid Alkohol
-
-
-
-
60 – 70 % Ammonium acid sulfate • Melalui banyak tahapan reaksi • Produk antara propialaktone bersifat racun
Timbul masalah dalam penanganan HCN dan limbah NH4HSO4
-
-
Esterifikasi
Asam akrilat n-Butanol
90-150 OC, 1 atm Asam akrilat : n-Butanol= 1 : 1,16 Reactive Distillation 99,5% -
-
• Tidak menimbulkan racun
Kegunaan Produk Normal butil akrilat monomer dipakai sebagai chemical intermediete
pada produksi resin polimer (emulsion polymers). Senyawa n-butil akrilat juga digunakan sebagai penghasil homopolimer dan kopolimer bersama monomermonomer lain misalnya asam akrilat dan garamnya, amida dan ester methakrilat, akrilonitril, asam maleat, vinil asetat, vinil klorida, stirena, butadiena, unsaturated polyester dan drying oil. Polimer dan kopolimer ini digunakan dalam berbagai macam produk misalnya zat-zat pendispersi atau pelarut (ECETOC, 1994). commit to user
9 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Normal butil akrilat digunakan pula dalam industri pelapisan dan tinta, bahan perekat, seal, tekstil, plastik, dan elastomer. Aplikasinya dalam industri pelapisan antara lain pembentukan lateks, pendispersi terhadap air, dan dipakai pada pabrik peralatan otomotif original, serta dalam refinishing material sebagai bahan perekat. n-Butil akrilat digunakan dalam industri-industri tekstil dan konstruksi. Produk-produk industri tekstil mengandung n-butil akrilat antara lain fiber, warp sizings, thickener, dan back coat formulation (adhesives). Dalam industri plastik, n-butil akrilat merupakan bahan dasar bagi beberapa modifikasi PVC dan molding atau extrusion additives (BAMM, 1993). I.4.3. Sifat – sifat Fisis dan Kimia Sifat – sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku a. Asam Akrilat Sifat fisika: Rumus kimia
: C2H3COOH
Berat molekul
: 72,0634 gr/mol
Titik leleh
: 13 oC
Titik didih
: 141 oC
Temperatur kritis
: 380 oC
Densitas pada 25 oC
: 0,8623 kg/m3
Viskositas pada 25 oC
: 1,149 mPa.s
Panas penguapan pada 101,3 kPa : 45,6 kJ/mol Kelarutan
: Larut sempurna dalam air
commit to user
(Perry, 1984)
10 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Sifat kimia:
Reaksi esterifikasi Reaksi esterifikasi terjadi jika asam akrilat direaksikan dengan suatu alkohol membentuk ester dari asam akrilat dan air (persamaan I.4). CH2=CHCOOH + ROH
→
CH2=CHCOOR + H2O
(I.4)
Reaksi Adisi Reaksi adisi terjadi jika asam akrilat diadisi dengan halogen, hidrogen, dan hidrogen sianida (persamaan I.5). CH2=CHCOOH
+
HX
→
H2CX-CHCOOH
(I.5)
(Kirk and Othmer, 1991) b. n-Butanol Sifat fisika: Rumus kimia
: C4H9OH
Berat molekul
: 4,1224 gr/mol
Titik leleh
: -79,9 oC
Titik didih
: 117 oC
Densitas
: 810,5 kg/m3
Kelarutan dalam air pada 25 oC : 74600 ppm berat (Perry, 1984) Sifat kimia:
Reaksi esterifikasi Reaksi
esterifikasi antara n-butanol dengan asam organik akan
membentuk ester dan air (persamaan I.6). commit to user CH2=CHCOOH + ROH → CH2=CHCOOR + H2O
(I.6)
11 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Reaksi subsitusi Reaksi substitusi antara n-butanol dengan HCl dengan bantuan katalis ZnCl2 menghasilkan Butil klorida (persamaan I.7). C4H9OH + HCl → C4H9Cl + H2O
(I.7) (Fessenden & Fessenden, 1986)
c. Katalis Amberlyst 15 dry -
Bentuk
: padatan
-
Bentuk ion
: H+
-
Densitas
: 610 g / liter
-
Konsentrasi
: ≥ 4,7 eq/kg
-
Surface area
: 53 m2/g
-
Ukuran
: 0,3 – 0,425 mm
-
Diameter pori, Amstrong
: 300
-
Total pori
: 0,4 cc / g (Rhom and Haas Company)
Sifat –sifat Fisis dan Kimia Produk a. n-Butil Akrilat Sifat fisika: Rumus kimia
: C2H3COOC4H9
Berat molekul
: 128,1706 gr/mol
Titik leleh
: -64 oC
Titik didih
: 147 oC commit to user
12 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
: 810,5 kg/m3
Densitas
Kelarutan dalam air pada 25 oC : 1600 ppm berat (www.chemicalland21.com) Sifat kimia: R’-CH2-CH + CH2-CH COOR
R’-CH2CH-CH2-CH
COOR
COOR
(I.8)
COOR
(Kirk and Othmer, 1991) b. Air Sifat fisika: Rumus kimia
: H2 O
Berat molekul : 18,015 gr/mol Titik leleh
: 0 oC
Titik didih
: 100 oC
Densitas
: 1000 kg/m3 (Yaws,1999)
Sifat kimia: -
Pelarut kimia yang baik (paling sering digunakan)
-
Merupakan reagen penghidrolisa pada reaksi hidrolisa
-
Memiliki sifat netral (pH = 7) (Faith Keyes, 1957)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II DISKRIPSI PROSES
II.1
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk Spesifikasi Bahan Baku A. Asam Akrilat Rumus molekul
: C2H3COOH
Titik didih
: 140,51 ℃
Titik leleh
: 113,34 ℃
Wujud
: cair
Kemurnian
: 99,7% berat
Densitas
: 1,047 – 1,051
Berat molekul
: 72,06 gr/mol (PT Nippon Shokubai)
B. Normal Butanol Rumus kimia
: C4H9OH
Titik didih
: 117,30 ℃
Titik leleh
: -87,49 ℃
Wujud
: cair
Kemurnian
: 95,5% berat
Berat molekul
: 74,12 gr/mol (PT. Petro Oxo Nusantara)
commit to user
13
14 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Spesifikasi Produk A. Normal Butil Akrilat Rumus kimia
: C2H3COOC4H9
Titik didih
: 147,31 ℃
Titik leleh
: -63,31 ℃
Berat molekul
: 128,1706 gr/mol
Kemurnian
: n-Butil Akrilat = 99,5% n-Butanol
= 0,39%
Air
= 0,1%
Asam Akrilat = 0,01% ( I-Lung, 2004)
II.2
Konsep Proses Pembuatan n-butil akrilat dilakukan dengan pereaksian antara asam akrilat dan n-butanol pada kondisi cair jenuh (Persamaan (II.1)) di reaktor berupa kolom Reactive Distillation. Alat ini berfungsi sebagai menara pemisah antara produk utama dan produk samping.
Reaktor ini dipilih karena hemat energi,
mengurangi arus recycle, kebutuhan alat tambahan sedikit dan konversi besar. Reaksi berlangsung pada suhu 90 oC –150 oC dan tekanan 1 atm dengan bantuan katalis amberlyst 15 dry.
commit to user
15 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Di dalam Reactive Distillation (RD) terjadi reaksi, dilanjutkan dengan pemisahan. C4H9(OH) + H2C=CHCOOH H2C=CHCOO(CH2)3CH3 + H2O …..(II.1)
Konversi produk mencapai 97%. Normal butil akrilat dikeluarkan sebagai hasil bawah dengan kemurnian 99,5%. Sisa hasil reaktan dan produk samping berupa air dikeluarkan sebagai hasil atas dan dikembalikan sebagian sebagai refluks sedangkan sisanya sebagai limbah dengan persentase air 85% berat. Perbandingan mol umpan n-butanol dan asam akrilat sebesar 1:1,16 agar dihasilkan konversi terbesar (I-Lung,2004). Tinjauan Termodinamika Kebutuhan panas reaksi dihitung atas dasar panas pembentukan standar (∆Hf0) masing-masing senyawa terlibat pada suhu 90 oC 150 °C dan tekanan 1 atm. Hasil perhitungan (Lampiran B) menunjukkan bahwa reaksi pembentukan n-butil akrilat ini menghasilkan panas reaksi sebesar -343.198,879 kJ/jam (reaksi eksotermis). Konversi kesetimbangan reaksi ini sebesar 1,9 (lihat Lampiran B), jadi reaksi ini bersifat searah (irreversible). Tinjauan Kinetika r = 8,12.109
ln ka
య .௦
expቈ–
଼,ଷ.ଵସ
ோ்
ె ౣౢ
ఈಳೠೀಹ ି
ቈሺଵ,଼ସ ఈ
భ ೖೌ
ఈಳಲ .ఈಹమೀ
= - 8,805 + 0,05743 T – 6,429.10-5 T2 + 3,821.10-9 T3
commit to user
(II.2)
ಳೠೀಹ ା ఈಲಲ ାଵ,ଷ଼.ఈಹమೀ ሻ
(II.3)
16 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
dengan: r
= kecepatan reaksi
( kmol /m3.s )
α
= konsentrasi komponen
( kmol )
T
= suhu
(K) ( I- Lung, 2004 )
Langkah Proses Asam akrilat dan n-butanol sebagai bahan baku diangkut dengan truk tangki menuju pabrik dan disimpan di tangki penyimpan masing-masing pada suhu dan tekanan lingkungan. Ketika akan dipergunakan sebagai umpan reaktor, kedua bahan dipanaskan terlebih dahulu sampai suhu 118 °C dan dijaga tekanannya 1 atm. Setelah dicampur dengan arus recycle dari dekanter kemudian diumpankan ke dalam Reactive Distillation (RD). Reaksi terjadi di dalam RD berfase cair-cair dan beroperasi pada temperatur 90 oC -150 oC, tekanan 1 atm. Reaksi berlangsung secara eksotermis dengan reaksi sebagai berikut: C4H9(OH) + H2C=CHCOOH H2C=CHCOO(CH2)3CH3 + H2O Tempat terjadinya reaksi adalah dibagian tengah menara RD, yaitu pada plate ke-7, diantara seksi Enriching dan Stripping. Panas hasil reaksi dimanfaatkan langsung untuk penguapan air terbentuk. Air teruapkan juga mengandung sisa reaktan tak bereaksi yaitu nbutanol dan asam akrilat. Karena antara air, n-butanol dan n-butil
commit to user
17 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
akrilat terdapat titik azeotrop, maka konversi hanya 97%, karena proses pemisahan tidak berlangsung sempurna. Sedangkan karena titik didih produk utama relatif tinggi maka n-butil akrilat akan turun ke bawah menuju reboiler. Produk hasil bawah RD mempunyai kemurnian 99,5% dan masih mengandung beberapa pengotor yaitu sisa reaktan dan air . Air dan sisa reaktan sebagai hasil atas RD, kemudian diembunkan oleh kondenser, selanjutnya masuk ke dekanter untuk pemurnian lebih lanjut. Di dalam dekanter, terjadi pemisahan antara air sebagai hasil samping dengan sisa reaktan sebagai refluks RD. Produk utama keluar dari reboiler RD langsung didinginkan sampai suhu 35 ℃ kemudian ditampung ke tangki penyimpanan dan tidak perlu dimurnikan lagi karena sudah memenuhi spek di pasaran yaitu dengan kemurnian 99,5%.
commit to user
18 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
19 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
20 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
21 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
II.3
Tahapan Proses Proses pembuatan n-butil akrilat dari asam akrilat dan n-butanol dibagi
menjadi empat tahap (berdasarkan Gambar II.1), yaitu:
II.3.1 Tahap Penyimpanan Bahan Baku Bahan baku asam akrilat (C2H3COOH) dan n-butanol (C4H9OH) disimpan pada fase cair dengan suhu 30 0C dan tekanan 1 atm dalam tangki penyimpanan (T-01) dan (T-02). Bahan baku asam akrilat (C2H3COOH) diperoleh di pasaran dengan kemurnian 99,7% berat, sedangkan
n-butanol (C4H9OH) diperoleh dengan
kemurnian 99,95% berat.
II.3.2 Tahap Penyiapan Bahan Baku Bahan baku asam akrilat berfase cair pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dipompa oleh pompa (P-01) dari tangki penampungan asam akrilat (T-01) menuju ke (HE-01) untuk pemanasan hingga suhu 118 oC sebelum diumpankan ke Reactive Distillation (RD-01). Demikian pula bahan baku n-butanol berfase cair pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dipompa oleh pompa (P-02) dari tangki penampungan n-butanol (T-02) menuju ke (HE-02) untuk pemanasan hingga suhu 118 oC sebelum diumpankan ke Reactive Distillation (RD-01).
II.3.3 Tahap Pembentukan Produk Reaksi di reaktor :
commit to user C4H9(OH) + H2C=CHCOOH H 2C=CHCOO(CH2)3CH3 + H2O
22 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Bahan baku siap olah dimasukkan ke Reactive Distillation (RD-01) pada plate reaksi yaitu plate ke-7. RD-01 beroperasi secara nonisothermal dan adiabatik pada suhu 90 oC -150 oC dan tekanan 1 atm. Di dalam reaktor terjadi reaksi pembentukan n-butil akrilat dan air. Asam akrilat bereaksi sebesar 97% dari asam akrilat umpan reaktor. Reaksi pembentukan n-butil akrilat merupakan reaksi eksotermis, sehingga akan melepaskan panas untuk penguapan senyawa hasil samping reaksi ini yaitu air (H2O).
II.3.4 Tahap Pemurnian Produk Di dalam (RD-01), hasil reaksi kemudian langsung dimurnikan dengan beracuan pada perbedaan titik didih masing-masing komponen. Produk hasil samping yaitu air diuapkan dengan menggunakan panas dari reboiler (RB-01) dan panas hasil reaksi. Air akan dibuang melalui hasil atas RD-01 setelah terlebih dahulu didinginkan oleh condenser (CD-01) dan dimurnikan di dekanter (DC-01) dengan kondisi operasi 40 oC dan tekanan 1 atm. Sedangkan sisa reaktan dan produk utama (n-butil akrilat) terikut, akan dipompa kembali ke RD-01 dengan pompa (P-03) sebagai refluks setelah sebelumnya dipanaskan oleh HE-03 hingga suhu 107 oC. Normal butil akrilat sebagai produk utama akan didapatkan sebagai hasil bawah RD-01 karena titik didihnya tinggi. Setelah didinginkan di HE-04 hingga suhu 35 oC, n-butil akrilat akan dipompa ke tangki penampungan produk (T-03) dengan kondisi operasi 35 oC, tekanan 1 atm.
commit to user
23 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
II.4
Neraca Massa dan Neraca Panas Produk
: Normal Butil Akrilat 99,5% berat
Kapasitas
: 40.000 ton/tahun
Satu tahun produksi
: 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam II.4.1 Neraca Massa Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan
: kg/jam
Tabel II.1 Neraca Massa pada Reactive Distillation (RD-01) Komponen
H2O BuOH AA BA Total
Arus 1 8,77 2912,16 -
Input Arus 2 17,47 2964,73 6614,23
Arus 4 11,36 512,47 1,36 185,91
Output Arus3 Arus 6 741,58 2,53 547,88 22,48 87,15 0,25 187,12 5025,25 6614,23
Tabel II.2 Neraca Massa pada Dekanter (DC-01) Komponen
H2O BuOH AA BA Total
Input Arus 3 741,58 547,88 87,15 187,12 1563,73
Output Arus 4 Arus 5 11,36 730,22 512,47 35,40 1,36 85,80 185,91 1,21 1563,73
Tabel II.3 Neraca Massa Total Komponen
H2O BuOH AA BA Total
Input Output Arus 1 Arus 2 Arus 5 Arus 6 8,77 17,47 730,22 2,53 2964,73 35,40 22,48 2912,16 85,80 0,25 1,21 5025,25 commit to user 5903,13 5903,13
24 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
II.4.2 Neraca Panas Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan
: kJ/jam
Tabel II.4 Neraca Panas Reactive Distillation (RD-01) Arus Q arus 1 Q arus 2 Q arus 5 Q arus 6 Q kondenser Q reboiler Total
Input 1768467,10 607298,26 1685703,65 4061469,00
Output 54396,19 1331956,09 2675116,73 4061469,00
Tabel II.5 Neraca Panas Dekanter (DC-01) Arus Q arus 3 Q arus 4 Q arus 5 Total
Input 77682,11 77682,11
Output 23285,92 54396,19 77682,11
Tabel II.6 Neraca Panas Total Arus Q AA masuk Q BuOH masuk Q pemanas HE-01 Q pemanas HE-02 Q pemanas HE-03 Q pendingin HE-04 Q pemanas reboiler Q pendingin condenser Q produk hasil atas Q produk hasil bawah Total
Input 79126,41 31495,04 1689340,70 575803,22 115612,62 1685703,65 4177081,62
commit to user
Output 1229900,72 2675116,73 54396,19 102055,36 4177081,62
25 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
II.5
Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses
II.5.1 Lay Out Pabrik Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan optimal dari seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak sangat penting guna mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari para karyawan serta keselamatan proses. Tata letak pabrik n-butil akrilat dapat dilihat pada Gambar II.4. Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu daerah: administrasi, proses, penyimpanan, gudang, bengkel dan garasi serta daerah utilitas. Daerah administrasi merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik pengatur kelancaran operasi. Selain kantor, daerah administrasi juga mencakup laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan baku serta produk. Daerah proses merupakan daerah peletakan alat proses. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk merupakan daerah tempat bahan baku dan produk disimpan selama 1 bulan. Daerah gudang, bengkel dan garasi merupakan daerah penampung bahan baku pabrik dan keperluan perawatan peralatan proses. Daerah utilitas merupakan daerah penyediaan bahan pendukung proses.
commit to user
26 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar II.4 Tata Letak Pabrik n-Butil Akrilat
II.5.2
Lay Out Peralatan Proses Lay out peralatan proses adalah tempat peletakan alat-alat proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar II.5. Beberapa pertimbangan dalam penentuan lay out peralatan proses pabrik n-butil akrilat, antara lain: pengaturan aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses agar tidak terjadi akumulasi bahan commit to user
27 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
kimia berbahaya, penerangan tambahan di tempat-tempat dengan proses berbahaya atau beresiko tinggi, pengaturan jalur lintas manusia agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah, penempatan alat-alat proses semaksimal mungkin sehingga menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik, penempatan alat proses bersuhu dan bertekanan operasi tinggi dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan. (Vilbrandt,1959)
Gambar II.5 Tata Letak Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES III.1 Reaktor Reaktor yang digunakan berupa Reactive Distillation dengan tipe Tray Tower karena mudah dibersihkan dan mudah mempertahankan kondisi operasi dengan mengatur pendinginan di kondenser dan pemanasan di reboiler. Tabel III.1 Spesifikasi Reaktor Kode
RD-01
Fungsi
Mereaksikan asam akrilat dengan n-butanol menjadi n-butil akrilat
Tipe
Tray Tower
Jumlah plate
36
Plate umpan
Di antara plate 6 dan 7
Kondisi operasi - Tekanan
1 atm
- Suhu umpan
118 oC
- Suhu Bottom
145,2 oC
- Suhu Top
107,2oC
Dimensi menara - Diameter
2,180 m
- Tray spacing
0,45 m
- Tebal shell
0,5625 in = 0,014 m
Bahan konstruksi
Stainless Stell SA 167 Type 316
Bentuk head
Torispherical dished head
Tebal head
0,1875 in = 0,005 m
Panjang head
0,438 m
Tinggi menara
45,339 m
commit to user
28
29 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III.2 Decanter Decanter berfungsi sebagai pemisah antara n-butanol, asam akrilat dan nbutil akrilat dengan air. Decanter dipilih tangki horizontal guna mengatasi tekanan hidrostatik agar tekanannya tidak terlalu besar. Tabel III.2 Spesifikasi Decanter Kode
DC-01
Fungsi
Memisahkan n-butanol, asam akrilat dan n-butil akrilat dengan air
Tipe
Tangki horizontal
Kondisi operasi - Tekanan
1 atm
- Suhu
40 oC
Spesifikasi decanter - Diameter
0,75 m
- Tebal
3/16 in = 0,005 m
- Panjang
2,257 m
- Material
stainless steel SA 167 type 316
Bentuk head
Torispherical dished head
Tebal head
3/16 in = 0,005 m
Panjang head
0,172 m
Panjang total
2,600 m
commit to user
30 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III.3
Tangki Tangki berfungsi sebagai penyimpan bahan maupun produk, terdiri dari 2
buah tangki silinder tegak dengan flat bottom dengan conical roof. Pemilihan tangki ini mampu menampung kapasitas yang lebih besar dengan konstruksi sederhana sehingga lebih ekonomis, serta conical roof sesuai untuk kondisi atmosferis. Tabel III.3 Spesifikasi Tangki Kode
T-01
Fungsi
Menyimpan
T-02
T-03
bahan Menyimpan
bahan Menyimpan
baku C2H3COOH
baku C4H9OH
produk
C2H3COOC4H9
Tipe
Silinder vertikal dengan flat bottom dan conical roof
Material
plate Stainless Stell plate steel SA 283 plate Stainless Stell
Jumlah
SA 167 Type 316
grade C
SA 167 Type 316
2
2
2
Kondisi operasi -
Tekanan
1 atm
1 atm
1 atm
-
Suhu
30 oC
30 oC
30 oC
2427,15 m3
3206,41 m3
4907,47 m3
- Diameter
15,24 m
18,29 m
18,29 m
- Tinggi total
7,32 m
7,32 m
9,14 m
Course 1
2/3 in = 0,018 m
1 in = 0,024 m
3/4 in = 0,019 m
Course 2
5/8 in = 0,016 m
7/8 in = 0,022 m
3/4 in = 0,019 m
Course 3
4/7 in = 0,014 m
4/5 in = 0,021 m
2/3 in = 0,018 m
Course 4
1/2 in = 0,013 m
3/4 in = 0,019 m
5/8 in = 0,016 m
Course 5
-
-
4/7 in = 0,014 m
Tebal head
3/8 in = 0,001 m
3/16 in = 0,005 m
1/8 in = 0,003 m
Kapasitas
Dimensi
- Tebal silinder
commit to user
31 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III.4 Condenser Beban panas condenser (Qc) 2.689.168,85 kJ/jam, condenser yang digunakan adalah tipe shell and tube karena kemampuannya untuk bekerja pada tekanan dan temperature tinggi, dengan dua fluida kerja yang mempunyai perbedaan volume aliran yang mencolok jauh, serta luas permukaan untuk tipe ini besar (>> 200ft). Tabel III.4 Spesifikasi Condenser Kode
CD-01
Fungsi
Mengkondensasikan
hasil
atas
Menara
Distillation (RD-01)
Tipe
Shell and tube
Jumlah
1 buah
Panjang
12 ft = 3,658 m
Kondisi operasi -
Hot fluid
107,2 oC – 40 oC
-
Cold fluid
30 oC – 45 oC
Spesifikasi
Shell side, cold fluid (water)
- Kapasitas
42.903,19 kg/jam
- Material
plate steel SA 283 grade C
Spesifikasi
Tube side, hot fluid (gas produk keluar RD-01)
- Kapasitas
580,367 kg/jam
- Material
plate Stainless steel SA 167 Type 316
- Jumlah
238
- ∆P
0,235 psi
Dirt Factor
0,0022 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas
52,08 m2
commit to user
Reactive
32 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III.5 Reboiler Beban panas reboiler (Qr) 1.715.734,01 kJ/jam, reboiler yang digunakan adalah tipe kettle reboiler karena konstruksinya yang sederhana dan paling umum digunakan serta tidak memerlukan pompa karena ∆TLMTD besar steam akan keluar dari atas dan cairan akan keluar secara gravitasi. Tabel III.5 Spesifikasi Reboiler Kode
RB-01
Fungsi
Menguapkaan sebagian hasil bawah Menara Reactive Distillation (RD-01)
Tipe
Kettle Reboiler
Jumlah
1 buah
Panjang
6 ft = 1,829 m
Kondisi operasi -
Hot fluid
148 oC – 148 oC
-
Cold fluid
145,21 oC – 146,54 oC
Spesifikasi
Shell, cold fluid (hasil bawah RD-01)
- Kapasitas
8470,98 kg/jam
- Material
plate Stainless steel SA 167 Type 316
Spesifikasi
Tube, hot fluid (steam)
- Kapasitas
938,71 kg/jam
- Material
plate steel SA 213 type 304
- Jumlah
160 tube
- ∆P
0,001 psi
Dirt Factor
0,0031 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas
17,51 m2
commit to user
33 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III.6 Heat Exchanger Heater (HE-01, HE-02 dan HE-03), dipilih tipe Double Pipe Heat Excanger karena luas transfer panasnya (<< 200 ft), sedangkan untuk cooler (HE-04) dipilih tipe shell and tube karena luas transfer panasnya besar (>> 200 ft). Tabel III.6 Spesifikasi Heat Exchanger Kode
HE-01
HE-02
Fungsi
Memanaskan C2H3COOH dari tangki
Memanaskan C4H9OH dari
(T-01) sebelum masuk Menara
tangki (T-02) sebelum masuk
Reactive Distillation (RD-01)
Menara Reactive Distillation (RD-01)
Tipe
Double Pipe Heat Excanger
Double Pipe Heat Excanger
Jumlah
1 buah
1 buah
Panjang
12 ft = 3,658 m
12 ft = 3,658 m
Kondisi operasi -
Hot fluid
148 oC - 148 oC
148 oC - 148 oC
-
Cold fluid
30 oC - 118 oC
30 oC - 118 oC
Hot fluid (steam)
Hot fluid (steam)
- Kapasitas
925,845 kg/jam
315,645 kg/jam
- Material
plate steel SA 283 grade C
plate steel SA 283 grade C
Asam akrilat
n-butanol
- Kapasitas
2920,926 kg/jam
2982,206 kg/jam
- Material
plate Stainless Stell SA 167 Type 316
plate steel SA 283 grade C
- Jumlah
5 hairpin
5 hairpin
- ∆P
0,949 psi
0,1183 psi
Dirt Factor
0,0026 hr.ft2.oF/Btu
0,0023 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas
6,934 m2
4,161 m2
Spesifikasi anulus
Spesifikasi inner pipe
commit to user
34 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Kode
HE-03
HE-04
Fungsi
Memanaskan refluk dari decanter
Mendinginkan produk n-butil
(DC-01) sebelum masuk Menara
akrilat dari reboiler (RB-01)
Reactive Distillation (RD-01)
ke tangki produk (T-03)
Tipe
Double Pipe Heat Excanger
Shell and tube
Jumlah
1 buah
1 buah
Panjang
12 ft = 3,658 m
16 ft = 4,877 m
Kondisi operasi -
Hot fluid
148 oC - 148 oC
107,39 oC - 35 oC
-
Cold fluid
40 oC - 114 oC
30 oC - 45 oC
Hot fluid (steam)
Cold fluid (water)
- Kapasitas
66,598 kg/jam
12541,527 kg/jam
- Material
plate steel SA 283 grade C
plate steel SA 283 grade C
Fluida reflux menuju Reactive
Hot fluid (hasil bawah RD-01)
Spesifikasi Shell / anulus
Spesifikasi Tube/ inner pipe
Distillation - Kapasitas
711,103 kg/jam
5050,505 kg/jam
- Material
plate Stainless Stell SA 167 Type
plate Stainless Stell SA 167
- Jumlah
316
Type 316
- ∆P
5 hairpin
0,2 psi
0,0427 psi
Dirt Factor
0,0028 hr.ft2.oF/Btu
0,0024 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas
1,940 m2
46,686 m2
commit to user
35 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
III. 7 Pompa Digunakan empat buah pompa (P-01, P-02, P-03 dan P-04) setiap pompa terdiri dari dua buah pompa dipasang paralel. Digunakan tipe Single stage centrifugal pump karena tipe ini mempunyai kapasitas besar dengan head rendah, fluida yang mengalir dapat mengandung kotoran, perawatan mudah, tidak berisik, dan hanya perlu sedikit ruang. Tabel III.7 Spesifikasi Pompa Kode
Fungsi
P-01
P-02
P-03
P-04
Mengalirkan
Mengalirkan
C2H3COOH dari
C4H9OH
tangki (T-01)
tangki
menuju Menara
menuju Menara dari decanter
distillation
Reactive
Reactive
(DC-01) menuju
(RD-01) ke
Distillation
Distillation
Menara Reactive tangki produk
(RD-01)
(RD-01)
Distillation
Mengalirkan dari C2H3COOC4H9
(T-02) dan C4H9OH
Mengalirkan C2H3COOC4H9 dari Reactive
(T-03)
(RD-01)
Tipe
Single stage centrifugal pump
Material
Commercial steel
Kapasitas
3,728 m3/jam
4,089 m3/jam
1,142 m3/jam
7,972 m3/jam
Tekanan
1 atm
1 atm
1 atm
1 atm
Tenaga pompa
0,75 hp
0,67 hp
0,05 hp
0,39 hp
NPSH pompa
2,563 ft
2,202 ft
0,833 ft
3,043 ft
Kecepatan putar
3500 rpm
3500 rpm
3500 rpm
3500 rpm
Tenaga motor
1 hp
1 hp
1 hp
0,5 hp
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
IV.1
Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau utilitas merupakan bagian penting dalam
menunjang proses produksi dalam pabrik. Unit pendukung proses pabrik n-butil akrilat adalah: 1.
Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air guna memenuhi
kebutuhan air. Air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi menggunakan air dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI). Air pendingin dan air pemadam kebakaran menggunakan air laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin karena air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah, mudah dalam pengaturan dan pengolahannya, tidak dibutuhkan cooling tower karena air laut langsung dibuang lagi ke laut. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut diantaranya partikel-partikel besar/makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain) serta partikel-partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas dapat dihindari dengan pengolahan air laut terlebih dahulu. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia.
commit to user
36
37 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Pengolahan secara fisis adalah dengan screening dan secara kimia adalah dengan penambahan Chlorine. Tahapannya adalah sebagai berikut: Air laut dari kedalaman 10 m dari permukaan diambil dengan menggunakan pompa, dalam pengoprasian digunakan dua buah pompa, satu service dan satunya standby. Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada traveling screen guna menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian ditampung sementara ke Intake Pit. Dari Intake Pit, sebagian air laut akan diambil sebagai air pemadam kebakaran dan sebagian lagi dialirkan ke Pump Basin melalui Intake Canal secara gravitasi, karena air laut masih mengandung mikroorganisme dan bakteri yang dapat menempel pada surface condenser sehingga mengganggu perpindahan panas, maka perlu diinjeksikan Chlorine ke Intake Canal dan Pump Basin.
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Laut
commit to user
38 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Sumber air umpan boiler, air keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari PT. KTI. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah-masalah, seperti: pembentukan kerak pada boiler, terjadinya korosi pada boiler dan pembentukan busa di atas perrmukaan dalam drum boiler. Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi filtrasi, demineralisasi, dan deaerasi. Air konsumsi dan sanitasi digunakan sebagai air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air ini harus memenuhi beberapa syarat. Syarat fisik, meliputi suhu di bawah suhu udara luar, warna jernih, tidak mempunyai rasa dan tidak berbau. Syarat kimia, tidak mengandung zat organik dan tidak beracun. Dan syarat bakteriologis, tidak mengandung bakteri-bakteri terutama bakteri yang pathogen. Pengolahan air baku (treated water) yang diambil dari PT. KTI melalui beberapa tahap. Tahapannya adalah sebagai berikut: a. Sand filter Air baku dari PT. KTI ditampung dalam bak penampung awal. Dari bak penampung awal dialirkan
ke filter. Filter yang digunakan adalah jenis
gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus. Lalu air yang telah disaring ditampung ke bak penampung, dari bak penampung air dipompakan ke tangki air konsumsi dan ke unit demineralisasi b. Unit demineralisasi Unit ini berfungsi menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air seperti Ca2+, Mg
2+
, K+, Fe2+, Al3+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-lain dengan commit to user
39 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler. Demineralisasi diperlukan karena air umpan ketel membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut: • Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi. • Babas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas O 2 dan gas CO2 Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi menukar ion-ion positif/kation (Ca2+, Mg
2+
, K+, Fe2+, Al3+) yang ada di air umpan. Alat ini
sering disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolite. Kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H+ yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H+ dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter pengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan larutan H2SO4 4%. Air keluaran cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO42-, Cl-, NO3-, dan CO3-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE). Anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH-, sehingga asam-asam commit to user
40 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
yang terkandung di dalam umpan exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH- yang lepas dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger kembali normal dan ada penambahan konsentrasi OH- sehingga pH akan cenderung basa. Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1),
kandungan Na+ = 0,08-2,5 ppm.
Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator c. Unit deaerator Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gasgas terlarut terutama O2. Gas tersebut dihilangkan menggunakan deaerator karena dapat menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4). Adapun reaksi yang terjadi adalah: N2H4 (aq) + O2
N2 + 2 H2O
commit to user
41 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar IV.2 Skema Pengolahan Air KTI Kebutuhan Air a. Kebutuhan Air Pendingin Kebutuhan air pendingin pada condenser (CD-01) sebagai pendingin hasil atas dari RD-01 sebesar 42.903,19 kg/jam dan kebutuhan air di Cooler (HE-04) sebesar 12.541,53 kg/jam. Kebutuhan total air pendingin adalah 55.444,72 kg/jam. b. Kebutuhan Steam Kebutuhan steam pada HE-01: 925,85 kg/jam, HE-02: 315,65kg/jam, HE-03: 66,59 kg/jam, dan RB-01: 938,71 kg/jam. Kebutuhan total steam:
2.246,80
kg/jam. Dianggap air yang hilang sebesar 20% sehingga kebutuhan make up air steam = 449,36 kg/jam
commit to user
42 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan air perkantoran 4.100 kg/hari, laboratorium 3.200 kg/hari, kantin 3.000 kg/hari, taman 1.030 kg/hari, poliklinik 1.200 kg/hari. Total kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi 12.530 kg/hari = 522,08 kg/jam. Total air yang disuplai dari PT KTI = air konsumsi+ air umpan boiler = 971,44 kg/jam 2. Unit pengadaan steam Unit ini bertugas sebagai penyedia kebutuhan steam sebagai media pemanas pada Heat exchanger dan Reboiler ( HE-01, HE-02, HE-03, RB-01).. Steam yang dihasilkan berupa saturated steam dengan suhu 148 °C dan tekanan 4,5 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan adalah 2.696,157 kg/jam dengan dilebihkan 20% guna menjaga kebocoran dalam distribusi. Spesifikasi boiler: Kode
: BO-01
Jenis
: Boiler pipa api
Jumlah
: 1 buah
Heating surface
: 915,15 ft2
Rate of steam
: 5.944 lb/jam
Tekanan steam
: 4,5 atm
Suhu steam
: 148 °C
Efisiensi
: 80%
Bahan bakar
: IDO
Kebutuhan bahan bakar
: 133,13 kg/jam commit to user
43 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
3.
Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas sebagai penyedia udara tekan untuk kebutuhan
instrumentasi pneumatic, sebagai penyediaan udara tekan di bengkel dan kebutuhan umum yang lain. Kebutuhan udara tekan pada prarancangan pabrik nbutil akrilat ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 45 psi dan suhu 35oC. Alat penyedia udara tekan berupa kompresor dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel sebagai penyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor:
4.
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
: 45 psi (3,1atm)
Suhu udara
: 35 oC
Efisiensi
: 80%
Daya kompresor
: 7,5 HP
Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas sebagai penyedia listrik yang digunakan sebagai tenaga
penggerak peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC, maupun penerangan. Kebutuhan tenaga listrik pada prarancangan pabrik n-butil akrilat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. commit to user
44 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat dilihat pada Tabel IV.1 Tabel IV.1 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama Alat
Jumlah
HP
Total HP
P-01
1
0,74
0,74
P-02
1
0,65
0,65
P-03
1
0,05
0,05
P-04
1
0,39
0,39
PWT-01
1
0,50
0,50
PWT-02
1
0,04
0,04
PWT-03
1
0,02
0,02
PWT-04
1
0,05
0,05
PWT-05
1
0,05
0,05
PWT-06
1
0,07
0,07
PU-01
1
0,37
0,37
PU-02
1
0,12
0,12
KU-01
1
7,5
7,5
Jumlah
10,55
Jadi jumlah listrik proses dan utilitas sebesar 10,55 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 20% dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 12,66 HP atau sebesar 9,44 kW. commit to user
45 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Kebutuhan listrik untuk keperluan penerangan dapat dilihat pada Tabel IV.2. Persamaan (IV.1) digumakan dalam menentukan besarnya tenaga listrik. L=
a.F U .D
(IV.1)
Tabel IV.2 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan Luas, m2
Luas, ft2
F
U
D
F/U.D
Pos keamanan
30
322,91
20
0,42
0,75
63,49
Parkir
500
5.381,82
10
0,49
0,75
27,21
Musholla
300
3.229,09
20
0,55
0,75
48,48
Kantin
150
1.614,55
20
0,51
0,75
52,29
Kantor
1.500
16.145,47
35
0,6
0,75
77,78
Poliklinik
400
4.305,46
20
0,56
0,75
47,62
Ruang kontrol
300
3.229,09
40
0,56
0,75
95,24
Laboratorium
300
3.229,09
40
0,56
0,75
95,24
Proses
3.253
35.011,35
30
0,59
0,75
67,80
Utilitas
1.400
15.069,11
10
0,59
0,75
22,60
Ruang generator
300
3.229,09
10
0,51
0,75
26,14
Bengkel
250
2.690,91
40
0,51
0,75
104,58
Garasi
400
4.305,46
10
0,51
0,75
26,14
Gudang
400
4.305,46
10
0,51
0,75
26,14
Pemadam
250
2.690,91
20
0,51
0,75
52,29
Jalan dan taman
2.400
25.832,76
5
0,55
0,75
12,12
Area perluasan
2.500
26.909,12
5
0,57
0,75
11,70
14.633
157.501,7
Bangunan
Jumlah
Jumlah lumen:
∗ penerangan dalam ruangan
= 5.929.618,247 lumen
∗ penerangan bagian luar ruangan
= 627.850,892 lumen
commit to user
46 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt, satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed., 1994). Jadi jumlah lampu dalam ruangan
=
ହ.ଽଶଽ.ଵ଼,ଶହ ଵ.ଽଶ
= 3.089 buah
Penerangan luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed., 1994). Jadi jumlah lampu luar ruangan
Total daya penerangan
=
ଶ.଼ହ,଼ଽ ଷ.
= 210 buah
= ( 40 W x 3.089 + 100 W x 210 ) = 144.462,08 W = 144,46 kW
Kebutuhan listrik guna keperluan AC sebesar 15.000 Watt atau 15 kW. Kebutuhan listrik guna keperluan laburatorium dan instrumentasi sebesar 10.000 Watt atau 10 kW. Diperkirakan kebutuhan listrik pada prarancangan pabrik nbutil akrilat sebesar 178,9 kW. Generator digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator harus mempunyai output sebesar 223,61 kW. Dipilih generator dengan daya 300 kW, sehingga masih tersedia daya sebesar 76,37 kW. Spesifikasi generator: Jenis
: AC generator
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas / Tegangan
: 300 kW ; 220/360 Volt
Efisiensi
: 80%
Bahan bakar
commit to user : IDO
47 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
5.
Unit pengadaan bahan bakar Unit pengadaan bahan bakar bertugas memenuhi kebutuhan bahan bakar
generator, digunakan IDO (Industrial Diesel Oil) sebagai bahan bakar. IDO diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar karena mudah didapat, lebih ekonomis, serta mudah dalam penyimpanan. Bahan bakar IDO mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Specific gravity
: 0,8124
Heating Value
: 16.779 Btu/lb
Efisiensi bahan bakar
: 80%
Densitas
: 50,5664 lb/ft3
a. Kebutuhan bahan bakar boiler Kapasitas boiler
= 2.552.952,56 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar
= 133,13 L/jam
b. Kebutuhan bahan bakar motor generator Bahan bakar
=
Kapasitas generator
Kapasitas alat eff . ρ . h
= 300 kW = 1.023.646,23 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar IV.2
= 42,70 L/jam
Laboratorium Laboratorium memiliki peranan besar bagi pabrik guna memperoleh data–
data yang diperlukan. Data–data tersebut digunakan untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan pengendalian mutu.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
48 digilib.uns.ac.id
Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik bertujuan mengendalikan mutu produk agar sesuai dengan standar tertentu. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk. Pengendalian rutin dilakukan guna menjaga kualitas bahan baku dan produk agar sesuai dengan spesifikasi. Dengan pemeriksaan rutin dapat diketahui proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai harapan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi. Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan, mempunyai tugas pokok sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk, pengontrol terhadap proses produksi, serta pengontrol terhadap mutu air pendingin, serta air umpan boiler. Laboratorium dibagi menjadi dua kelompok, shift dan non-shift. 1. Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa–analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift. Masing–masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok non-shift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa tidak rutin, melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi, melakukan penelitian atau percobaan guna membantu kelancaran produksi, serta menyediakan reagen kimia di laboratorium. commit to user
49 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi laboratorium fisik, laboratorium analitik, dan laboratorium penelitian dan pengembangan. Laboratorium fisik bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat–sifat fisik bahan baku, produk, dan air meliputi air baku, air pendingin, air umpan boiler dan air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity, viskositas. Laboratorium analitik mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk mengenai sifat–sifat kimianya. Analisa yang dilakukan berupa analisa komposisi bahan baku, analisa komposisi produk utama, dan analisa air. Laboratorium penelitian dan pengembangan bertujuan mengadakan penelitian, misalnya
diversifikasi
produk,
perlindungan
terhadap
lingkungan,
dan
mengadakan penelitian rutin maupun non rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan guna mendapatkan alternative terhadap penggunaan bahan baku. Alat-alat analisa yang digunakan antara lain: 1. Hidrometer, berfungsi mengukur specific gravity. 2. Viscometer, berfungsi mengukur viskositas cairan. 3. Gas Liquid Chromathogarphy, berfungsi menganalisa konsentrasi material cair. 4. pH meter, berfungsi mengetahui tingkat keasaman / kebasaan air. 5. Conductivity meter, berfungsi mengetahui konduktivitas zat terlarut dalam air.
commit to user
50 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
IV.3
Unit Pengolahan Limbah Pada pengolahan limbah cair, semua limbah cair yang berasal dari limbah
domestik diolah di dalam Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Limbah dari berbagai sumber sebelum masuk ke IPAL dilewatkan melalui bak ekualisasi guna menyamakan beban dalam pengolahan dengan melakukan pengadukan pada limbah sehingga menjadi homogen, dari bak ekualisasi limbah masuk ke bak netralisasi guna menetralkan pH, karena pH netral selain tidak mengganggu lingkungan juga dapat mempermudah proses pengendapan pada bak sedimentasi. Penetralan pH dengan penambahan Na2CO3/H2SO4. Pada proses filtrasi dilakukan penyaringan menggunakan media penyaring berbutir seperti kerikil, pasir, dan juga ditambahkan karbon aktif guna menghilangkan bau. Limbah setelah melalui proses filtrasi dimasukkan ke dalam bak Bio Control guna menguji apakah limbah tersebut sudah benar–benar tidak mencemari lingkungan. Pengujian dilakukan dengan memasukkan ikan ke dalam bak Bio Control, bila ikan tersebut tetap hidup normal maka proses pengolahan air limbah dapat dikatakan sudah berhasil dan air dapat langsung dibuang ke badan penerima air baik di selokan, ataupun di laut.
Air Buangan
Bak Ekualisasi
Bak Netralisasi
Filtrasi
Bak Bio
Badan
Penerima Air Gambar IV.3 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
commit to user
51 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Limbah padat dihasilkan dari limbah domestik yang berupa sampahsampah dari keperluan sehari-hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Limbah gas berasal dari alat–alat produksi dan dibuang ke udara melalui stack dengan ketinggi minimal 4 kali tinggi bangunan, banyaknya limbah gas dapat diminimalisasi dengan melakukan perawatan rutin terhadap mesin–mesin produksi sehingga pembakarannya sempurna dan dapat meminimalisasi pencemaran udara.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 52
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN
V.1 Bentuk Perusahaan Pabrik n-Butil Akrilat berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dan berlokasi di Cilegon, Jawa Barat. Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain: mudah dalam mendapatkan modal dengan menjual saham perusahaan, tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan, pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, kelangsungan perusahaan lebih terjamin karena tidak berpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan, para pemegang saham dapat memilih seorang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama berpengalaman cukup, dapat menarik modal sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.(Widjaja, 2003) Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada direksi dengan memperhatikan hukum-hukum perburuhan.
V.2 Struktur Organisasi Pabrik ini berstruktur organisasi Sistem Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. commit to user 52
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 53
Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli terdiri dari orangorang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Kelompok orang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf, yaitu: garis atau lini sebagai pelaksana tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan dan staf bertugas sesuai dengan keahliannya seperti pemberian saran-saran kepada unit operasional. (Zamani, 1998) Dewan komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang direktur utama 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 sebagai penanggung jawab bagian dari 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, dipimpin oleh seorang kepala regu dan setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-masing seksi (Widjaja, 2003). Struktur organisasi pabrik n-Butil Akrilat disajikan pada Gambar V.1
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 54
commit to user
55 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
V.3 Tugas dan Wewenang V.3.1 Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang pengumpul modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan berbentuk PT. (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS, para pemegang saham berwenang sebagai: penentu pengangkatan dan pemberhentian dewan komisaris dan direktur, serta pengesah hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan. V.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 adalah sebagai: pemberi persetujuan rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber-sumber dana dan pengarahan pemasaran, pengawas tugas-tugas direksi dan pembantu direksi dalam tugas-tugas penting. (Widjaja, 2003) V.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 pengambilan kebijakan sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur produksi dan direktur keuangan umum.
commit to user
56 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Tugas direktur umum antara lain sebagai: pelaksana kebijakan perusahaan dan penanggung jawab pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham, penjaga kestabilan organisasi perusahaan dan pembina hubungan baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen, pengangkat kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham, serta pengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum). Tugas direktur produksi antara lain sebagai: penanggung jawab bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi dan pengkoordinir, pengatur, serta pengawas pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian di bidangnya. Tugas direktur keuangan antara lain sebagai: penanggung jawab bidang pemasaran, keuangan, dan pelayanan umum dan pengkoordinir, pengatur, dan pengawas pelaksanaan pekerjaan kepala-kepala bagian di bidangnya. V.3.4 Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga-tenaga ahli pembantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing-masing. Tugas dan wewenang staf ahli antara lain sebagai: pemberi evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan, pemberi masukan-masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan, dan pemberi saran-saran dalam bidang hukum.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
57 digilib.uns.ac.id
V.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. Tugas dan wewenangnya meliputi: bidang perbaikan mutu produksi, perbaikan dan pencipta inovasi terhadap proses produksi, dan peningkatan efisiensi perusahaan di berbagai bidang. V.3.6 Kepala Bagian Secara umum tugas kepala bagian adalah sebagai: pengkoordinir, pengatur, dan pengawas pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang dalam peraturan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur utama. Kepala bagian terdiri dari: bagian produksi, teknik, keuangan, pemasaran, dan umum. Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta pengkoordinir kepala-kepala seksi di bidangnya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi pengendalian, seksi laboratorium dan seksi pembelian bahan baku. Tugas seksi proses adalah sebagai pengawas jalannya proses produksi dan pemberi tindakan seperlunya pada peralatan produksi yang mengalami kerusakan. Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal-hal yang dapat mengancam keselamatan kerja dan mengurangi potensi bahaya .Tugas seksi laboratorium adalah sebagai commit to user
58 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
pengawas dan penganalisa mutu bahan baku, bahan pembantu, mutu produksi, dan hal-hal tentang buangan dari pabrik. Tugas seksi pembelian meliputi: pembelian barang dan peralatan kebutuhan perusahaan, pengamat harga pasaran dan mutu bahan baku serta pengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. Kepala bagian teknik bertugas sebagai: penanggung jawab dalam bidang peralatan dan utilitas serta pengkoordinir kepala-kepala seksi di bidangnya. Kepala bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan dan seksi utilitas. Seksi pemeliharaan bertugas sebagai: pelaksana pemeliharaan dan perbaikan fasilitas gedung dan peralatan pabrik. Seksi utilitas bertugas sebagai: pelaksana dan pengatur sarana utilitas untuk pemenuhan kebutuhan air, uap, udara tekan, tenaga listrik dan pengolahan limbah. Kepala bagian keuangan bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan. Kepala bagian keuangan membawahi 2 seksi, yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan. Seksi administrasi bertugas sebagai: penyelenggara pencatatan hutang piutang, administrasi persediaan kantor dan pembukuan serta masalah pajak. Seksi keuangan bertugas sebagai: penghitung penggunaan uang perusahaan, pengaman uang dan pembuat prediksi keuangan masa depan, serta perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan. 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. Seksi pemasaran
commit to user
59 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
bertugas sebagai: perencana strategi penjualan hasil produksi dan pengatur distribusi barang dari gudang Kepala bagian umum bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta pengkoordinir kepala-kepala seksi di bidangnya. Kepala bagian umum membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan. Seksi personalia bertugas sebagai: pelaksana hal berhubungan dengan kesejahteraan karyawan, pembina tenaga kerja dan pencipta suasana kerja sebaik mungkin antara pekerja dan pekerjaannya serta pekerja dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya, pengusaha disiplin kerja tinggi dalam menciptakan kondisi kerja dinamis. Seksi humas bertugas sebagai: pengatur hubungan perusahaan dengan masyarakat luar. Seksi keamanan bertugas sebagai: penjaga dan pengawas semua bangunan pabrik dan fasilitas di perusahaan, pengawas lalu lalang karyawan dan non karyawan di lingkungan perusahaan, penjaga dan pemelihara kerahasiaan sehubungan dengan hal-hal internal perusahaan. V.3.7 Kepala Seksi Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan kesepakatan kepala bagian masing-masing agar diperoleh hasil maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing-masing sesuai dengan seksinya. V.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
60 digilib.uns.ac.id
Pabrik n-butil akrilat ini direncanakan beroperasi 330 hari dalam 1 tahun dan 24 jam perhari. Sisa hari bukan hari libur digunakan untuk perbaikan, perawatan dan shutdown. Pembagain jam kerja karyawan dibagi dalam 2 golongan, yaitu karyawan shift dan non shift. V.4.1 Karyawan non shift Karyawan non shift (harian) adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Karyawan harian terdiri dari direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta bawahan di kantor. Karyawan harian dalam 1 minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut: jam kerja Senin – Jumat : pukul 08.00 – 16.00, jam istirahat Senin – Kamis : pukul 12.00 – 13.00 dan Jumat : pukul 11.00 – 13.00. V.4.2 Karyawan shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik sehubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Karyawan shift terdiri dari: operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian-bagian yang harus selalu siaga untuk penjagaan keselamatan serta keamanan pabrik. Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan pengaturan sebagai berikut: shift pagi: pukul 07.00 – 15.00, shift sore: pukul 15.00 – 23.00, shift malam: pukul 23.00 – 07.00, Karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D). Dalam satu commit to user hari kerja, hanya tiga kelompok masuk, sehingga ada satu kelompok libur. Pada
61 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
hari libur atau hari besar sesuai ketetapan pemerintah, kelompok bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut: Tabel V.1 Jadwal pembagian kelompok shift Hari A B C D
1 P S M L
2 P S L M
3 4 P L L S S M M P
5 S M P L
6 S M L P
7 S L M P
8 9 L M P P S S M L
10 M P L S
Hari A B C D
11 M L P S
12 L M P S
13 P S M L
14 P S L M
15 P L S M
16 L M P S
17 S M P L
18 S M L P
19 S L M P
20 L P S M
Hari A B C D
21 M P S L
22 M P L S
23 S L M P
24 L S M P
25 P S M L
26 P S L M
27 P L S M
28 L M P S
29 S M P L
30 S M L P
Jadwal tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal. Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Dengan pertimbangan di atas, maka seluruh karyawan perusahaan wajib mengisi absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan (Zamani, 1998). commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
62 digilib.uns.ac.id
V.5 Status Karyawan Dan Sistem Upah Pada pabrik n-butil akrilat ini sistem upah karyawan berbeda-beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut statusnya, karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan yaitu: karyawan tetap, karyawan harian dan karyawan borongan. Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya. Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dengan mendapat upah harian dan dibayar tiap akhir pekan. Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Upah yang diberikan adalah upah borongan.
V.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji V.6.1 Penggolongan Jabatan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi/Akuntansi : Sarjana Teknik Kimia Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Teknik : SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro : SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro Kepala Bagian Pemasaran Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi/Akuntansi Kepala Bagian Umum : Sarjana Ekonomi/Hukum : Sarjana Kepala Seksi Operator : Sarjana atau D3 Sekretaris : Sarjana atau Akademi sekretaris Dokter : Sarjana Kedokteran Perawat : Akademi Perawat commit to Lain-lain : user SLTA / Sederajat
63 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
V.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien Tabel V.2. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
JABATAN Direktur Utama Direktur Produksi Direktur keuangan dan Umum Staff Ahli Sekretaris Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian LITBANG Kepala Bagian Teknik Kepala Bagian Umum Kepala Bagian Keuangan Kepala Bagian Pemasaran Kepala Seksi Proses Kepala Seksi Pengendalian Kepala Seksi Laboratorium Staff Litbang Kepala Seksi Safety & Kepala Seksi Pemeliharaan Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Administrasi Kepala Seksi Keuangan Kepala Seksi Pembelian Kepala Seksi Personalia Kepala Seksi Humas Kepala Seksi Keamanan Kepala Seksi Penjualan Kepala Seksi Pemasaran Karyawan Proses Karyawan Laboratorium Karyawan Penjualan Karyawan Pembelian Karyawan Pemeliharaan Karyawan Utilitas Karyawan commit Administrasi to user Karyawan Kas
JUMLAH 1 1 1 2 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 16 16 8 6 4 20 4 4
64 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
35 NO. 36 37 38 39 40 41 42 43
Karyawan Personalia JABATAN Karyawan Humas Karyawan Keamanan Karyawan Pemasaran Karyawan Safety & Dokter Perawat Sopir Pesuruh TOTAL
4 JUMLAH 4 4 8 8 2 2 3 4 147
Tabel V.3. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan Gol.
Jabatan
Gaji/bulan (Rp)
Kualifikasi
I.
Direktur Utama
50.000.000
S1 Pengalaman 10 Tahun
II.
Direktur
35.000.000
S1 Pengalaman 10 Tahun
III.
Staff Ahli
20.000.000
S1 Pengalaman 5 Tahun
IV.
Litbang
15.000.000
S1 pengalaman
V.
Kepala Bagian
9.000.000
S1 pengalaman
VI.
Kepala Seksi
6.000.000
S1/D3 pengalaman
VII.
Sekretaris
3.000.000
S1/D3 pengalaman
VIII.
Karyawan Biasa
1.000.000 – 3.000.000
SLTA/D1/D3
V.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan sosial dari perusahaan pada para karyawan, antara lain: tunjangan, pakaian kerja, cuti, pengobatan dan asuransi tenaga kerja. Tunjangan berupa gaji pokok diberikan berdasarkan golongan karyawan bersangkutan, tunjangan jabatan diberikan berdasarkan jabatan karyawan dan tunjangan lembur diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja. Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan commit to user setiap tahun sejumlah empat pasang. Cuti tahunan diberikan kepada setiap
65 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
karyawan selama 12 hari kerja dalam satu tahun, cuti sakit diberikan kepada karyawan penderita sakit berdasarkan keterangan dokter, dan cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah melahirkan. Biaya pengobatan bagi karyawan penderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan sedangkan biaya pengobatan bagi karyawan penderita sakit karena kecelakaan kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai undang-undang. 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. (Masud, 1989)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB VI ANALISIS EKONOMI
Pada prarancangan pabrik n-butil akrilat ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk penilaian apakah pabrik ini menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan adalah estimasi harga dari alat-alat. Harga digunakan sebagai dasar estimasi analisis ekonomi, sehingga didapatkan perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang akan diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan dalam titik impas. Analisis pada prarancangan pabrik n-butil akrilat meliputi: Profitability, % Profit on Sales (POS), % Return on Investment (ROI), Pay Out Time (POT), Break Event Point (BEP), Shut Down Point (SDP), Discounted Cash Flow (DCF). Faktor-faktor penting berkaitan dengan analisis di atas adalah: penaksiran modal industri ( Total Capital Investment ), penentuan biaya produksi total (Total Production Costs) dan total penjualan produk n-butil akrilat. Capital Investment adalah banyaknya kebutuhan pengeluaran untuk pembelian dan pemeliharaan fasilitas–fasilitas produksi. Capital Investment meliputi: modal tetap (Fixed Capital Investment) dan modal kerja (Working Capital). Total Production Costs terdiri dari: biaya pengeluaran (Manufacturing Costs) dan biaya pengeluaran umum (General Expense).
commit to user
66
67 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
VI.1
Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang
dikonversikan dengan keadaan sekarang ini. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga. Tabel VI.1 Indeks Harga Alat Cost Index, Tahun
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Chemical Engineering Plant Index
324 343 355 357,6 361,3 358,2 359,2 368,1 381,1 381,7 386,5 389,5 390,6 394,1 394,3 390,4
(Peters & Timmerhaus, 2003)
commit to user
68 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar VI.1
Chemical Engineering Cost Index
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 4,1315 X - 7869,31 ......................................(VI.1) Dengan :
Y = Indeks harga X = Tahun pembelian
Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2012 adalah 443,27. Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan dilihat dari grafik pada referensi. Pengestimasian harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex = Ey. (Aries & Newton, 1955)
commit to user
69 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Dengan: Ex: Harga pembelian pada tahun 2012 Ey: Harga pembelian pada tahun referensi Nx: Indeks harga pada tahun 2012 Ny: Indeks harga tahun referensi
VI.2 Dasar Perhitungan Asumsi-asumsi dan ketentuan dalam perhitungan analisis ekonomi: Kapasitas produksi
: 40.000 ton/tahun.
Satu tahun operasi
: 330 hari
Tahun pabrik didirikan
: 2012
Perkiraan umur alat-alat pabrik
: 10 tahun.
Shut down pabrik
: 35 hari/tahun
Harga bahan baku asam akrilat
: US$ 2,4 / kg
Harga bahan baku n-butanol
: US$ 1,4 / kg
Harga katalis amberlyst 15 dry
: US$ 115 / kg
Harga produk n-butil akrilat
: US$ 2,72 / kg
Upah buruh asing per manhour
: US $ 8,5
Upah buruh lokal per manhour
: Rp. 10.000,00
Kurs rupiah
: Rp. 8.775,00 (pada 16/03/2011)
VI.3 Hasil Perhitungan
Hasil perhitungan dalam evaluasi ekonomi meliputi: Fixed Capital commit to user Invesment, Working Capital Investment, Direct Manufacturing Cost, Indirect
70 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Manufacturing Cost, Fixed Manufacturing Cost, General Expense dan analisa kelayakan dapat dilihat pada Tabel VI.2, Tabel VI.3, Tabel VI.4, Tabel VI.5, Tabel VI.6, Tabel VI.7 dan Tabel VI.8. Tabel VI.2 Fixed Capital Invesment No 1
Keterangan Harga pembelian peralatan
2
Instalasi alat - alat
3
Pemipaan
4
Instrumentasi
5
US $ 3.307.018
Rp. -
Total Harga(Rp) 29.019.079.011
306.386
1.565.402.400
4.253.935.696
1.191.499
1.905.254.056
12.360.657.524
590.886
293.512.111
5.478.538.729
Isolasi
72.949
257.466.764
2.391.222.574
6
Listrik
243.163
257.466.764
2.391.222.574
7
Bangunan
729.489
8
Tanah dan perbaikan lahan
364.745 14.632.740.000
9
Utilitas
615.556
-
-
6.401.267.429
17.833.373.714
5.401.507.474
Physical Plant Cost
7.421.690 18.911.842.096
84.037.175.658
10.
1.484.338
3.782.368.419
16.807.435.132
8.906.029 22.694.210.516
100.844.610.790
Engineering & Construction
Direct Plant Cost
11.
Contractor’s fee
12.
Contingency
Fixed Capital Invesment (FCI)
890.603
2.269.421.052
10.084.461.079
2.226.507
5.673.552.629
25.211.152.697
12.023.139 30.637.184.196
136.140.224.566
Tabel VI.3 Working Capital Investment No.
Jenis
US $
1.
Persediaan bahan baku
8.466.551
2.
Persediaan bahan dalam proses
3.
Rp.
-
Total Rp.
74.293.982.687
17.383
8.346.772
160.885.741
Persediaan Produk
4.589.207
2.203.547.939
42.473.835.563
4.
Extended Credit
9.232.916
5.
Available Cash
4.589.207
Working Capital Investment (WCI)
26.895.263
commit to user
-
2.203.547.939
81.018.836.640
42.473.835.563
4.415.442.651 240.421.378.194
71 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Total Capital Investment (TCI) = FCI + WCI = Rp 376.561.602.760,00 Total Capital Investment (TCI) per kg produk = Rp 9.414,00 Tabel VI.4 No.
Direct Manufacturing Cost
Jenis
US $
Rp.
8.341.842
Total Rp.
73.199.666.427
1.
Harga Bahan Baku
-
2.
Gaji Pegawai
-
3.972.000
3.972.000
3.
Supervisi
-
1.584.000
1.584.000
4.
Maintenance
841.620
2.144.602.894
9.529.815.720
5.
Plant Supplies
126.243
321.690.434
1.429.472.358
6.
Royalty & Patent
7.
Utilitas
5.539.750
-
48.611.303.184
10.590.163.521
10.590.163.521
Direct Manufacturing Cost (DMC) 14.849.455 18.612.456.849
148.916.421.209
-
Tabel VI.5
Indirect Manufacturing Cost
Jenis
No.
US $
Rp.
Total Rp.
1.
Payroll Overhead
-
794.400.000
794.400.000
2.
Laboratory
-
794.400.000
794.400.000
3.
Plant Overhead
-
3.177.600.000
3.177.600.000
4.
Packaging
38.778.248
Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Tabel VI.6 No.
Jenis
-
340.279.122.288
38.778.248 4.766.400.000 345.045.522.288
Fixed Manufacturing Cost US $
Rp.
Total Rp.
1.
Depresiasi
961.851
2.450.974.736 10.891.217.965
2.
Property Tax
240.463
306.371.842 2.416.432.649
3.
Asuransi
240.463
306.371.842 2.416.432.649
to user .777 Fixed Manufacturing Cost (FMC)commit 1.442
3.063.718.420 15.724.083.264
72 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Total Manufacturing Cost (TMC) = DMC + IMC + FMC = Rp (148.916.421.209+345.045.522.288+15.724.083.264) = Rp 509.686.026.761,00 Total Manufacturing Cost (TMC) per kg produk = Rp 12.742,00 Tabel VI.7
General Expense
No. 1.
Jenis Administrasi
US $
-
Rp. 4.981.000.000
2.
Sales
33.238.498
-
291.667.819.104
3.
Research
3.102.260
-
27.222.329.783
4.
Finance
2.317.723
1.097.087.804
21.435.108.979
General Expense (GE)
36.658.481
6.078.087.804
345.306.257.866
Total Rp. 4.981.000.000
Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE = Rp 509.686.026.761 + Rp 345.306.257.866 = Rp 854.992.284.627,00 Biaya Produksi Total (TPC) per kg produk = Rp 21.374,00 VI.4 Keuntungan Produksi Penjualan selama 1 tahun : Total penjualan n-butil akrilat = US$ 110.794.993 = Rp. 972.226.063.680 = Rp. 24.305,00 / kg produk Biaya produksi total
= Rp. 854.992.284.627 commit to user
73 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
Keuntungan sebelum pajak
= Rp 117.233.779.053
Pajak = 25% dari keuntungan = Rp 29.308.444.763 (www.pajak.go.id 2010) Keuntungan setelah pajak
= Rp 87.925.334.290,00 = Rp 2198,00 / kg produk
Tabel VI.8 Analisis kelayakan No. Keterangan 1 Return On Investment (% ROI)
Perhitungan
Batasan
ROI sebelum pajak
86,11%
Min. 44%
ROI setelah pajak
64,58%
(resiko tinggi)
POT sebelum pajak
1,1 tahun
Maks. 2 tahun
POT setelah pajak
1,4 tahun
(resiko tinggi)
3
Break Even Point (BEP)
52%
4
Shut Down Point (SDP)
45,59%
5
Discounted Cash Flow (DCF)
26,35
2
Pay Out Time (POT)
40-60%
Min. 7% (bunga simpanan Bank Mandiri
Analisis ekonomi menunjukkan bahwa pabrik n-butil akrilat dengan kapasitas 40.000 ton/tahun layak didirikan.
commit to user
74 digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
BEP
Keterangan gambar : FC
: Fixed manufacturing cost
Va
: Variable cost
Ra
: Regulated cost
Sa
: Sales
SDP
: Shut down point
BEP
: Break even point Gambar VI.2
Grafik Analisis Kelayakan
commit to user