PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN KARBON DISULFIDA DARI ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN BELERANG Kapasitas 17000 TON PERTAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia OLEH : EKA MUSTAQIM BARUS 120425018
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang dengan Kapasitas 17000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana. Selama mengerjakan Tugas Akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr.Eng.Irvan,Msi sebagai Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan pengarahan dan masukan kepada Penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Seluruh Dosen Pengajar dan Pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 4. Orang tua saya H. Karina Barus dan Hj. Sabar Lina Sembiring yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dalam proses pengerjaan skripsi ini dan abang saya Edi Syahputra Barus dan kakak sayaEma Karlisa Barus yang selalu memberi semangat. 5. Teman-teman angkatan 2011,2012 dan 2013 ekstensi Teknik Kimia yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 6. Teman Spesial saya Sandra Amelia Siregar yang selama ini telah membantu dan selalu ada di kala saya mengerjakan skripsi ini. 7. Sahabat Tercinta yang tak bisa di sebutkan satu persatu, yang selama ini selalu ada dalam menemani diriku untuk menyelesaikan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Agustus 2016 Penulis,
Eka Mustaqim Barus 120425018
Universitas Sumatera Utara
INTISARI Pabrik Karbon Disulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 15000 ton/tahun dan beroperasi selama 300 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga membuka peluang ekspor. Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Sulawesi Utara, Daerah Kawasan Industri Bitung dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11130 m2. Adapun pemilihan lokasi di Sulawesi Utara karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan merupakan daerah lalu lintas perdagangan, baik dalam maupun luar negeri. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang Dewan Komisarisdengan jumlah total tenaga kerja 159 orang. Adapun bentuk organisasi dari pabrik ini adalah organisasi garis dan staf. Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik karbon disulfida, adalah: Total Modal Investasi
: Rp 155.362,256,262,-
Biaya Produksi (per tahun)
: Rp 51.410,527,940,-
Hasil Penjualan (per tahun)
: Rp 106.499,998,296,-
Laba Bersih
: Rp 38.580,129,240,-
Profit Margin (PM)
: 52,08 %
Break Even Point (BEP)
: 38,28 %
Return on Investment (ROI)
: 25,05 %
Pay Out Time (POT)
: 4,00 tahun
Return on Network (RON)
: 41,67%
Internal Rate of Return (IRR)
: 27,40%
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang berkapasitas 15.000 ton/tahun layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI Hal KATA PENGANTAR ................................................................................................. i INTISARI ................................................................................................................... ii DAFTAR ISI .............................................................................................................. iii DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xii BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .................................................................................. I-1 1.1
Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2
Perumusan Masalah ....................................................................... I-2
1.3
Tujuan ............................................................................................ I-2
1.4
Manfaat .......................................................................................... I-3
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... II-1 2.1
Tempurung Kelapa ...................................................................... II-1
2.2
Belerang (Sulfur).......................................................................... II-2
2.3
Karbon Disulfida (CS2) ................................................................ II-3
2.4
Spesifikasi Bahan baku dan Produk ............................................. II-5
2.6 BAB III
2.4.1
Bahan Baku ..................................................................... II-5
2.4.2
Produk ............................................................................. II-6
Deskripsi Proses ........................................................................... II-7
NERACA MASSA............................................................................ ...III-1 3.1
Neraca Massa Pada Bucket Elevator (BE-101) .......................... III-1
3.2
Neraca Massa Pada Roller Mill (FR-101).................................. III-1
3.3
Neraca Massa Pada Vibrating Screen (SS-101) .......................... III-2
3.4
Neraca Massa Pada Belt Conveyor (BC-101)............................. III-2
3.5
Neraca Massa Pada Rotary Kiln (RK-101) ................................. III-2
3.6
Neraca Massa Pada Belt Conveyor (BC-102) ............................. III-3
3.7
Neraca Massa Pada Bucket Elevator (BE-102)........................... III-3
3.8
Neraca Massa Pada Roller Mill (FR-102) ................................... III-3
3.9
Neraca Massa Pada Vibrating Screening (S2-102) ..................... III-4
Universitas Sumatera Utara
3.10 Neraca Massa PadaBelt Conveyor (BC-103).............................. III-4 3.11 Neraca Massa PadaBucket Elevator (BE-103) ........................... III-4 3.12 Neraca Massa PadaReaktor (R-101) ........................................... III-4 3.13 Neraca Massa PadaCyclone (FG-101) ........................................ III-5 3.14 Neraca Massa PadaCooler (CO-101) .......................................... III-5 3.15 Neraca Massa PadaCondensor (CD-101) ................................... III-5 BAB IV
BAB V
NERACA PANAS ............................................................................... IV-1 4.1
Neraca Panas PadaRotary Kiln (RK-101) ................................... IV-1
4.2
Neraca Panas PadaReaktor(R-101) ............................................. IV-2
4.3
Neraca Panas PadaCooler (CO-101) ........................................... IV-2
4.4
Neraca Panas PadaCondensor (CD-101) .................................... IV-2
SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................. V-1 5.1
Gudang Bahan Baku (GD-101).................................................... V-1
5.2
Bucket Elevator (BE-101) ............................................................ V-1
5.3
Rooler Mill (FR-101) ................................................................... V-2
5.4
Vibrating Screen (SS-101) ........................................................... V-2
5.5
Belt Conveyor (BC-101) .............................................................. V-2
5.6
Rotary Kiln (RK-101) .................................................................. V-3
5.7
Belt Conveyor (BC-102) .............................................................. V-3
5.8
Reaktor (R-101) ........................................................................... V-4
5.9
Blower (BL-101) ......................................................................... V-4
5.10 Cyclone (FG-101) ....................................................................... V-5 5.11 Blower (BL-102) .......................................................................... V-5 5.12 Blower (BL-103) .......................................................................... V-5 5.13 Cooler (CO-101) .......................................................................... V-5 5.14 Condensor (CD-101) .................................................................... V-6 5.15 Pompa (P-101) ............................................................................. V-6 5.16 Storage Tank (T-101) ................................................................... V-7 5.17 Gudang Bahan Baku (G-102) ..................................................... V-7 5.18 Bucket Elevator (BE-102) ........................................................... V-8 5.19 Rooler Mill (FR-102) ................................................................... V-8 5.20 Vibrating Screen (SS-102) ........................................................... V-9
Universitas Sumatera Utara
5.21 Belt Conveyor (BC-103) .............................................................. V-9 5.22 Bucket Elevator (BE-103) .......................................................... V-10 BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA .................... VI-1 6.1
Instrumentasi............................................................................... VI-1
6.2
Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Krabon Disulfida dari
arang Tempurung Kelapa dan Belerang …................................ ........... VI-8 6.2.1Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ............. VI-10 6.2.2Peralatan Perlindungan Diri .............................................. VI-11 6.2.3Keselamatan Kerja Terhadap Bahaya Mekanis ................ VI-12 6.3.4Pencegahan Terhadap Bahaya Listrik .............................. VI-12 6.3.5Penyediaan Poliklinik di Pabrik........................................ VI-13 BAB VII UTILITAS.......................................................................................... VII-1 7.1
7.2
Kebutuhan Air .......................................................................... VII-1 7.1.1
Screening ...................................................................... VII-3
7.1.2
Klarifikasi ..................................................................... VII-3
7.1.3
Filtrasi ........................................................................... VII-4
Kebutuhan Air Pendingin .......................................................... VII-5 7.2.1
Unit Refrigerasi (UR) ................................................... VII-5
7.3
Kebutuhan Bahan Kimia........................................................... VII-6
7.4
Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-6
7.5
Unit Pengolahan Limbah .......................................................... VII-6 7.5.1
Bak Penampungan ........................................................ VII-7
7.5.2
Bak Netralisasi .............................................................. VII-8
7.5.3
Bak Pengendapan .......................................................... VII-9
7.5.4
Pengolahan Limbah .................................................... VII-10
7.5.5Tangki Sedimentasi ........................................................ VII-12 7.6
Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air ..................................... VII-13
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ....................................... VIII-1 8.1
Lokasi Pabrik ........................................................................... VIII-1
8.2
Tata Letak Pabrik ..................................................................... VIII-4
8.3
Perincian Luas Tanah .............................................................. VIII-6
Universitas Sumatera Utara
BAB IX
ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ................... IX-1 9.1
Organisasi Perusahaan ................................................................ IX-1 9.1.1
Bentuk Organisasi Garis ................................................. IX-2
9.1.2
Bentuk Organisasi Fungsionil......................................... IX-2
9.1.3
Bentuk Organisasi Garia dan Staf................................... IX-3
9.1.4
Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf .......................... IX-3
9.2
Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3
9.3
Bentuk Hukum Badan Usaha ...................................................... IX-4
9.4
Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ........................ IX-6 9.4.1
Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ........................ IX-6
9.4.2
Dewan Komisaris............................................................ IX-6
9.4.3
Direktur ........................................................................... IX-7
9.4.4
Staf Ahli .......................................................................... IX-7
9.4.5 Kabag Keselamatan Kerja .............................................. IX-7 9.4.6
Sekretaris ........................................................................ IX-7
9.4.7
Manajer Produksi ............................................................ IX-7
9.4.8Manajer Teknik .................................................................. IX-8 9.4.9 Manajer Umum dan Keuangan ......................................... IX-8 9.4.10 Manajer Pembelian dan Pemasaran ................................ IX-8
BAB X
9.5
Sistem Kerja................................................................................ IX-8
9.6
Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .............................. IX-10
9.7
Sistem Penggajian ..................................................................... IX-11
9.8
Fasilitas Tenaga Kerja .............................................................. IX-12
ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1 10.1 Modal Investasi ............................................................................ X-1 10.1.1
Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment(FCI) . X-1
10.1.2
Modal Kerja/Working Capital(WC) .............................. X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) .............................. X-4 10.2.1
Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ......................................... X-4
10.3 Biaya Variabel/Variable Cost (VC) ............................................ X-4 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ......................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi .............................................................. X-5
Universitas Sumatera Utara
BAB XI
10.5.1
Profit Margin (PM)........................................................ X-5
10.5.2
Break Event Point(BEP) ................................................ X-5
10.5.3
Return on Investment (ROI)........................................... X-6
10.5.4
Pay Out Time (POT) ...................................................... X-6
10.5.5
Return On Network (RON) ............................................ X-7
10.5.6
Internal Rate of Return (IRR) ........................................ X-7
KESIMPULAN.................................................................................... XI-1
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xii LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Hal Tabel 1.1
Kebutuhan Karbon Disulfida di Indonesia ......................................... I-2
Tabel 2.1
Komposisi Oksida dari Coconut Shell Ash (CSA)........................... II-2
Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Bucket Elevator (BE-101) .................................... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Roller Mill (FR-101) ............................................ III-1 Tabel 3.3
Neraca Massa Pada Vibrating Screen (SS-101) ............................... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Belt Conveyor (BC-101)....................................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Rotary Kiln (RK-101) ........................................... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Belt Conveyor (BC-102) ....................................... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Bucket Elevator (BE-102) ..................................... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Roller Mill (FR-102) ............................................. III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Vibrating Screening (S2-102) ............................... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa PadaBelt Conveyor (BC-103)........................................ III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa PadaBucket Elevator (BE-103) ..................................... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa PadaReaktor (R-101) ..................................................... III-4 Tabel 3.13 Neraca Massa PadaCyclone (FG-101) .................................................. III-5 Tabel 3.14 Neraca Massa PadaCooler (CO-101) .................................................... III-5 Tabel 3.15 Neraca Massa PadaCondensor (CD-101).............................................. III-5 Tabel 4.1
Neraca Panas pada Rotary Kiln (RK -101) ...................................... IV-1
Tabel 4.2
Neraca Panas pada Reaktor (R -101) ............................................... IV-2
Tabel 4.3
Neraca Panas pada Cooler (CO -101) .............................................. IV-2
Tabel 4.1
Neraca Panas pada Condensor (CD -101) ....................................... IV-2
Tabel 7.2
Pemakaian Air Untuk Kebutuhan ................................................. VII-2
Tabel D.2
Kebutuhan Air Pendingin .............................................................. VII-5
Tabel 8.1
Pembagian penggunaan Areal Tanah .......................................... VIII-6
Tabel 9.1
Jadwal Kerja Karyawan Shift .......................................................... IX-9
Tabel 9.2
Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ........................................... IX-10
Tabel 9.3
Perincian Gaji Karyawan ............................................................... IX-11
Tabel LA.1
Asumsi Kadar Arang Tempurung Kelapa ...................................... LA-1
Tabel LB.1
Kapasitas Panas Gas ....................................................................... LB-1
Tabel LB.2
Kapasitas Panas Fasa Liquid .......................................................... LB-1
Universitas Sumatera Utara
Tabel LB.3
Kapasitas Panas Solid ..................................................................... LB-1
Tabel LB.4
Panas Laten ..................................................................................... LB-2
Tabel LB.5
Entalpi Pembentukan ...................................................................... LB-2
Tabel LD.1
Total Kebutuhan Air Sanitasi ......................................................... LD-2
Tabel LD.2
Kebutuhan Air Pendingin ............................................................... LD-2
Tabel LD.3
Pemakaian Listrik Pada Proses Produksi ................................... ..LD-48
Tabel LD.4
Pemakaian Listrik pada Pengolahan Air ...................................... LD-49
Tabel LE.1
Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................... LE-1
Tabel LE.2
Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................... LE-3
Tabel LE.3
Estimasi Harga Peralatan Proses .................................................... LE-6
Tabel LE.4
Estimasi Harga Peralatan Utilitas ................................................... LE-7
Tabel LE.5
Biaya Sarana Transportasi .............................................................. LE-9
Tabel LE.6
Perincian Gaji Pegawai................................................................. LE-12
Tabel LE.7
Pajak Bumi dan Bangunan ........................................................... LE-14
Tabel LE.8
Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ............................................ LE-15
Tabel LE.9
Perincian Modal Kerja .................................................................. LE-16
Tabel LE.10 Aturan Depresiasi ......................................................................... LE-17 Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi....................................................... LE-18 Tabel LE.12 Data Perhitungan IRR................................................................... LE-26
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 6.1
Tangki ....................................................................................... VI-5
Gambar 6.2
Rotary Kiln ............................................................................... VI-6
Gambar 6.3
Reaktor .................................................................................... VI-6
Gambar 6.4
Cooler ...................................................................................... VI-7
Gambar 6.5
Pompa ...................................................................................... VI-7
Gambar 6.6
Tingkat Kerusakan .................................................................. VI-9
Gambar 7.1
Unit Refrigerasi ..................................................................... VII-6
Gambar 8.1
Peta Lokasi Pabrik Karbon Disulfida .................................... VIII-2
Gambar 8.2
Tata Letak Peta Lokasi Kawasan Industri Bitung ................ VIII-2
Gambar 8.3
Tata Letak Pabrik ................................................................. VIII-7
Gambar 9.1
Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan KarbonDisulfida dari Arang Tempurung Kelapa dan Belerang.................................................................................. IX-14
Gambar LA.1
Aliran Proses PadaBucket Elevator (BE-101)......................... LA-1
Gambar LA.2
Aliran Proses PadaRooler Mill (FR-101) ............................... LA-2
Gambar LA.3
Aliran Proses Pada Vibrating Screen(SS-101) ........................ LA-2
Gambar LA.4
Aliran Proses Pada Belt Conveyor (BC-101) .......................... LA-3
Gambar LA.5
Aliran Proses Pada Kalsinasi (RK-101) ................................. LA-3
Gambar LA.6
Aliran Proses PadaBelt Conveyor (BC-102) ........................... LA-4
Gambar LA.7
Aliran Proses Pada Bucket Elevator (BE-102)........................ LA-5
Gambar LA.8
Aliran Proses Pada Rooler Mill (FR-102) ............................... LA-5
Gambar LA.9
Aliran Proses Pada VibratingScreening (SS-102) ................... LA-5
Gambar LA.10
Aliran Proses Pada Belt Conveyor (BC-103) .......................... LA-6
Gambar LA.11
Aliran Proses Pada Bucket Elevator (BE-103)........................ LA-6
Gambar LA.12
Aliran Proses Pada Reaktor (R-101) ....................................... LA-7
Gambar LA.13
Aliran Proses Pada Cyclone (FG-101) .................................... LA-8
Gambar LA.14
Aliran Proses Pada Cooler (CO-101) ...................................... LA-8
Gambar LA.15
Aliran Proses Pada Condensor (CD-101) ................................ LA-9
Gambar LD.1
Spesifikasi Screening .............................................................. LD-4
Universitas Sumatera Utara
Gambar LE.1
Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan........................................................LE-5
Gambar LE.4
Grafik BEP ........................................................................ ....LE-27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN Hal LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................ LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................ LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ...................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ................ LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ...................................... LE-1
Universitas Sumatera Utara
