UNIVERSITAS SUMATERA UTARA NAMA : CRISTOPEL L TOBING NIM : Universitas Sumatera Utara

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN TRINATRIUM FOSFAT DARI NATRIUM KARBONAT, NATRIUM HIDROKSIDA DAN ASAM FOSFAT DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 40.000 TON / TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

Disusun Oleh : CRISTOPEL L TOBING 060405051

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

NAMA : CRISTOPEL L TOBING NIM : 060405051 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Universitas Sumatera Utara



INTISARI

Trinatrium fosfat merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan di dalam industri, terutama industri pembuatan deterjen (Pembersih). Alasan utama pemilihan judul “Prarancangan Pabrik Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat Dengan Kapasitas Produksi 40.000 Ton/Tahun” adalah karena selama ini Indonesia masih mengimpor trinatrium fosfat dari negara lain dalam jumlah yang cukup banyak. Selain untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, peluang untuk ekspor juga masih terbuka. Trinatrium fosfat terbentuk melalui proses kristalisasi pada suhu 55 °C dan tekanan 1 atm. Pabrik direncanakan akan dibangun di Kecamatan Sambeng, Gresik Jawa Timur dengan luas area pabrik 8750 m2. Adapun pemilihan lokasi di Kecamatan Sambeng karena dekat dengan sumber bahan baku, dekat dengan pelabuhan dan daerah Kawasan Industri Gresik (KIG). Badan hukum badan usaha pabrik pembuatan trinatrium fosfat ini adalah Perseroan Terbatas (PT) yang dikepalai oleh seorang direktur dengan jumlah total tenaga kerja 155 orang. Reaksi pembentukan trinatrium fosfat dari natrium karbonat, natrium hidroksida dan asam fosfat merupakan reaksi eksoterm dan untuk menjaga suhu reaksi digunakan air pendingin. Reaktor yang digunakan adalah Continuous Stired Tank Reactor (CSTR) dengan reaksi samping yang terjadi adalah gas karbondioksida (CO2). Pemurnian trinatrium fosfat hasil reaksi dilakukan di dalam kristaliser dan rotary dryer. Trinatrium fosfat yang dihasilkan mempunyai kemurnian 98 %. Dari hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan trinatrium fosfat ini didapat nilai Profit Margin (PM) 24,72 %, Return on Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 19,90 %, Pay Out Time (POT) sesudah pajak 5,03 tahun. Sedangkan Break Even Point (BEP) adalah 56,73 %, dan Internal Rate of Return (IRR) adalah 33,84 %. Hasil analisa ekonomi tersebut menunjukkan bahwa pabrik trinatrium fosfat ini layak untuk didirikan.



KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Trinatrium Fosfat Natrium Krbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat Dengan Kapasitas Produksi 40.000 Ton / Tahun. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas – tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si., selaku dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini. 2. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T., selaku co – dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini dan juga sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara . 4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara . 5. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Dan yang paling istimewa orang tua penulis yaitu ibunda T. Hutapea, Spd dan ayahanda T. LumbanTobing, serta adik saya Frisca Aries br. L. Tobing yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 7. Partner saya, M. Nureza atas kerjasamanya dalam penyelesaian tugas akhir ini. 8. Abang/Kakak senior yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. NAMA : CRISTOPEL L TOBING NIM : 060405051 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA


9. Teman-teman angkatan 2006 dan adik junior yang selalu memberi semangat dalam penyelesaian tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapakan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2011 Penulis,

( Cristopel L Tobing )



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ............................................................................................. i INTISARI............................................................................................................... iii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................... I-1 1.1 Latar Belakang .......................................................................... I-1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................. I-2 1.3 Tujuan dan Manfaat Perancangan ............................................ I-3 1.4 Ruang Lingkup Perancangan .................................................... I-3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... II-1 2.1 Trinatrium Fosfat .................................................................... II-1 2.2 Sifat – Sifat Bahan Baku, Bahan Pembantu dan Produk ........ II-2 2.2.1 Bahan Baku ..........................................................................II-2 2.2.1.1 Natrium Karbonat (Na2CO3) ..........................................II-2 2.2.1.2 Asam Fosfat (H3PO4) .....................................................II-3 2.2.1.3 Natrium Hidroksida (NaOH) .........................................II-4 2.2.2 Produk ..................................................................................II-5 2.2.2.1 Trinatrium Fosfat ............................................................II-5 2.3 Proses Pembuatan Trinatrium Fosfat ...................................... II-6 2.4 Pemilihan Proses .....................................................................II-6 2.5 Deskripsi Proses ...................................................................... II-6

BAB III

NERACA MASSA ....................................................................... III-1

BAB IV

NERACA PANAS ........................................................................ IV-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN........................................................ V-1

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................ VI-1 6.1 Instrumentasi ........................................................................... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja .................................................................. VI-5



6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrim Hidroksida Dan Asam Fosfat ...................... VI-6 BAB VII

UTILITAS ....................................................................................VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .........................................................VII-1 7.2 Kebutuhan Air ........................................................................VII-2 7.3 Kebutuhan Listrik ................................................................VII-12 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................VII-14 7.5 Unit Pengolahan Limbah (UPL) ..........................................VII-15 7.6 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah ...........................VII-18 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air ..................................VII-20

BAB VIII

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK .................................. VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ....................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ................................................................. VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah ........................................................... VIII-4

BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ............... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................ IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan........................................................... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha .................................................. IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .................... IX-6 9.5 Sistem Kerja ............................................................................ IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................ IX-9 9.7 Sistem Penggajian .................................................................IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ........................................................... IX-12

BAB X

ANALISA EKONOMI .................................................................. X-1 10.1 Modal Investasi ...................................................................... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ........................ X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ................................................. X-5 10.4 Bonus Perusahaan .................................................................. X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ................................................... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi......................................................... X-5



BAB XI

KESIMPULAN ............................................................................. XI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...................................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ....................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ..................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS.............................................................................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................LE-1



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1

Struktur Trinatrium Fosfat .......................................................... II-1

Gambar 2.2

Diagram Alir Massa .................................................................. II-11

Gambar 7.1

Flowdiagram Unit Pengolahan Air .........................................VII-28

Gambar 8.1

Peta Daerah Lokasi Pabrik ...................................................... VIII-1

Gambar 8.2

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Trinatrium Fosfat ................................................. VIII-6

Gambar 9.1

Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat ...................................................................... IX-13

Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen (tampak atas) ............................... LD-2 Gambar LD.2 Grafik Entalpi Dan Temperatur Cairan Pada CT .................... LD-30 Gambar LD.3 Kurva Hy ................................................................................. LD-31 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan ....................................................................... LE-5 Gambar LE.2 Kurva Break Even Point Pabrik Pembuatan Trinatrium Fosfat .................................................................... LE-27



DAFTAR TABEL Tabel 1.1

Kebutuhan Impor Trinatrium Fosfat Di Indonesia .......................... I-2

Tabel 3.1

Neraca Massa Di Tangki Pengencer H3PO4 (M-101) ................... III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa Di Tangki Pengencer Na2CO3 (M-102) ................. III-1

Tabel 3.3

Neraca Massa Di Tangki Pelarutan NaOH (M-103) ..................... III-1

Tabel 3.4

Neraca Massa Pada Reaktor I (R–201) ......................................... III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa Pada Clarifying filter I (F-205).............................. III-2

Tabel 3.6

Neraca Massa Pada Reaktor II (R–202) ........................................ III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa Pada Clarifying filter II (F-207) ............................ III-3

Tabel 3.8

Neraca Massa Pada Evaporator (EV-203) .................................... III-4

Tabel 3.9

Neraca Massa Pada Cristalliser (CR-301) .................................... III-4

Tabel 3.10

Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-302) ..................................... III-5

Tabel 3.11

Neraca Massa Pada Rotary dryer (RD-303) ................................. III-5

Tabel 4.1

Neraca Energi Di Tangki Pengencer H3PO4 (M-101) ................... IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi Di Tangki Pengencer Na2CO3 (M-102) ................ IV-1

Tabel 4.3

Neraca Energi Di Tangki Pelarutan NaOH (M-103) .................... IV-1

Tabel 4.4

Neraca Energi Pada Heater (HE-204) ........................................... IV-2

Tabel 4.5

Neraca Energi Pada Reaktor I (R–201)......................................... IV-2

Tabel 4.6

Neraca Energi Pada Clarifying filter I (F-205) ............................. IV-2

Tabel 4.7

Neraca Energi Pada Reaktor II (R–202) ....................................... IV-3

Tabel 4.8

Neraca Energi Pada Clarifying filter II (F-207) ............................ IV-3

Tabel 4.9

Neraca Energi Pada Evaporator (EV-203) .................................... IV-3

Tabel 4.10 Neraca Energi Pada Water condensor (WC-216) ......................... IV-4 Tabel 4.11 Neraca Energi Pada Cooler (C-205) ............................................. IV-4 Tabel 4.12

Neraca Energi Pada Cristalliser (CR-301) ................................... IV-4

Tabel 4.13

Neraca Energi Pada Centrifuge (CF-302) ..................................... IV-5

Tabel 4.14

Neraca Energi Pada Rotary dryer (RD-303) ................................. IV-5

Tabel 5.1

Spesifikasi Pompa ........................................................................ V-10

Tabel 6.1

Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra RancanganPabrik



Trinatrium Fosfat Dari Natrium Karbonat, Natrium Hidroksida Dan Asam Fosfat ........................................................................... VI-4 Tabel 7.1

Kebutuhan Steam Pabrik ..............................................................VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan Air Pendingin.............................................................VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan Air Proses ..................................................................VII-3

Tabel 7.4

Pemakaian Air Untuk Kebutuhan Domestik ................................VII-3

Tabel 7.5

Kualitas Air Sungai Lamongan ....................................................VII-4

Tabel 7.6

Kebutuhan Daya Unit Proses .....................................................VII-12

Tabel 7.7

Kebutuhan Daya Utilitas ............................................................VII-13

Tabel 7.8

Spesifikasi Pompa UPL .............................................................VII-20

Tabel 7.9

Spesifikasi Pompa Utilitas .........................................................VII-21

Tabel 8.1

Perincian Luas Tanah ................................................................. VIII-4

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 LD.1 Spesifikasi PompaPengolahan Air ............................................... LD-1 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 dan Pengolahan Limbah......... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ......................................................... LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-15 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-16 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun 2000 ................................................................................ LE-17 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi .................................................... LE-18 Tabel LE.11 Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ................................ LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan BEP ............................................................... LE-18



UNIVERSITAS SUMATERA UTARA NAMA : CRISTOPEL L TOBING NIM : Universitas Sumatera Utara

Recommend Documents