prarancangan pabrik asam sulfat dengan proses kontak absorpsi
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT DENGAN PROSES KONTAK ABSORPSI GANDA KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN Disusun Oleh : 1. Yesi Novitasari ( I 0507015 ) 2. Nur Halimah Murdiyati ( I 0507049 ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user i perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT DENGAN PROSES KONTAK ABSORPSI GANDA KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN Oleh : Yesi Novitasari I 0507015 Nur Halimah Murdiyati I 0507049 Pembimbing II Pembimbing I Inayati, S.T., M.T., Ph.D Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T. NIP. 19710829 199903 2 001 NIP. 19711206 199903 1 002 Dipertahankan di depan tim penguji : 1. Dr. Margono, S.T., M.T 1. …………………………… NIP. 19681 107 199702 1 001 2. Ir. Arif Jumari, M. Sc. 2. ……………………………. NIP. 19650315 199702 1 001 Disahkan Ketua Jurusan Teknik Kimia Dr. Sunu H. Pranolo NIP. 19690316 199802 1 001 commit to user ii 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 Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 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. Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Inayati, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Ir. Endang Mastuti W. dan Inayati, S.T., M.T., Ph.D., selaku Pembimbing Akademik. 4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 5. Ir. Arif Jumari, M. Sc. Dan Margono, S.T. M. T. selaku Dosen Penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir. 6. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya. 7. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 07. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Surakarta, Januari 2012 Penulis commit to user iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI Halaman Judul ............................................................................................... i Lembar Pengesahan ........................................................................................ ii Kata Pengantar ................................................................................................ iii Daftar Isi ........................................................................................................ iv Daftar Tabel ................................................................................................... ix Daftar Gambar ............................................................................................... xii Intisari ........................................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik .............................................. 1 1.2 Kapasitas Perancangan ............................................................ 2 1.2.1 Data Impor Asam Sulfat .............................................. 2 1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ............................................. 3 1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Menguntungkan ......................... 4 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik .......................................................... 4 1.4 Tinjauan Pustaka ..................................................................... 6 1.4.1 Macam-macam Proses .................................................. 6 1.4.2 Kegunaan Produk ......................................................... 9 1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............. 10 1.4.3.1 Bahan Baku ..................................................... 10 1.4.3.2 Produk.............................................................. 14 1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum ..................................... 15 commit to user iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 16 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku Sulfur ..................................... 16 2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................ 17 2.1.3 Spesifikasi Bahan Pembantu (Katalis) . ......................... 17 2.2 2.3 2.4 2.5 Konsep Proses ......................................................................... 18 2.2.1 Sifat Reaksi .................................................................. 18 2.2.2 Mekanisme Reaksi. ....................................................... 24 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ................................ 25 2.3.1 Diagram Alir Proses ..................................................... 25 2.3.2 Langkah Proses............................................................. 30 Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................. 33 2.4.1 Neraca Massa ............................................................... 33 2.4.2 Neraca Panas ............................................................... 42 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ........................................ 50 2.5.1 Lay Out Pabrik .............................................................. 50 2.5.2 Lay Out Peralatan Proses .............................................. 53 BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES 3.1 Tangki ........................................................................................ 55 3.2 Melter ......................................................................................... 56 3.3 Burner ........................................................................................ 57 3.4 Reaktor ....................................................................................... 58 commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.5 Absorber ..................................................................................... 59 3.6 Menara Pengering ....................................................................... 60 3.7 Tangki Pengencer ....................................................................... 61 3.8 Cyclones ..................................................................................... 62 3.9 Gudang . ..................................................................................... 63 3.10 Belt Conveyor . ........................................................................... 64 3.11 Hopper . ..................................................................................... 65 3.12 Waste Heat Boiler....................................................................... 66 3.13 Economizer ................................................................................. 67 3.14 Heat Exchanger .......................................................................... 68 3.15 Pompa ........................................................................................ 73 3.16 Blower ........................................................................................ 75 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses ........................................................... 76 4.1.1 Unit Pengadaan Air ...................................................... 77 4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Proses .......................... 77 4.1.1.2 Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer.. 79 4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi................... 82 4.1.1.4 Pengolahan Air dari Sungai Brantas ................ 84 4.1.2 Unit Pengadaan Udara Tekan ........................................ 86 4.1.3 Unit Pengadaan Listrik ................................................. 86 4.1.3.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ...... 87 4.1.3.2 Listrik untuk Penerangan .................................. 89 commit to user vi perpustakaan.uns.ac.id 4.2 4.3 digilib.uns.ac.id 4.1.3.3 Listrik untuk AC .............................................. 91 4.1.3.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi .. 91 4.1.4 Unit Pengadaan Bahan Bakar ....................................... 92 Laboratorium .......................................................................... 93 4.2.1 Laboratorium Fisik ...................................................... 95 4.2.2 Laboratorium Analitik ................................................. 95 4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ................ 96 4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama ......... 96 4.2.5 Prosedur Analisa Proses ................................................ 97 4.2.6 Prosedur Analisa Air ..................................................... 98 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... 99 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 104 5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 105 5.3 Tugas dan Wewenang ............................................................. 110 5.3.1 Pemegang Saham ........................................................ 110 5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 110 5.3.3 Dewan Direksi ............................................................. 111 5.3.4 Staf Ahli ...................................................................... 112 5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ...................... 112 5.3.6 Kepala Bagian .............................................................. 113 5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 116 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 117 commit to user vii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5.4.1 Karyawan Non Shift ..................................................... 117 5.4.2 Karyawan Shift ............................................................. 117 5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 119 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................. 120 5.6.1 Penggolongan Jabatan .................................................. 120 5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 120 5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 123 BAB VI ANALISA EKONOMI 6.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 126 6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 128 6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ......................... 129 6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) .................... 130 6.3 Biaya Produksi Total (Total Poduction Cost) .......................... 131 6.3.1 Manufacturing Cost ....................................................... 131 6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ................. 131 6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ................ 131 6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) .................. 132 6.3.2 General Expense (GE) .................................................. 132 6.4 Keuntungan Produksi ............................................................... 133 6.5 Analisis Kelayakan................................................................... 133 Daftar Pustaka ................................................................................................ xiv Lampiran commit to user viii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Impor Asam Sulfat Tahun 2006-2010 .................................. 2 Tabel 1.2 Perbandingan Proses Kontak dan Proses Kamar Timbal .............. 9 Tabel 2.1 Neraca Massa Melter (M-01) ........................................................ 34 Tabel 2.2 Neraca Massa Burner (B-01)......................................................... 34 Tabel 2.3 Neraca Massa Cyclones (C-01) ..................................................... 35 Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor Bed I (R-01) ............................................. 35 Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor Bed II (R-01) ............................................ 36 Tabel 2.6 Neraca Massa Reaktor Bed III (R-01) .......................................... 36 Tabel 2.7 Neraca Massa Absorber (AB-01) ................................................. 37 Tabel 2.8 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-01) .................................... 37 Tabel 2.9 Neraca Massa Reaktor Bed IV (R-01)............................................ 38 Tabel 2.10 Neraca Massa Absorber (AB-02) ................................................. 38 Tabel 2.11 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-02) .................................... 39 Tabel 2.12 Neraca Massa Menara Pengering (MP-01) .................................. 39 Tabel 2.13 Neraca Massa Tee (TE-01)............................................................ 40 Tabel 2.14 Neraca Massa Tee (TE-02)............................................................ 40 Tabel 2.15 Neraca Massa Tee (TE-03)............................................................ 41 Tabel 2.16 Neraca Massa Total ...................................................................... 41 Tabel 2.17 Neraca Panas Melter (M-01) ......................................................... 42 Tabel 2.18 Neraca Panas Burner (B-01) ......................................................... 42 Tabel 2.19 Neraca Panas Menara Pengering (MP-01) .................................... 43 commit to user ix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 2.20 Neraca Panas Cyclones (CN-01) ................................................... 43 Tabel 2.21 Neraca Panas Reaktor (R-01) ........................................................ 44 Tabel 2.22 Neraca Panas Absorber (AB-01) ................................................... 45 Tabel 2.23 Neraca Panas Tangki Pengencer (TP-01) ..................................... 46 Tabel 2.24 Neraca Panas Absorber (AB-02) ................................................... 47 Tabel 2.25 Neraca Panas Tangki Pengencer (TP-02) ..................................... 47 Tabel 2.26 Neraca Panas Total ...................................................................... 48 Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki ....................................................................... 55 Tabel 3.2 Spesifikasi Melter ......................................................................... 56 Tabel 3.3 Spesifikasi Burner ........................................................................ 57 Tabel 3.4 Spesifikasi Reaktor ...................................................................... 58 Tabel 3.5 Spesifikasi Absorber .................................................................... 59 Tabel 3.6 Spesifikasi Menara Pengering ...................................................... 60 Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki Pengencer ...................................................... 61 Tabel 3.8 Spesifikasi Cyclones .................................................................... 62 Tabel 3.9 Spesifikasi Gudang ....................................................................... 63 Tabel 3.10 Spesifikasi Belt Conveyor ............................................................ 64 Tabel 3.11 Spesifikasi Hopper ....................................................................... 65 Tabel 3.12 Spesifikasi Waste Heat Boiler ...................................................... 66 Tabel 3.13 Spesifikasi Economizer ................................................................ 67 Tabel 3.14 Spesifikasi Heat Exchanger .......................................................... 68 Tabel 3.15 Spesifikasi Pompa......................................................................... 73 Tabel 3.16 Spesifikasi Blower ........................................................................ 75 commit to user x perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses ................................................................... 78 Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin.............................................................. 78 Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer .......... 80 Tabel 4.4 Kebutuhan Air Konsumsi dan Sanitasi .......................................... 83 Tabel 4.5 Kebutuhan Total Air Sungai ......................................................... 84 Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas................. 87 Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ................................. 89 Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ..................................................... 91 Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift .............................................. 118 Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan............................................... 120 Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ....................................... 122 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ........................................................................ 126 Tabel 6.2 Modal Tetap ................................................................................ 129 Tabel 6.3 Modal Kerja ................................................................................. 130 Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost .......................................................... 131 Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 131 Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost ........................................................... 132 Tabel 6.7 General Expense .......................................................................... 132 Tabel 6.8 Analisis Kelayakan ...................................................................... 135 commit to user xi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Impor Asam Sulfat di Indonesia .................................... 3 Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik ............................................ 6 Gambar 2.1 Diagram Alir Proses ................................................................. 26 Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif ........................................................... 27 Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif ......................................................... 28 Gambar 2.4 Lay Out Pabrik ......................................................................... 51 Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses ......................................................... 54 Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai Brantas .................................... 85 Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Sulfat ................................... 109 Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ........................................... 127 Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan ....................................................... 136 commit to user xii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id INTISARI Yesi Novitasari dan Nur Halimah Murdiyati, 2012, Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Asam sulfat sering dimanfaatkan sebagai bahan utama dalam pembuatan pupuk, industri pulp dan kertas. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dengan bahan baku sulfur 32.353 ton/tahun pada 30 oC dan tekanan 1 atm. Dengan memperhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, pemasaran, serta utilitas, maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah di Kawasan Industri Gresik, Jawa Timur. Peralatan proses yang ada antara lain melter, burner, reaktor, absorber, menara pengering, tangki pengencer, cyclones, waste heat boiler, economizer, heat exchanger, blower dan pompa. Asam sulfat dihasilkan dari reaksi oksidasi sulfur dioksida dalam Reaktor Fixed Bed Multibed pada kondisi non isotermal adiabatik pada suhu 420-600 oC dan tekanan 1 atm dengan konversi yang diperoleh sebesar 99,7%. Reaksi berlangsung secara eksotermis, sehingga diperlukan pendingin di setiap hasil keluaran bed. Hasil dari reaktor akan diabsorpsi oleh H 2SO 4 98,5% sehingga dihasilkan H 2SO 4 99,9% untuk kemudian diencerkan dalam tangki pengencer sehingga diperoleh asam sulfat 98,5% Utilitas terdiri dari unit penyediaan air sebagai pendingin, air proses maupun keperluan umum, tenaga listrik, penyediaan udara tekan, penyediaan bahan bakar, dan unit pengolahan limbah. Terdapat tiga laboratorium, yaitu laboratorium fisik, laboratorium analitik dan laboratorium penelitian dan pengembangan, untuk menjaga kualitas bahan baku dan produk. Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik asam sulfat diperoleh modal tetap sebesar Rp. 91.577.343.137 dan modal kerjanya sebesar Rp. 81.314.057.044. Biaya produksi total per tahun sebesar Rp. 354.348.738.328. Hasil analisa kelayakan menunjukkan ROI sebelum pajak 69,21% dan setelah pajak 51,91%, POT sebelum pajak 1,3 tahun dan setelah pajak 1,7 tahun, BEP 45,14%, SDP 35,45% dan DCF sebesar 31,06%. Berdasar analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya. commit to user xiii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 1 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan industri kimia di Indonesia cenderung mengalami peningkatan setiap tahunnya baik secara kuantitas maupun kualitasnya sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Hal tersebut menyebabkan kebutuhan akan bahan baku maupun bahan penunjang akan meningkat pula. Asam sulfat merupakan salah satu bahan penunjang yang sangat penting dan banyak dibutuhkan industri kimia. Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk fosfat, pengolahan minyak bumi, farmasi, kertas dan pulp. Mengingat arti pentingnya asam sulfat, maka kebutuhan negara dapat dijadikan tolak ukur kemajuan industri negara tersebut. Proyek kebutuhan asam sulfat dalam negeri semakin meningkat seiring dengan peningkatan industri-industri yang memakainya. Oleh karena itu, dikarenakan pada saat ini pabrik yang memproduksi asam sulfat di Indonesia masih sedikit, sehingga pendirian pabrik asam sulfat ini diharapkan bisa mengantisipasi permintaan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan asam sulfat dari negara-negara importir. commit to user Bab I Pendahuluan 1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Selain alasan-alasan diatas, pendirian pabrik ini juga didasarkan pada halhal berikut : 1. Terciptanya lapangan kerja baru, yang berarti turut serta dalam usaha mengurangi pengangguran. 2. Pendirian pabrik asam sulfat diharapkan akan mendorong berdirinya industri hilir yang menggunakan asam sulfat sebagai bahan baku dan bahan penunjang, sehingga akan mendorong perkembangan industri di Indonesia. 3. Dapat menghemat devisa negara, dengan adanya pabrik asam sulfat di dalam negeri, maka impor dapat dikurangi dan jika berlebih bisa diekspor. 1.2 Kapasitas Perancangan Dalam menentukan kapasitas perancangan perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut : 1.2.1 Data Impor Asam Sulfat Permintaan asam sulfat di Indonesia dalam lima tahun terakhir relatif tidak konstan tergantung kebutuhan pabrik di Indonesia. Kebutuhan tersebut dapat dilihat dalam tabel di bawah ini : Tabel 1.1 Data Impor Asam Sulfat Tahun 2006 – 2010 No Tahun Jumlah (Ton) 1 2006 21.913 2 2007 98.095 3 2008 66.911 4 2009 95.445 5 2010 110.617 commit to user Bab I Pendahuluan (www.bps.go.id) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Gambar 1.1 Grafik Impor Asam Sulfat di Indonesia Dengan menggunakan metode least square kebutuhan impor (ton/tahun) asam sulfat ditentukan dengan persamaan : y = 17.475,81x – 35.012.828,51 Keterangan: x = tahun y = kapasitas (ton/tahun) Pabrik direncanakan berdiri tahun 2016 sehingga dapat diprediksikan kebutuhan impor asam sulfat di Indonesia sebesar 218.405 ton. 1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu sulfur, diperoleh melalui impor dari supplier asal RRC yang diharapkan kebutuhan bahan baku dapat dipenuhi secara kontinyu. Sedangkan bahan baku oksigen diperoleh dari udara bebas. commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Menguntungkan Untuk memproduksi asam sulfat harus diperhitungkan juga kapasitas produksi yang menguntungkan. Pabrik yang memproduksi asam sulfat di Indonesia yaitu : 1. PT. Indonesian Acid Industry, kapasitas produksi 82.500 ton/tahun. 2. PT. Petrokimia Gresik, kapasitas produksi 50.000 ton/tahun. 3. PT. Smelting, kapasitas produksi 92.000 ton/tahun. Dapat diketahui kapasitas produksi minimal yang menguntungkan sebesar 50.000 ton/tahun. Sedangkan di dalam negeri masih membutuhan asam sulfat sebesar 218.405 ton/tahun. Maka ditetapkan bahwa kapasitas pabrik asam sebesar 100.000 ton/tahun, sehingga diharapkan : 1. Dapat menyuplai kebutuhan dalam negeri. 2. Dapat memberikan keuntungan karena kapasitas rancangan berada diatas kapasitas terkecil pabrik yang ada di Indonesia. 3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan bahan baku asam sulfat. 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik Letak geografis suatu pabrik mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap keberhasilan perusahaan. Beberapa faktor dapat menjadi acuan dalam menentukan lokasi pabrik antara lain, penyediaan bahan baku, pemasaran produk, transportasi dan tenaga kerja. Berdasarkan tinjauan tersebut maka lokasi commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun pabrik asam sulfat ini dipilih di Gresik, Jawa Timur dengan pertimbangan sbb : 1. Penyediaaan Bahan Baku Sulfur sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat diperoleh dengan cara impor dari RRC. Orientasi pemilihan ditekankan pada jarak lokasi pelabuhan dengan pabrik cukup dekat sehingga mempermudah transportasi bahan baku. 2. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran Pabrik asam sulfat terutama ditujukan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka lokasi pabrik harus terletak dengan lokasi yang memudahkan distribusi produk ke pasar. Target penjualan utama adalah Petrokimia Gresik yang mana membutuhkan asam sulfat untuk memproduksi pupuk fosfat. 3. Sarana Transportasi Kota Gresik memiliki sarana transportasi darat yang memadai, karena berada di jalur pantura, yang menghubungkan kota-kota besar di Jawa Timur. Pengiriman produk ke daerah pemasaran tidak mengalami masalah. Gresik juga merupakan tempat yang tepat untuk sarana transportasi laut, karena letaknya di pesisir pantai pulau Jawa sehingga memiliki pelabuhan laut yang memadai untuk sarana transportasi bahan baku sulfur ke pabrik serta pemasaran lewat laut untuk antar pulau. 4. Ketersediaan Tenaga Kerja Kawasan industri Gresik terletak di daerah Jawa Timur yang syarat dengan lembaga pendidikan formal maupun non formal dimana banyak dihasilkan tenaga kerja ahli maupun non ahli, sehingga tenaga kerja mudah didapatkan. commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 6 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 5. Utilitas Dalam hal penyediaan air, Gresik dekat dengan sungai Brantas sehingga kebutuhan air untuk pabrik terpenuhi serta air minum karyawan terpenuhi. Sedangkan untuk kebutuhan listrik didapatkan dari PLN dan generator sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan dan bahan bakar diperoleh dari Pertamina. Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik 1.4 Tinjauan Pustaka 1.4.1 Macam-Macam Proses Proses pembuatan asam sulfat ada 2, yaitu : 1. Proses Kamar Timbal (Pb) Pada tahun 1746, Roebuck dari Birmingham Inggris, memperkenalkan proses kamar timbal. Gas SO2 dan NO dimasukkan ke menara Glover bersamaan commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 7 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun dengan gas-gas dari menara Gay Lussac, gas yang keluar dari menara Glover dimasukkan ke dalam kamar timbal dan disemprotkan dengan air sehingga menghasilkan asam sulfat 60 - 67%. Hasil ini sebagian dikembalikan ke menara Glover yang akan menghasilkan asam 77%. Asam ini sebagian dimasukkan ke dalam menara Gay Lussac untuk menyerap gas-gas NO dan NO 2 (katalisator). Gas yang terserap ini dimasukkan kembali ke menara Glover kamar timbal berbentuk silindris volumenya cukup luas. Permukaan dalamnya dilapisi timbal tipis dan disekat-sekat agar panas dapat ditransfer dengan baik, dinding bagian luar diberi sirip-sirip. Sehingga di dalam menara ini terjadi pengembunan uap asam sulfat. Menara Gay Lussac berfungsi untuk memungut kembali katalisator gas NO dan NO2 di kamar timbal dengan menggunakan asam sulfat 77%. Penyerapan dilakukan pada suhu rendah antara 40-60°C. Menara Glover bertugas memekatkan hasil asam sulfat dari kamar timbal. Pemekatan panas ini perlu panas dan ini dapat diambil dari panas yang dibawa GHP (gas hasil pembakaran) belerang (400-600°C). (Austin, 1967) 2. Proses Kontak Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh Peregrine Philips, seorang negarawan Inggris, yang patennya mencakup aspek-aspek penting dari proses kontak yang modern, yaitu dengan melewatkan campuran sulfur dioksida dan udara melalui katalis kemudian diikuti dengan absorpsi sulfur trioksida di dalam asam sulfat 98,5 – 99%. commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 8 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Pada tahun 1889 diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan oksigen berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Proses kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rinciannya dan dewasa ini telah menjadi suatu proses industri yang murah, kontinyu dan dikendalikan otomatis. Sampai tahun 1900, belum ada pabrik dengan proses kontak yang dibangun di Eropa, di mana terdapat kebutuhan terhadap oleum dan asam konsentrasi tinggi untuk digunakan pada sulfonasi, terutama pada industri zat warna. Dalam periode 1900 sampai 1925, banyak pabrik asam sulfat dengan proses kontak telah dapat bersaing dengan proses kamar timbal pada segala konsentrasi asam yang dihasilkan. Sejak pertengahan tahun 1920-an, kebanyakan fasilitas yang baru dibangun dengan menggunakan proses kontak dengan katalis heterogen biasanya berupa zat padat, antara lain Pt, V2O 5 dan Fe2O 3. Katalis ini berpori-pori sehingga cocok untuk pembuatan asam sulfat, karena memiliki bidang kontak yang besar. Udara yang digunakan untuk membakar belerang dibersihkan dahulu dengan asam sulfat dalam menara absorber, hasil pembakaran dibersihkan dalam Waste Heat Boiler kemudian dimasukkan ke dalam converter bersama O 2, gas hasil converter atau reaktor dimasukkan ke dalam menara penyerap atau absorber. Penyerap yang digunakan adalah asam sulfat 98,5%. (Austin, 1967) commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 9 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 1.2 Perbandingan Proses Kontak dan Proses Kamar Timbal Keterangan Konversi Proses kontak Proses kamar timbal 98,5 – 99 % 77 – 79% Kondisi operasi, - T , oC 420 - 600 420 – 600 - P, atm 1-4 1-4 Biaya produksi Rendah Tinggi Kualitas produk Lebih pekat Kurang pekat Satu kali proses dalam Dua kali proses dalam meningkatkan meningkatkan konsentrasi asam konsentrasi asam Vanadium Pentoksida NO dan NO 2 Proses produksi Katalis Setelah dibandingkan, maka untuk perancangan pabrik asam sulfat ini dipilih proses kontak dengan pertimbangan : 1. Konversi yang tinggi dan kualitas produk lebih pekat. 2. Biaya produksi lebih murah. 3. Umur katalis dapat mencapai 10 tahun dalam pemakaian normal. 4. Proses produksi satu kali proses dalam meningkatkan konsentrasi asam. 1.4.2 Kegunaan Produk Di bidang industri, asam sulfat merupakan produk kimia yang banyak dipakai. Asam sulfat penting sekali terutama dalam produksi : commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 10 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 1. Industri pupuk 2. Industri pengolahan air 3. Industri metalurgi 4. Petrokimia 5. Industri kimia 6. Industri pulp dan kertas (www.sulphuric-acid.com) 1.4.3 Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 1.4.3.1 Bahan Baku a. Sulfur Sifat Fisika : Rumus molekul :S Titik didih pada 1 atm , oC : 444,6 Titik lebur pada 1 atm , oC : 120 Specific gravity : 2,046 (Perry, 2008) Sifat Kimia : 1. Dengan udara membentuk sulfur dioksida. Reaksi : S + O 2 SO 2 ................................................... (I - 1) 2. Dengan asam klorida dan katalis Fe akan menghasilkan hidrogen sulfida. Bab I Pendahuluan commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 11 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun b. Udara Sifat Fisika : Sifat Gas N2 O2 28,01 32 Gas Gas Tidak berbau Tidak berbau Tidak berwarna Tidak berwarna Titik Lebur (1 atm, oC) -209,86 -218, 4 Titik Didih (1 atm, oC) -195,8 -183 Specific gravity 1,026 1,71 Berat molekul Kenampakan (Perry,2008) c. Air Proses Sifat Fisika : Rumus molekul : H 2O Berat molekul, g/gmol : 18,02 Titik didih pada 1 atm , oC : 100 Titik lebur pada 1 atm , oC :0 Specific gravity :1 (Perry,2008) commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 12 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Sifat Kimia : 1. Merupakan pelarut yang baik 2. Dapat terurai menjadi unsur-unsur penyusunnya dengan proses elektrolisis. d. Sulfur Dioksida Sifat Fisika : Rumus molekul : SO 2 Berat molekul, g/gmol : 64,06 Titik didih, ºC : -75,5 Titik lebur, ºC : -10 Specific gravity : 1,434 (Perry,2008) Sifat Kimia : 1. Dengan klorin dan air membentuk asam klorida dan asam lainnya. Reaksi : Cl2 + 2H 2O + SO 2 2HCl + H 2SO 4 ................ (I - 2) 2. Dengan hidrogen sulfida membentuk air dan sulfur Reaksi : 2H 2S + SO2 2H2O + 3S ............................... (I - 3) commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 13 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun e. Sulfur Trioksida Sifat Fisika : Rumus molekul : SO3 Berat molekul, g/gmol : 80,06 Titik didih, ºC : 44,6 Titik lebur, ºC : 16,86 Specific gravity : 1,923 (Perry,2008 ) Sifat Kimia : 1. Dengan air membentuk asam kuat Reaksi : SO 3 + H2O 2 SO 4 ................................................ (I - 4) 2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal dengan bau yang menyengat. f. Vanadium Pentoksida Sifat Fisika : Rumus molekul : V2O 5 Berat molekul, g/gmol : 181,88 Titik didih, ºC : 1750 commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 14 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Titik lebur, ºC : 800 Specific gravity : 3,357 (Perry,2008) 1.4.3.2 Produk Asam Sulfat Sifat Fisika : Rumus molekul : H2SO 4 Berat Molekul, g/gmol : 98,08 Wujud dalam kondisi kamar : Cair Warna : Tidak berwarna Titik didih pada 1 atm, oC : 340 Titik leleh pada 1 atm, oC : 10,49 Specific gravity : 1,834 (Perry,2008) Sifat Kimia : 1. Dengan basa membentuk garam dan air. Reaksi : H 2SO 4 + 2 NaOH Na2SO4 + H2O ................... (I - 5) 2. Dengan alkohol membentuk eter dan air. Reaksi : 2C 2H 5OH + H 2SO 4 C 2H 5OC2H 5 + H2O + H 2SO4 .. (I - 6) commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 15 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum Dalam proses pembuatan asam sulfat dengan proses kontak absorpsi ganda, pertama mereaksikan sulfur cair dengan udara sehingga terbentuk gas sulfur dioksida. Selanjutnya dilakukan reaksi pembentukan sulfur trioksida yang dilakukan pada reaktor fixed bed multi bed pada tekanan 1 atm dan suhu 425 oC. Kondisi operasi reaktor adiabatik non isotermal. Produk keluar reaktor diumpankan pada absorber untuk menyerap gas sulfur trioksida, selanjutnya diencerkan pada tangki pengencer untuk membentuk asam sulfat 98,5% dengan penambahan air. commit to user Bab I Pendahuluan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 16 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku Sulfur Sulfur yang diumpankan pada pabrik harus mempunyai spesifikasi : warna kuning cerah, bentuk granular, dengan spesifikasi analisis tipikal : 1. Sulfur Fase : padat Komposisi : - Belerang : 99,96% - air : 0,005% - impuritas : 0,035% Titik lebur : 120ºC Berat molekul : 32,064 g/gmol (www.alibaba.com) 2. Udara Fase : gas Komposisi : - O2 = 21% - N 2 = 79% Berat molekul : 28,84 g/gmol commit to user Bab II Deskripsi Proses 16 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 17 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3. Air proses Kenampakan : cairan jernih Berat jenis : 1 gr/mL (25ºC) Rumus molekul : H 2O Berat molekul : 18 g/gmol Kekentalan : 1 cP (25ºC) 2.1.2 Spesifikasi Produk Asam sulfat Fase : cair Kadar : 98,5% H 2SO4 ; 1,5% H 2O Rumus molekul : H 2SO 4 Berat molekul : 98,08 g/gmol 2.1.3 Spesifikasi Bahan Pembantu (Katalis) Katalisator : Vanadium Pentoksida (V 2O 5) Bentuk : granular Diameter : 0,004572 m Porositas : 0,45 bulk Umur teknis : 541,424 kg/m3 : 10 tahun commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 18 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2.2 Konsep Proses 2.2.1 Sifat Reaksi a. Tinjauan Termodinamika Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi (endotermis/eksotermis) dan arah reaksi (reversible/ irreversible). Penentuan panas reaksi berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan perhitungan panas pembentukan standar ( H of ) pada tekanan 1 atm dan suhu 298,15 K. Pada proses pembentukan asam sulfat terjadi reaksi sebagai berikut : S (g) + O 2 (g) SO 2 (g) …………………………………………….......... (II – 1) SO 2 (g) + ½ O 2 (g) SO 3 (g) ………………………………………….... (II – 2) SO 3 (g) + H 2O (l) H 2SO 4 (l) …………………………………………. (II – 3) Data panas pembentukan standar pada suhu 298,15 K H of S = 0 J/mol H of O 2 = 0 J/mol H of SO 2 = -296.830 J/mol H of SO 3 = -395.730 J/mol H of H 2SO 4 = - 813.989 J/mol H of H 2O = -285.830 J/mol ( Smith Van Ness, 1975) H 298,15 = H of produk - H of reaktan commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 19 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Reaksi (II - 1) : H 298,15 = (-296.830) – (0 + 0) J/mol = -296.830 J/mol Reaksi (II - 2) : H 298,15 = (-395.730) – (-296.830 + ½ x 0) J/mol = -98.900 J/mol Reaksi (II - 3) : H 298,15 = (-813.989) – (-395.720 + (-285.830)) J/mol = -813.989 + 681.55 J/mol = -132.439 J/mol Ketiga reaksi tersebut termasuk reaksi eksotermis dilihat dari nilai panas pembentukan standar ( H 298,15 ) yang bernilai negatif. Sifat reaksi kimia yang reversible atau irreversible dapat diketahui dari harga konstanta kesetimbangan. Data energi Gibbs pada 298,15 K : G of S = 0 J/mol G of O 2 = 0 J/mol G of SO 2 = -300.360 J/mol G of SO 3 = -370.620 J/mol G of H 2SO 4 = -690.003 J/mol G of H 2O = -228.770 J/mol commit to user Bab II Deskripsi Proses ( Smith Van Ness, 1975) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 20 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Perubahan energi Gibbs dapat dihitung dengan persamaan : G 298,15 = - R T ln K G 298,15 = G of produk - G of reaktan dengan : G 298 : energi bebas Gibbs standar suatu reaksi pada 298,15 K (kJ/mol) R : konstanta gas ( 8,314 J/mol· K) T : temperatur (K) K : konstanta kesetimbangan ( Smith Van Ness, 1975) Reaksi (II - 1) : G 298,15 = (-300.360) – (0 + 0) J/mol = -300.360 J/mol ln K 298,15 G 298,15 = RT - 300.360 J/mol 8,314 J/mol K 298,15 K = = 121,17 Dari Smith Van Ness Equation (15.17) ln K K298,15 298,15 R x 1 T 1 T298,15 commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 21 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun dengan : K = konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu T = suhu tertentu R = tetapan gas ideal, 8,314 J/mol· K 298,15 = panas reaksi standar pada 298,15 K ( Smith Van Ness, 1975) Pada suhu 970 oC (1.243,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut : ln K 1.243,15 = K 298,15 lnK 1.243,15 298,15 R 1 1 T1.243,15 T298,15 - 296.830 1 8,314 1.243,15 lnK 298,15 1 298,15 = 1,23 · 10 13 K698,15 Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi berlangsung searah ke arah kanan (irreversible). Reaksi (II - 2) : G 298,15 = (-370.620) – (-300.360 + ½ (0)) J/mol = -70.260 J/mol ln K 298,15 = = G 298,15 RT - 70.260 J/mol 8,314 J/mol K 298,15 K = 28,36 Bab II Deskripsi Proses commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 22 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Pada suhu 425 oC (698,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut : ln K 698,15 K 298,15 lnK 698,15 298,15 = 1 T698,15 T298,15 - 98.900 1 8,314 698,15 lnK 298,15 K698,15 R 1 1 298,15 = 244,69 Karena harga konstanta kesetimbangan relatif kecil, maka reaksi berlangsung bolak-balik (reversible). Reaksi (II - 3) : G 298,15 = (-690.003) – (-228.770 + (-370.620)) J/mol = -90.613 J/mol ln K 298,15 G 298,15 = = RT - 90.613 J/mol 8,314 J/mol K 298,15 K = 36,55 Pada suhu 70 oC (343,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut : ln K 343,15 K 298,15 = 298,15 R 1 1 T343,15 T298,15 commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 23 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun lnK 343,15 - 132.439 8,314 lnK 298,15 1 343,15 1 298,15 = 7,77 · 10 12 K698,15 Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi berlangsung searah ke arah kanan (irreversible). b. Tinjauan Kinetika Secara kinetika, reaksi pembentukan sulfur dioksida mempunyai persamaan kecepatan reaksi sebagai berikut : Reaksi : SO 2 + ½ O2 SO 3 ………………………………………. (II – 4) Konstanta kesetimbangan : Kp = exp 11 .300 T 10,68 dengan : Kp = konstanta kesetimbangan T = suhu reaksi, ºK Kecepatan reaksinya : k1Po 2Pso 2 1 r Pso 3 1 Pso 2 Po 2 2 Kp 22,414 1 k 2 Pso 2 k3 Pso3 2 dengan : r = kecepatan reaksi, kmol SO2 /kg kat· jam k 1 exp 12,160 5473 T commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 24 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun k2 exp 9 ,953 k3 exp 71,745 8619 T 52596 T PO2 ; PSO2 ; PSO3 = tekanan parsial gas O2, SO 2, SO 3 dihitung berdasarkan 1 kmol /O 2 jam· atm (Froment, 1990) c. Kondisi Operasi Proses kontak absorpsi ganda sulfur terjadi dalam suatu reaktor fixed bed multibed pada gas atau uap dengan tekanan 1-4 atm dan temperatur 420ºC-600ºC. Reaksi kontak absorpsi ganda ini menggunakan katalis V 2O 5. Katalis ini pada kondisi operasi akan mengoksidasi sulfur dioksida. Sifat penting vanadium pentoksida ialah mempunyai keterbatasan temperatur bawah dan atas. Selang temperatur bawah operasi katalis ini yaitu antara 420ºC sedangkan batas temperatur atas 600ºC. Umur katalis dapat mencapai 10 tahun dalam pemakaian normal. 2.2.2 Mekanisme Reaksi Pada reaksi katalitik ada beberapa kemungkinan mekanisme kontrol yang menentukan kecepatan reaksi, mekanisme untuk reaksi katalitik tersebut secara umum adalah : 1. Transfer massa reaktan dari badan utama fluida ke permukaan luar katalis (external diffusion). commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 25 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2. Transfer massa reaktan dari permukaan luar ke permukaan dalam pori - pori katalis (internal diffusion). 3. Adsorbsi reaktan pada permukaan katalis. 4. Reaksi pada permukaan katalis. 5. Desorbsi produk reaksi dari permukaan dalam katalis 6. Transfer massa produk dari permukaan dalam ke permukaan luar katalis. 7. Transfer massa produk dari permukaan luar katalis ke badan utama fluida. (Fogler, 1999) Langkah yang menentukan adalah reaksi pada permukaan katalis. Oleh karena itu, langkah proses nomor 1, 2, 6, 7 sangat cepat dibandingkan langkah nomor 3, 4, 5 sehingga kecepatan reaksi tidak dipengaruhi oleh transfer massa. (Smith , 1981) 2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses 2.3.1 Diagram Alir Proses Diagram alir prarancangan pabrik asam sulfat dari sulfur dan udara dapat ditunjukan dalam tiga macam, yaitu : a. Diagram alir proses (Gambar 2.1) b. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.2 ) c. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.3 ) commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user S H2O Ash P = 1 atm T = 30o C M-01 H2O O2 N2 P = 1,1 atm T = 38 oC Ash P =1 atm T = 425 oC O2 N2 P = 1 atm T = 34,05o C B-01 H2O H2SO4 P = 1 atm T = 71,3 oC MP-01 H2O H2SO4 P =1 atm T = 41oC S H2 O Ash P = 1 atm T = 140 oC H2 O Ash O2 N2 SO2 P =1 atm T =916,85o C CN-01 H2 O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 425 oC commit to user O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm o T = 200 C AB-02 O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T= 197,5 oC H2 O H2 SO4 P = 1 atm T = 120 oC H2O H2SO4 P = 1 atm T = 70 oC H2 O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 200o C H2O H2SO4 P = 1 atm T = 120oC AB-01 O2 N2 SO2 SO3 P =1 atm T = 94,9o C H2 O H2 SO4 P = 1 atm T = 72,8o C H2O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 429,85 oC H2 O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 425o C H2O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 444,3 oC O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 426,85o C Bed 4 Bed 3 Bed 2 Bed 1 H2 O O2 N2 SO2 SO3 P = 1 atm T = 600o C Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif H2 O O2 N2 SO 2 SO 3 P = 1 atm T = 425oC H2O O2 N2 SO2 P = 1 atm T = 425 oC H2O P = 1atm T = 30 oC TP-02 H2O H2SO4 P = 1 atm T = 72,95o C H2 O H2 SO4 P = 1 atm o T = 72,95 C H2 O H2 SO4 P = 1 atm T = 70o C TP-01 H2 O P = 1atm T = 30o C H2 O H2 SO4 P =1 atm T = 37 oC H2 O H2 SO4 P = 1 atm T = 71,3oC H2 O H2 SO4 P = 1 atm T = 71,3o C Produk asam sulfat perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2.3.2 30 Langkah Proses Dalam proses produksi asam sulfat dapat dibagi dalam beberapa tahap, yaitu : a). Tahap persiapan bahan baku b). Tahap reaksi c). Tahap pemurnian produk a. Tahap Persiapan Bahan Baku Bahan baku sulfur berupa granular disimpan di dalam gudang penyimpanan (G-01) pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm. Sulfur diangkut dengan Belt Conveyor (BC-01) menuju Hopper (H-01) untuk ditampung sebelum dileburkan. Sulfur padat dengan ukuran serbuk selanjutnya dilebur pada Melter (M-01) pada 140oC dengan media pemanas steam. Selanjutnya produk cairan M01 dipompakan dengan pompa (P-01) menuju Burner (B-01) bersama dengan itu dialirkan udara kering yang diperoleh dari udara luar dan ditekan dengan Blower (BL-01) dan dilewatkan menara pengering (MP-01). Kandungan air dalam udara atmosfer diserap oleh H2SO 4 98,5% yang bersifat hidroskopis, sehingga dihasilkan udara kering. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya reaksi antara gas SO3 dengan air yang terkandung dalam udara sehingga akan menyebabkan korosi. H 2SO 4 disirkulasi secara kontinyu dari Tangki Pengencer I (TP-01) untuk menjaga konsentrasi H2SO 4 98,5%. commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 31 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Produk udara kering diumpankan menuju burner. Burner difungsikan untuk mereaksikan sulfur dengan udara membentuk sulfur dioksida pada kondisi operasi temperatur 916,85 oC dan tekanan 1 atm dengan sifat reaksi eksotermis. Setelah terjadi proses reaksi pembentukan sulfur dioksida produk dari burner berupa gas dilewatkan di Waste Heat Boiler (WHB-01) yang berfungsi memanfaatkan panas produk keluar burner untuk memproduksi steam dimana produk keluar Waste Heat Boiler suhunya menjadi 425 oC dan dilewatkan Cyclones (CN-01) yang berfungsi untuk menyaring impuritas sebelum gas sulfur dioksida diumpankan menuju reaktor. b. Tahap Reaksi Gas SO 2 dimasukkan R-01 yang terdiri dari 4 buah bed catalyst. 3 bed teratas merupakan konversi tingkat pertama sedangkan bed keempat merupakan konversi tingkat kedua. Katalis yang digunakan berupa vanadium pentoksida (V 2O 5) dengan suhu optimum sekitar 420 oC - 600 oC. Gas proses yang mengandung SO 2 bersuhu 425 oC dari burner masuk ke converter bed I, dimana gas SO 2 diubah menjadi SO 3. Reaksi yang terjadi adalah : SO 2 + ½ O 2 SO 3…………..................………. (II – 5) Temperatur pada bed dijaga pada temperatur sekitar 425 oC agar katalis tetap pada kondisi operasi optimumnya sehingga diharapkan terjadi konversi reaksi yang optimum pula. Pada bed pertama, reaksi berlangsung dengan konversi sekitar 69,38%. Gas yang mengandung SO 3 yang keluar dari bed I, bersuhu commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 32 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 600 oC, dimasukkan ke Heat Exchanger I (HE-01) dengan media pendingin gas keluar absorber I yang bersuhu 94,9 oC. Gas yang mengandung SO3 keluar HE01, bersuhu 425 oC, masuk ke bed II. Pada bed ke-2 ini reaksi berlangsung dengan konversi sekitar 20,62%. Gas outlet bed II dimana temperatur 444,3 oC dialirkan ke HE-02 dengan media pendingin sama dengan bed I, sehingga dihasilkan gas dengan temperatur 425 oC. Gas ini dialirkan ke bed III dengan konversi 6,4%. Gas outlet bed III yang banyak mengandung gas SO 3 bersuhu 429,85 oC masuk ke HE03 kemudian masuk ke Economizer I (EK-01) dengan media pendingin air. Gas tersebut didinginkan menjadi 200 oC sebelum masuk ke menara absorber I (AB01). Setelah gas SO 3 diserap dengan H 2SO 4 di menara absorber, sisa gas keluar absorber dengan temperatur 94,9 oC dan dipanaskan di HE-01, HE-02 dan HE-03, sehingga temperatur masuk ke bed IV menjadi 425oC. Pada bed IV ini terjadi reaksi dengan konversi sebesar 3,3%, sehingga konversi total menjadi 99,7%. Gas outlet bed IV, temperatur 426,85 oC masuk ke dalam Economizer II (EK-02), dimana gas tersebut didinginkan menjadi 200 oC sebelum masuk menara absorber II (AB-02). c. Tahap Pemurnian Produk Produk dari Tangki Pengencer II (TP-02) dipompa menuju TP-01. Sisa gas dari AB-01 akan dikembalikan ke bed IV. Gas yang banyak mengandung SO 3 keluar dari bed IV dan diabsorpsi oleh H 2SO 4 98,5% yang berasal dari TP-02 yang dipompa oleh P-06 dan gas tersebut dilewatkan EK-02 untuk didinginkan commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 33 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun terlebih dahulu. Produk yang dihasilkan dalam AB-02 berupa H 2SO 4 dengan kadar 99,9% dan ditampung oleh tangki penampung TP-02. H 2SO 4 dari AB-01 dan AB-02 ditambahkan air demineralisasi untuk diencerkan menjadi 98,5%. Sisa gas SO 2 yang keluar dari AB-02 diemisikan ke udara bebas. Produk H 2SO 4 dari TP-01 dipompa oleh P-08 melewati HE-05 untuk mendinginkan produk sehingga temperatur produk maksimum adalah 37 oC sebelum masuk ke tangki penyimpan asam sulfat (T-01). 2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk : Asam Sulfat 98,5% berat Kapasitas : 100.000 ton/tahun Satu tahun produksi : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam 2.4.1. Neraca Massa Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan : kg/jam Neraca massa prarancangan pabrik asam sulfat sesuai dengan Gambar 2.3. commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 34 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.1 Neraca Massa pada Melter (M-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 1 Arus 2 Komponen S 4.083,3660 4.083,3660 H 2O 0,2043 0,2043 impuritas 1,4298 1,4298 Total 4.085 4.085 Tabel 2.2 Neraca Massa pada Burner (B-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 2 S Arus 3 Arus 4 4.083,3660 0 0 H2O 0,2043 0 0,2043 impuritas 1,4298 0 1,4298 O2 0 6.112,6327 2.037,5442 N2 0 20.130,8097 20.130,8097 SO 2 0 0 8.158,4545 4.085 26.243,4424 30.328,4424 Total 30.328,4424 commit to user Bab II Deskripsi Proses 30.328,4424 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 35 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.3 Neraca Massa pada Cyclones (CN-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 4 Arus 5 Arus 6 H2O 0,2043 0 0,2043 Impuritas 1,4298 1,4298 0 O2 2.037,5442 0 2.037,5442 N2 20.130,8097 0 20.130,8097 SO 2 8.158,4545 0 8.158,4545 30.328,4424 1,4298 30.327,0127 Total 30.328,4424 30.328,4424 Tabel 2.4 Neraca Massa pada Reaktor Bed I (R-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 6 Arus 7 Komponen H 2O 0,2043 0,2043 O2 2.037,5442 623,8960 N2 20.130,8097 20.130,8097 SO 2 8.158,4545 2.498,1188 SO 3 0 7.073,9839 Total 30.327,0127 30.327,0127 commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 36 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.5 Neraca Massa pada Reaktor Bed II (R-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 7 Arus 8 Komponen H 2O 0,2043 0,2043 O2 623,8960 203,7544 N2 20.130,8097 20.130,8097 SO 2 2.498,1188 815,8454 SO 3 7.073,9839 9.176,3988 Total 30.327,0127 30.327,0127 Tabel 2.6 Neraca Massa pada Reaktor Bed III (R-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 8 Arus 9 Komponen H 2O 0,2043 0,2043 O2 203,7544 73,3516 N2 20.130,8097 20.130,8097 SO 2 815,8454 293,7044 SO 3 9.176,3988 9.828,9428 Total 30.327,0127 30.327,0127 commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 37 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.7 Neraca Massa Absorber (AB-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 9 Arus 12 Arus 10 Arus 13 H2O 0,2043 2.627,3311 0 438,0928 O2 73,3516 0 73,3516 0 N2 20.130,8097 0 20.130,809 0 SO 2 293,7044 0 293,7044 0 SO 3 9.828,9428 0 98,2894 0 0 172.528,0749 0 184.448,1709 30.327,0127 175.155,4060 20.596,1551 184.886,2636 H 2SO 4 Total 205.482,4187 205.482,4187 Tabel 2.8 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 13 H 2O H2SO 4 438,0928 Arus 21 Arus 24 Arus 18 8,0292 1.937,7458 2.926,713 184.228,1709 7.212,0916 527,2540 0 192.187,517 184.448,1709 7.754,9372 535,2833 1.937,7458 195.114,230 Total 542,8456 Arus 25 195.114,23 commit to user Bab II Deskripsi Proses 195.114,23 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 38 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.9 Neraca Massa pada Reaktor Bed IV (R-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 10 Arus 11 Komponen O2 73,3516 6,1126 N2 20.130,8097 20.130,8097 SO 2 293,7044 24,4754 SO 3 98,2894 434,7574 Total 20.596,1551 20.596,1551 Tabel 2.10 Neraca Massa Absorber (AB-02) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 11 H 2O Arus 14 Arus 15 Arus 16 0 116,2131 19,3688 0 O2 6,1126 0 0 6,1126 N2 20.130,8097 0 0 20.130,8097 SO 2 24.4754 0 0 24.4754 SO 3 434,7574 0 0 4,3476 0 7.631,3248 8.158,5788 0 H 2SO 4 20.596,1551 7.747,5379 8.177,9477 20.165,7453 Total 28.343,6930 commit to user Bab II Deskripsi Proses 28.343,6930 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 39 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.11 Neraca Massa pada Tangki Pengencer (TP-02) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 15 H2O H 2SO 4 Arus 17 Arus 23 19,3688 104,8735 124,2423 8.158,5788 0 8.158,5788 8.177,9477 104,8735 8.282,8212 Total 8.282,8212 8.282,8212 Tabel 2.12 Neraca Massa Menara Pengering (MP-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 20 H 2O Arus 22 Arus 3 Arus 21 109,8288 433,0168 0 542,8456 O2 0 6.112,6327 6.112,6327 0 N2 0 20.130,8097 20.130,8097 0 H 2SO 4 7.212,0916 26.676,4592 0 7.321,9204 0 26.243,4424 7.212,0916 7.754,9372 Total 33.998,3797 commit to user Bab II Deskripsi Proses 33.998,3797 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 40 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.13 Neraca Massa pada Tee (TE-01) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 19 H2O H 2SO 4 Total Arus 12 Arus 20 2.737,1599 2.627,3311 109,8288 179.740,1666 172.528,0749 7.212,0916 182.477,3265 175.155,4060 7.321,9204 182.477,3265 182.477,3265 Tabel 2.14 Neraca Massa pada Tee (TE-02) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 23 H2O H 2SO 4 Total Arus 14 124,2423 116,2131 8,0292 8.158,5788 7.631,3248 527,2540 8.282,8212 7.747,5379 535,2833 8.282,8212 commit to user Bab II Deskripsi Proses Arus 24 8.282,8212 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 41 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.15 Neraca Massa pada Tee (TE-03) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 18 H2O H 2SO 4 Total Arus 19 Arus 24 2.926,713 2.737,160 189,554 192.187,517 179.740,167 12.447,350 195.114,230 182.477,326 12.636,903 195.114,230 195.114,230 Tabel 2.16 Neraca Massa Total Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komponen Arus 2 S Arus 17 Arus 22 Arus 25 Arus 5 Arus 16 Arus 26 4.083,36 0 0 0 0 0 0 60 104,8735 4333,0168 1.937,7458 0 0 189,5536 impuritas 0,2043 0 0 0 1,4298 0 0 O2 1,4298 0 6.112,6327 0 0 6,1126 0 N2 0 0 20.130,8097 0 0 20.130,8097 0 SO 2 0 0 0 0 0 24,4754 0 SO 3 0 0 0 0 0 4,3476 0 H 2SO 4 0 0 0 0 0 104,8735 26.676,4592 1.937,7458 H 2O 4.085 0 12.447,3499 1,4298 20.165,7453 12.636,9035 Total 32.804,0785 32.804,0785 commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 42 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2.4.2 Neraca Panas Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan : kJ/jam Tabel 2.17 Neraca Panas pada Melter (M-01) Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Q arus 1 14.924,528 0 Q arus 2 0 729.990,338 Q peleburan 219.765,918 0 Q pemanas 495.299,338 0 729.990,338 729.990,338 Total Tabel 2.18 Neraca Panas pada Burner (B-01) Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Q arus 2 729.990,338 0 Q arus 3 312.095,753 0 Q reaksi 37.800.266,015 0 Q arus 4 0 38.842.352,106 38.842.352,106 38.842.352,106 Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 43 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.19 Neraca Panas Menara Pengering (MP-01) Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Komponen Gas Cairan Gas H 2O 10.785,974 21.775,570 21.775,570 0 O2 75.104,747 0 0 50.266,563 N2 278.477,330 0 0 261.829,190 0 28.590,972 28.590,972 0 H 2SO 4 Panas pelarutan Cairan 251.629,877 0 Panas laten 0 338.889,930 Total 701.352,224 701.352,224 Tabel 2.20 Neraca Panas pada Cyclones (CN-01) Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Q arus 4 11.048.383,452 0 Q arus 5 0 318,961 Q arus 6 0 11.048.064,491 11.048.383,452 11.048.383,452 Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 44 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.21 Neraca Panas pada Reaktor (R-01) Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Q bed I 13.954.855,648 20.139.424,115 Q bed II 13.773.693,789 14.454.163,118 Q bed III 13.757.207,370 13.927.848.358 Q bed IV 10.890.352,725 10.954.293,801 Panas reaksi 12.553.289,671 0 0 5.453.669,810 64.929.399,203 64.929.399,203 Panas pendingin Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 45 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.22 Neraca Panas pada Absorber (AB-01) Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Komponen Gas H 2O Cairan Gas Cairan 67,905 3.828.425,467 0 337.928,314 O2 12.075,228 0 4.757,588 0 N2 3.677.975,072 0 1.463.000,332 0 SO 2 34.416,299 0 13.220,835 0 SO 3 1.212.475,149 0 4.564,210 0 0 23.691.393,773 0 13.486.538,653 H 2SO 4 Panas reaksi -16.095.897,044 0 0 1.050.921,918 16.360.931,849 16.360.931,849 Panas laten Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 46 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.23 Neraca Panas pada Tangki Pengencer (TP-01) Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Q arus 13 13.414.236,674 0 Q arus 21 50.366,542 0 Q arus 24 36.160,819 0 Q arus 25 41.334,363 0 Panas pengenceran 15.782,331 0 0 13.570.688,467 13.570.688,467 13.570.688,467 Q arus 18 Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 47 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.24 Neraca Panas pada Absorber (AB-02) Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam) Komponen Gas H 2O Cairan Gas Cairan 0 169.340,313 0 14.940,400 O2 1.006,269 0 991,535 0 N2 3.677.975,072 0 3.624.961,188 0 SO 2 2.868,025 0 2.842,522 0 SO 3 53.630,644 0 527,960 0 H 2SO 4 Panas reaksi 0 1.047.926,380 0 596.541,502 -711.959,595 0 0 46.484,762 4.240.787,108 4.240.787,108 Panas laten Total Tabel 2.25 Neraca Panas pada Tangki Pengencer (TP-02) Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Q arus 15 593.155,523 0 Q arus 17 2.237,073 0 66,524 0 0 595.459,121 595.459,121 595.459,121 Panas pengenceran Q arus 23 Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 48 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 2.26 Neraca Panas Total Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Q arus 1 14.924,528 0 Q arus 17 2.237,073 0 Q arus 22 364.368,051 0 Q arus 25 41.334,363 0 Q arus 5 0 318,961 Q arus 16 0 3.629.305,206 Q arus 18 0 13.570.688,467 22.936.500,374 0 Q pemanas 495.299,892 0 Q peleburan 219.765,918 0 15.848,885 0 Q laten 0 1.436.296,610 Q pendingin 0 5.453.669,810 24.090.279,054 24.090.279,054 Q reaksi Q pengneceran Total commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 49 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses 2.5.1 Lay Out Pabrik Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas - fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari para karyawan serta keselamatan proses. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.4. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah : 1. Pabrik asam sulfat ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan) sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada. 2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa mendatang. 3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun. 4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor. 5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan ruangan/lahan. commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 50 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu : 1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol Daerah administrasi merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual. 2. Daerah proses Daerah proses merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung. 3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk Daerah penyimpanan bahan baku dan produk merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk. 4. Daerah gudang, bengkel dan garasi Daerah gudang, bengkel dan garasi merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses. 5. Daerah utilitas Daerah utilitas merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrandt, 1959) commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 51 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun po s Gambar 2.4 Lay Out Pabrik commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 52 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 2.5.2 Lay Out Peralatan Proses Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik asam sulfat, antara lain : 1. Aliran udara Aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses perlu diperhatikan kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 2. Cahaya Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan. 3. Lalu lintas manusia Dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan. 4. Pertimbangan ekonomi Dalam menempatkan alat - alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 53 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 5. Jarak antar alat proses Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan. (Vilbrandt, 1959) commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 54 H E06 H E07 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses commit to user Bab II Deskripsi Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 55 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1 Tangki Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Kode Fungsi T-01 Menyimpan asam sulfat Menyimpan air proses selama 30 hari Tipe T-02 selama 15 hari Silinder vertikal dengan flat bottom dan conical roof Material Jumlah Carbon Steel SA 283 grade C 1 buah 1 buah - Tekanan (atm) 1 1 - Suhu (oC) 37 35 8060 1130 40 15 43,279 38,73 Kondisi operasi Kapasitas (bbl) Dimensi - Diameter (ft) - Tinggi total (ft) - Tebal tangki Course 1 (in) 1¼ 4 /9 Course 2 (in) 1 1 /8 4 /9 Course 3 (in) 1 3 /8 Course 4 (in) 7 /8 3 /8 Course 5 (in) ¾ 3 /8 Course 6 (in) ¾ 1 /3 5 1 /3 Tebal head (in) /8 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 55 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 56 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.2 Melter Tabel 3.2 Spesifikasi Melter Kode M-01 Fungsi Mengubah fase sulfur padat menjadi sulfur cair Tipe Tangki alir berpengaduk Jumlah 1 buah Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o 30 o - Suhu produk ( C) 140 - Suhu pemanas masuk (oC) 200 - Suhu pemanas keluar (oC) 200 - Suhu umpan ( C) Spesifikasi jaket - Tinggi (m) 1,7 - Tebal (in) 3 - Material / 16 Carbon Steel 283 grade C Spesifikasi shell - IDs (in) 65 - Tebal (in) 7 - Material /8 Carbon Steel 283 grade C Spesifikasi head - Bentuk Torisperical dished head - Tebal (in) 3/16 - Tinggi (in) 8,349 Spesifikasi Pengaduk - Jenis Turbin dengan 6 flat blade dengan 4 baffle - Di (m) 0,316 - L (m) 0,079 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 57 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode M-01 - Kecepatan Pengadukan 420 - Daya Pengadukan 20 Tinggi total reaktor (m) 3.3 2,320 Burner Tabel 3.3 Spesifikasi Burner Kode B-01 Fungsi Membakar sulfur cair dengan udara kering menjadi gas sulfur dioksida Tipe RAP single tube Jumlah 1 buah Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 - Suhu umpan (oC) 140 - Suhu produk (oC) 934,25 Spesifikasi - ID (m) 7 - OD (m) 9,14 - Panjang (m) 30 - Jumlah pass 1 - Material Bata tahan api commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 58 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.4 Reaktor Tabel 3.4 Spesifikasi Reaktor Kode R-01 Fungsi Mereaksikan sulfur dioksida dengan oksigen menjadi sulfur trioksida Tipe Fixed bed multi bed Jumlah 1 buah Kode R-01 Material Carbon Steel SA 182 F22 Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 425 Katalis - Bahan Vanadium Pentoksida - Bentuk Granular - Diameter (m) 0,00457 - bulk (kg/m3) 541,424 - Tinggi bed katalis I (m) 1,5 - Tinggi bed katalis II (m) 3,01 - Tinggi bed katalis III (m) 1,78 - Tinggi bed katalis IV (m) 1,29 Spesifikasi Shell - ID (m) 4 3 - Tebal shell (in) /4 Spesifikasi Head - Bentuk Torispherical Dished Head - Tebal head (in) 1 1/ 4 - Tinggi head (m) 0,846 Tinggi Total (m) 17,35 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 59 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.5 Absorber Tabel 3.5 Spesifikasi Absorber Kode AB-01 AB-02 Fungsi Menyerap gas SO 3 dari Menyerap gas SO 3 dari aliran R-01 bed III aliran R-01 bed IV dengan menggunakan dengan menggunakan asam sulfat asam sulfat Tipe Packed tower Jumlah 1 buah Material 1 buah Carbon Steel SA 182 F22 Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 1 - Suhu (oC) 70 70 2,087 1,578 11,678 2,930 Menara - Diameter (m) - Tinggi (m) 1 - Tebal shell (in) /8 1 /8 Head - Tipe Torisperical dished head - Tebal head (in) 1 /4 Torisperical dished head 1 /5 Packing - Jenis - Ukuran (in) Ceramic Raschig Ring Ceramic Raschig Ring 2 2 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 60 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.6 Menara Pengering Tabel 3.6 Spesifikasi Menara Pengering Kode MP-01 Fungsi Menyerap kandungan H 2O dari udara bebas dengan menggunakan asam sulfat Tipe Packed tower Jumlah 1 buah Material Carbon Steel SA 182 F22 Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 70 Menara - Diameter (m) 1,647 - Tinggi (m) 14,631 1 - Tebal shell (in) /8 Head - Tipe Torisperical dished head 1 - Tebal head (in) /5 Packing - Jenis Ceramic Raschig Ring - Ukuran (in) 2 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 61 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.7 Tangki Pengencer Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki Pengencer Kode TP-01 TP-02 Fungsi Mengencerkan produk Mengencerkan produk AB-01 dengan air untuk AB-02 dengan air untuk mendapatkan asam sulfat mendapatkan asam sulfat 98,5% 98,5% Tipe Jumlah Tangki alir berpengaduk 1 buah 1 buah 1 1 71,30 72,95 - IDs (in) 66 40 - Tebal (in) 1 3 Kondisi operasi - Tekanan (atm) - Suhu Spesifikasi shell - Material /8 /16 Carbon Steel 283 grade C Carbon Steel 283 grade C Torisperical dished head Torisperical dished head Spesifikasi head - Bentuk - Tebal (in) - Tinggi (in) 1 /4 1 /4 12,551 9,546 Flat Blade Turbine Flat Blade Turbine Impeller Impeller - Di (m) 0,529 0,339 - L (m) 0,132 0,085 - Kec. Pengadukan (rpm) 65 266 - Daya Pengadukan (Hp) 25 6 3,811 1,501 Spesifikasi Pengaduk - Jenis Tinggi total (m) commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 62 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.8 Cyclones Tabel 3.8 Spesifikasi Cyclones Kode CN-01 Fungsi Memisahkan impuritas berupa ash dari aliran gas keluar burner Tipe High efficiency cyclones Jumlah 4 buah Material Carbon Steel SA 182 F22 Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 425 Spesifikasi - D silinder (m) 1,408 - Tinggi silinder (m) 2,816 - D inlet gas (m) 0,817 - D outlet padatan (m) 0,528 - Tinggi kerucut (m) 3,521 - Tinggi total (m) 8,787 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 63 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.9 Gudang Tabel 3.9 Spesifikasi Gudang Kode G-01 Fungsi Menyimpan kebutuhan sulfur selama 1 bulan Tipe Bangunan tertutup Jumlah 1 buah Material Bata lapis semen Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 30 Kode G-01 Spesifikasi - panjang (m) 15,3 - lebar (m) 10 - tinggi (m) 12 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 64 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.10 Belt Conveyor Tabel 3.10 Spesifikasi Belt Conveyor Kode BC-01 Fungsi mengangkut sulfur granular dari gudang G -01 ke Bucket elevator BE-01 Tipe Belt conveyor continuous closed Jumlah 1 buah Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 30 Spesifikasi - Panjang (ft) 30 - Lebar belt (in) 14 - Cross sectional max. (ft 2) 0,11 - Kecepatan belt (fpm) 200 - Daya (Hp) 0,5 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 65 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.11 Hopper Tabel 3.11 Spesifikasi Hopper Kode H-01 Fungsi mengangkut sulfur padatan dari BC-01 ke M-01 Tipe Conical hopper Jumlah 1 buah Kondisi operasi - Tekanan (atm) 1 o - Suhu ( C) 30 Spesifikasi - Lebar (m) 1,162 - Tinggi (m) 1,555 - Tebal shell (in) 0,1875 - Diameter pembuka (in) 5,09 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 66 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.12 Waste Heat Boiler Tabel 3.12 Spesifikasi Waste Heat Boiler Kode WHB-01 Fungsi Mendinginkan gas keluar burner Tipe Kettle reboiler Panjang (ft) 12 Kondisi operasi - Suhu - Hot fluid (oC) 933,85 - 425 Cold fluid (oC) 35 – 201,56 Tekanan Hot fluid (atm) 15,3 Cold fluid (atm) 1 Spesifikasi Shell Cold fluid (air) - Kapasitas (kg/jam) - Material - 5.350 Carbon Steel SA 167 grade C P (psi) diabaikan Spesifikasi Tube Hot fluid (gas keluar burner) - Kapasitas (kg/jam) 30.328,44 - Material Carbon Steel SA 167 grade C - Jumlah 140 - P (psi) 1,344 Dirt Factor (hr.ft 2.oF/Btu) 0,00302 Luas tr. Panas (ft 2) 42439,824 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 67 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.13 Economizer Tabel 3.13 Spesifikasi Economizer Kode EK-01 EK-02 Fungsi Mendinginkan Mendinginkan campuran gas SO 3 campuran gas SO3 keluaran HE-03 keluaran reaktor bed IV Double Pipe Heat Double Pipe Heat Exchanger Exchanger 20 20 Hot fluid (oC) 423,24 - 200 426,85 - 200 Cold fluid (oC) 35 – 201,71 35 – 204,65 air air 2.800 2.120 Carbon Steel SA 283 Carbon Steel SA 283 grade C grade C diabaikan diabaikan Gas keluaran HE-03 Gas produk bed IV 30.327,013 20.596,155 Carbon Steel SA 283 Carbon Steel SA 283 grade C grade C 12 hairpin 9 hairpin Tipe Panjang (ft) Kondisi operasi - Suhu Spesifikasi Annulus - Kapasitas (kg/jam) - Material - P (psi) Spesifikasi Inner pipe - Kapasitas (kg/jam) - Material - Jumlah - P (psi) 0,719 0,413 2 o 0,00313 0,00304 2 179,312 135,788 Dirt Factor (hr.ft . F/Btu) Luas tr. Panas (ft ) commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 68 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.14 Heat Exchanger Tabel 3.14 Spesifikasi Heat Exchanger Kode HE-01 HE-02 Fungsi Mendinginkan gas hasil Mendinginkan gas hasil keluar bed I sekaligus keluar bed II sekaligus memanaskan gas hasil memanaskan gas hasil keluar AB-01 keluar AB-01 Double Pipe Heat Double Pipe Heat Exchanger Exchanger 20 12 Hot fluid (oC) 599,99 - 425 444,30 - 425 Cold fluid (oC) 94,9 – 361,06 361,06 – 418,19 Gas keluar bed I Gas keluar bed II 30.327,01 30.327,01 Carbon Steel SA 357 Carbon Steel SA 283 Tipe Panjang (ft) Kondisi operasi - Suhu Spesifikasi Annulus - Kapasitas (kg/jam) - Material grade C - P (psi) 1,958 1,760 Gas keluaran AB-01 Gas keluaran HE-01 20.595,97 20.595,97 Carbon Steel SA 357 Carbon Steel SA 283 Spesifikasi Inner pipe - Kapasitas (kg/jam) - Material grade C - Jumlah 11 hairpin 11 hairpin 0,828 1,336 Dirt Factor (hr.ft 2.oF/Btu) 0,0037 0,0042 Luas tr. Panas (ft 2) 198,67 103,390 - P (psi) commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 69 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode HE-03 Fungsi Mendinginkan gas hasil keluar bed III sekaligus memanaskan gas hasil keluar HE-02 Tipe Shell and Tube Heat Exchanger Panjang (ft) 12 Kondisi operasi - Suhu Hot fluid (oC) 429,85 – 423,24 o Cold fluid ( C) - 418,19 - 425 Tekanan Hot fluid (atm) 1 Cold fluid (atm) 1 Spesifikasi Shell Cold fluid (Gas keluar HE-02) - Kapasitas (kg/jam) - Material - 20.595,97 Carbon Steel SA 167 grade C P (psi) 0,009 Spesifikasi Tube Hot fluid (gas dari bed III) - Kapasitas (kg/jam) 30.327,01 - Material Carbon Steel SA 283 grade C - Jumlah 86 - P (psi) 0,189 Dirt Factor (hr.ft 2.oF/Btu) 0,0034 Luas tr. Panas (ft 2) 230,014 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 70 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode HE-04 HE-05 Fungsi Memanaskan gas dari Mendinginkan produk MP-01 dengan TP-01 sebelum masuk menggunakan steam ke T-01 dari WHB-01 Tipe Double Pipe Heat Double Pipe Heat Exchanger Exchanger 12 12 Hot fluid (oC) 200 71,39 - 37 Cold fluid (oC) 34,05 - 140 35 – 45 steam air 3.316 18.000 Carbon Steel SA 283 Carbon Steel SA 283 grade C grade C 0,988 0,560 Gas produk MP-01 Produk TP-01 26.243,442 30.327,013 Carbon Steel SA 283 Carbon Steel SA 283 grade C grade C 14 21 Panjang (ft) Kondisi operasi - Suhu Spesifikasi Annulus - Kapasitas (kg/jam) - Material - P (psi) Spesifikasi Inner pipe - Kapasitas (kg/jam) - Material - Jumlah hairpin - P (psi) 0,531 0,878 2 o 0,0033 0,0011 2 95,285 139,263 Dirt Factor (hr.ft . F/Btu) Luas tr. Panas (ft ) commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 71 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode HE-06 Fungsi Mendinginkan produk cairan AB-01 Tipe Shell and Tube Heat Exchanger Panjang (ft) 12 Kondisi operasi - Suhu Hot fluid (oC) 120 - 70 o Cold fluid ( C) - 35 - 45 Tekanan Hot fluid (atm) 1 Cold fluid (atm) 1 Spesifikasi Shell Cold fluid (air) - Kapasitas (kg/jam) - Material - 337.300 Carbon Steel SA 167 grade C P (psi) 1,113 Spesifikasi Tube Hot fluid (cairan hasil AB-01) - Kapasitas (kg/jam) 184.886,264 - Material Carbon Steel SA 283 grade C - Jumlah 152 - P (psi) 1,179 Dirt Factor (hr.ft 2.oF/Btu) 0,0012 Luas tr. Panas (ft 2) 470,795 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 72 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode HE-07 Fungsi Mendinginkan cairan produk AB-02 sebelum masuk TP-02 Tipe Double Pipe Heat Exchanger Panjang (ft) 12 Kondisi operasi - Suhu Hot fluid (oC) 120 - 70 o Cold fluid ( C) 35 - 45 Spesifikasi Annulus Cairan produk AB-02 - Kapasitas (kg/jam) - Material - 8.177,948 Carbon Steel SA 283 grade C P (psi) 0,184 Spesifikasi Inner pipe air - Kapasitas (kg/jam) - Material 15.000 Carbon Steel SA 283 grade C - Jumlah hairpin - 5 P (psi) 0,181 Dirt Factor (hr.ft 2.oF/Btu) 0,0014 2 Luas tr. Panas (ft ) 20,284 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 73 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.15 Pompa Tabel 3.15 Spesifikasi Pompa Kode P-01 P-02 Fungsi Mengalirkan sulfur dari Mengalirkan cairan dari M-01 ke B-01 MP-01 ke TP-01 Tipe Single stage centrifugal pump Material Kapasitas (gpm) Commercial steel 13,8642 24,2142 1 1 Tenaga pompa (HP) 0,3333 0,75 NPSH pompa (ft) 1,6382 2,3758 3500 3500 0,5 1 2 2,5 Kode P-03 P-04 Fungsi Mengalirkan cairan dari Mengalirkan cairan dari AB-01 ke TP-01 AB-02 ke tangki TP-02 Tekanan (atm) Kecepatan putar (rpm) Tenaga motor (HP) Nominal pipe (in) Tipe Single stage centrifugal pump Material Kapasitas (gpm) Commercial steel 571,6886 25,2871 Tekanan (atm) 1 1 Tenaga pompa (HP) 5 0,5 19,5527 2,4455 3500 3500 7,5 0,75 8 2,5 NPSH pompa (ft) Kecepatan putar (rpm) Tenaga motor (HP) Nominal pipe (in) commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 74 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Kode P-05 P-06 Fungsi Mengalirkan cairan dari Mengalirkan cairan dari T-02 ke TP-01 dan TP- TP-02 ke AB-02 dan 02 TP-01 Tipe Single stage centrifugal pump Material Kapasitas (gpm) Commercial steel 12,7250 25,0720 1 1 Tenaga pompa (HP) 0,1667 0,75 NPSH pompa (ft) 2,1630 3,3995 Kecepatan putar (rpm) 3500 3500 Tenaga motor (HP) 0,25 Tekanan (atm) Nominal pipe (in) 1 1 1 /8 /8 Kode P-07 P-08 Fungsi Mengalirkan cairan dari Mengalirkan cairan dari TP-01 ke AB-01 dan TP-01 ke T-01 MP-01 Tipe Single stage centrifugal pump Material Kapasitas (gpm) Commercial steel 552,3559 38,2517 Tekanan (atm) 1 1 Tenaga pompa (HP) 20 0,75 26,7161 3,2226 3500 3500 Tenaga motor (HP) 25 1 Nominal pipe (in) 1 2 NPSH pompa (ft) Kecepatan putar (rpm) /2 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 75 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 3.16 Blower Tabel 3.16 Spesifikasi Blower Kode BL-01 Fungsi Mengalirkan udara ke MP-01 dari udara bebas Tipe Centrifugal blower Spesifikasi : - Kapasitas (m3/jam) 23.223 - Tekanan : Suction (Psia) 14,4 Discharge (Psia) 16,17 - Daya (HP) 40 commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 76 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting untuk menunjang proses produksi dalam pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik asam sulfat adalah : 1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut : a. Air pendingin dan air proses b. Air umpan waste heat boiler dan economizer c. Air konsumsi umum dan sanitasi d. Air pemadam kebakaran 2. Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk kebutuhan umum yang lain. 3. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 76 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 77 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan. 4. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator. 4.1.1 Unit Pengadaan Air Air proses, konsumsi umum dan sanitasi, air pendingin, air umpan waste heat boiler dan economizer dan air pemadam kebakaran, menggunakan air yang diperoleh dari sungai Brantas yang terletak tidak jauh dari lokasi pabrik. 4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Proses Alasan digunakannya air sungai adalah karena faktor-faktor sebagai berikut: a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai pendingin adalah partikel-partikel besar/makroba dan partikel-partikel kecil/mikroba sungai yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Air pendingin yang diambil dari sungai disaring terlebih dahulu kemudian ditambahkan klorin. Adapun persyaratan air yang akan digunakan pendingin adalah : a. Kekeruhan maksimal 3 ppm commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium sebagai perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 78 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun b. Bukan air sadah c. Bebas bakteri d. Bebas mineral Air proses digunakan sebagai media pengencer untuk kebutuhan proses. Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses No. Kode Alat Nama Alat Kebutuhan (kg/jam) 1 TP-01 Tangki pengencer-01 1.937,7458 2 TP-02 Tangki pengencer-02 104,8734 Total 2.042,6193 Air pendingin digunakan sebagai fluida dingin pada heat exchanger. Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin No. Kode Alat 1 HE-05 Alat Kebutuhan (kg/jam) Cooler untuk produk asam sulfat 18.000 hasil dari TP-01 2 HE-06 3 HE-07 Cooler untuk produk cair AB-01 337.300 Cooler untuk untuk produk cair AB15.000 02 Total commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 370.300 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 79 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Diperkirakan air yang hilang sebesar 10% sehingga kebutuhan make-up air untuk pendingin = 37.030 kg/jam. 4.1.1.2 Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan waste heat boiler dan economizer adalah sebagai berikut : a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi Korosi yang terjadi di dalam waste heat boiler dan economizer disebabkan karena air mengandung larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut. b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming) Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat. c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada waste heat boiler dan economizer dan alat penukar panas karena adanya zat zat organik, anorganik, dan zat - zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek foaming terjadi pada alkalinitas tinggi. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 80 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer No. Kode Alat Kebutuhan (kg/jam) 1 WHB-01 5.300 2 EK-01 2.780 3 EK-02 2.100 Total 10.180 Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan waste heat boiler meliputi: 1. Kation Exchanger Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion - ion positif yang terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butirbutir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan notasi RH 2. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah: 2NaCl + RH 2 RNa 2 + 2 HCl …………………………....... (IV – 1) CaCO 3 + RH 2 RCa + H2CO 3……………………….......... (IV – 2) BaCl2 RBa + 2 HCl ……………………….......... (IV – 3) + RH 2 Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO 4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah: RNa 2 + H 2SO 4 RH2 + Na2SO 4 ……….………………....... (IV – 4) RCa + H2SO 4 RH2 + CaSO 4 …………...……………....... (IV – 5) commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 81 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun RBa + H2SO 4 2. RH2 + BaSO 4 ………...………………....... (IV – 6) Anion Exchanger Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang berbeda yaitu mengikat ion - ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis C-500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah: R(OH)2 + 2 HCl RCl2 + 2 H 2O …….………………....... (IV – 7) R(OH)2 + H2SO 4 RSO 4 + 2 H2O ………………….…....... (IV – 8) R(OH)2 + H2CO3 RCO 3 + 2 H 2O ….………………....... (IV – 9) Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah: 3. RCl2 + 2 NaOH R(OH) 2 + 2 NaCl ………………….... (IV – 10) RSO 4 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na 2SO 4 ……………........ (IV – 11) RCO 3 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na2CO3 ………....…....... (IV – 12) Deaerasi Merupakan proses penghilangan gas-gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 82 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun 4. Tangki Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer Unit ini berfungsi menampung air umpan waste heat boiler dan economizer dengan waktu tinggal 24 jam. Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan yang dapat mencegah korosi dan kerak, antara lain: a. Hidrazin (N 2H 4) Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada waste heat boiler dan economizer. Adapun reaksi yang terjadi adalah: N 2H 4(aq) + O 2(g) N 2(g) + 2 H 2O (l) …............…....... (IV – 13) b. NaH 2PO 4 Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi adalah: 2NaH 2PO 4+4NaOH+3CaCO 3Ca 3 (PO 4)2+3Na2CO 3 +4H 2O .. (IV – 14) (Powell,1954) 4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 83 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Syarat fisik : a. Suhu di bawah suhu udara luar b. Warna jernih c. Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia : a. Tidak mengandung zat organik b. Tidak beracun Syarat bakteriologis : Tidak mengandung bakteri–bakteri, terutama bakteri yang pathogen. Tabel 4.4 Kebutuhun Air Konsumsi dan Sanitasi No. Keterangan Kebutuhan (kg/hari) 1 Air untuk karyawan kantor 7.500 2 Air untuk laboratorium 1.400 3 Kantin 3.000 4 Air untuk kebersihan, taman, dll 1.190 5 Air poliklinik 400 Total 13.490 Total kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi = 13.490 kg/hari = 562,083 kg/jam commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 84 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun Tabel 4.5 Kebutuhan Total Air Sungai Jumlah kebutuhan Komponen kg/jam m3/jam Air proses 2.042,62 2,05 Make up air pendingin 37.030 37,19 Air umpan WHB dan EK 10.180 10,22 Air konsumsi dan sanitasi 562,08 0,56 Total 49.814,70 50,03 Jumlah kebutuhan air keseluruhan = 49.814,70 kg/jam Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air, diambil over design = 20% Maka Total Kebutuhan air sungai sebesar 59.777,64 kg/jam 4.1.1.4 Pengolahan Air dari Sungai Brantas Skema pengolahan air sungai adalah sebagai berikut : commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 86 4.1.2 Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik asam sulfat ini diperkirakan sebesar 50 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35 oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan : Kode : KU-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor Jumlah : 1 buah Kapasitas : 50 m3/jam Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm) Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm) Suhu udara : 35 oC Efisiensi : 80 % Daya kompresor : 7 1/2 HP 4.1.3 Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik asam sulfat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. 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 : a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 87 Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk penerangan 3. Listrik untuk AC 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 5. Listrik untuk alat-alat elektronik Besarnya kebutuhan listrik masing–masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut : 4.1.3.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat dilihat pada Tabel 4.6 Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas Nama Alat Jumlah HP Total HP P-01 1 0,83 0,83 P-02 1 1,75 1,75 P-03 1 12,5 12,5 P-04 1 1,25 1,25 P-05 1 0,417 0,417 P-06 1 1,75 1,75 P-07 1 45 45 P-08 1 1,75 1,75 BL-01 1 40 40 Pengaduk M-01 1 18 18 Pengaduk TP-01 1 35 35 Pengaduk TP-02 1 6 6 BC-01 1 0,5 0,5 commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 88 Nama Alat Jumlah HP Total HP PU-01 1 8 8 PU-02 1 5 5 PU-03 1 12,50 12,5 PU-04 1 3,5 3,5 PU-05 1 0,29 0,29 PU-06 1 2,5 2,5 PU-07 1 2,5 2,5 PU-08 1 12,5 12,5 PU-09 1 1,25 1,25 PU-10 1 5 5 PU-11 1 1,25 1,25 PU-12 1 1,75 1,75 PU-13 1 25 25 PU-14 1 1,75 1,75 PU-15 1 1,25 1,25 PU-16 1 0,75 0,75 PU-17 1 0,75 0,75 TF-01 1 75 75 CT-01 1 20 20 KU-01 1 7 1/2 7,5 Jumlah 352,292 Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 352,292 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 20 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 422,75 HP atau sebesar 315,245 kW. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 89 4.1.3.2 Listrik untuk Penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan : L a.F U .D dengan : L : Lumen per outlet a : Luas area, ft 2 F : foot candle yang diperlukan (Tabel 13 Perry 6 th ed) U : Koefisien utilitas (Tabel 16 Perry 6 th ed) D : Efisiensi lampu (Tabel 16 Perry 6 th ed) Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bangunan Luas, m2 Luas, ft 2 F U D F/U.D Pos keamanan 45 484,36 20 0,42 0,75 63,49 Parkir 600 6.458,19 10 0,49 0,75 27,21 Masjid 400 4.305,46 20 0,55 0,75 48,48 Kantin 340 3.659,64 20 0,51 0,75 52,29 Kantor 2.000 21.527,30 35 0,6 0,75 77,78 Perpustakaan & 480 5.166,55 20 0,6 0,75 44,44 Poliklinik 480 5.166,55 30 0,56 0,75 71,43 Ruang kontrol 175 1.883,64 40 0,56 0,75 95,24 Laboratorium 450 4.843,64 40 0,56 0,75 95,24 Proses dan storage 2.400 25.832,76 30 0,59 0,75 67,80 Diklat commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 90 Bangunan Luas, m2 Luas, ft 2 F U D F/U.D Utilitas 2.000 21.527,30 10 0,59 0,75 22,60 Ruang generator 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14 Bengkel 600 6.458,19 40 0,51 0,75 104,58 Garasi 500 5.381,82 10 0,51 0,75 26,14 Gudang 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14 Pemadam 400 4.305,46 20 0,51 0,75 52,29 Jalan dan taman 2.000 21527,30 5 0,55 0,75 12,12 Jumlah 16.070 172.971,83 Jumlah lumen : untuk penerangan dalam ruangan = 7.024.469,762 lumen untuk penerangan bagian luar ruangan = 563.074,442 lumen Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6 th ed.). Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 7.024.469,762 / 1.920 = 3.659 buah Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6 th ed., 1994). Jadi jumlah lampu luar ruangan = 563.074,442 / 3.000 = 188 buah commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 91 Total daya penerangan = ( 40 W x 3.659 + 100 W x 188 ) = 165.112,268 W = 165,112 kW 4.1.3.3 Listrik untuk AC Diperkirakan jumlah AC yang dibutuhkan sebanyak 50 unit dengan daya 300 Watt tiap unit. Total daya AC = 50 x 300 Watt = 15.000 Watt = 15 kW 4.1.3.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 10 kW. Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 315,245 2. Listrik untuk keperluan penerangan 165,112 3. Listrik untuk AC 15 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 10 Total commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 505,357 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 92 Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 631,696 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 1000 kW, sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 368,304 kW. Spesifikasi generator yang diperlukan : Jenis : AC generator Jumlah : 1 buah Kapasitas / Tegangan : 1000 kW ; 220/360 Volt Efisiensi : 80 % Bahan bakar : IDO 4.1.4 Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil) untuk generator. IDO diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan : 1. Mudah didapat 2. Lebih ekonomis 3. Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Specific gravity : 0,8104 Heating Value : 16.767,247 Btu/lb commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 93 Efisiensi bahan bakar : 80% Densitas : 50,5665 lb/ft3 Kebutuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas alat eff . . h Bahan bakar = Kapasitas generator = 1000 kW = 3.412.154,09 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar 4.2 = 142,35 L/jam Laboratorium Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk memperoleh data-data yang diperlukan. Data-data tersebut digunakan untuk evaluasi unit - unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian mutu. Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik dilakukan untuk mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan pada hasil atau produk. Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga kualitas dari bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 94 Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang mempunyai tugas pokok antara lain : 1. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk 2. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi 3. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin dan yang berkaitan langsung dengan proses produksi Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja 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 yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain : a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 95 Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi : 1. Laboratorium fisik 2. Laboratorium analitik 3. Laboratorium penelitian dan pengembangan 4.2.1 Laboratorium Fisik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat-sifat bahan baku, produk, dan air yang meliputi air baku, air pendingin, dan air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity, viskositas, dan kandungan air. 4.2.2 Laboratorium Analitik Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk mengenai sifat-sifat kimianya. Analisa yang dilakukan, yaitu : a. Analisa komposisi bahan baku b. Analisa komposisi produk utama c. Analisa air - Air proses - Air umpan waste heat boiler dan economizer - Air pendingin - Air konsumsi umum dan sanitasi - Air limbah commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 96 4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya : a. diversifikasi produk b. perlindungan terhadap lingkungan Disamping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku. 4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama Analisa produk utama asam sulfat salah satunya analisa kepekatan asam sulfat. Prinsip dari analisa kepekatan asam sulfat yaitu sampel asam sulfat diencerkan dengan air kemudian dititrasi dengan larutan NaOH. Cara mengerjakannya yaitu menimbang 10 gram sampel dan memasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi air 200 ml. Memindahkan air pencucian ini ke dalam gelas beaker lain, lalu menambahkan aquadest sampai volumenya 500 ml, mengambil 25 ml sampel dari gelas beaker di atas, menambahkan beberapa tetes indikator dan titrasikan dengan larutan NaOH 0,5 N sampai terjadi perubahan warna. Mencatat volume NaOH yang dibutuhkan. Kadar H 2SO 4 dalam produk asam sulfat didapatkan di bawah ini: Ka = V x f x 0,02452 x 100 x 100 % W x 25/500 commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 97 dengan : Ka(%) : H2SO 4 content V (ml) : volume larutan NaOH 0,5 N 0,02452 (g) : massa H2S0 4 ekivalen dengan 1 ml 0,5 N larutan NaOH F : faktor titrasi larutan NaOH 0,5 N W (g) : massa sampel asam sulfat 4.2.5 Prosedur Analisa Proses Analisa proses menggunakan kromatografi gas yaitu dengan cara, mengambil sampel gas sulfur dioksida dan sulfur trioksida secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan kromatografi gas. Prinsip kerja dari kromatografi gas yaitu : 1. Gas pembawa dialirkan dari tangki bertekanan tinggi melalui alat pengatur tekanan yang dapat menentukan kecepatan aliran gas pembawa yang akan mengalir ke komponen yang lain. 2. Sampel yang berupa gas dialirkan ke dalam kolom. 3. Pada kolom, campuran zat penyusun mengalami pemisahan proses partisi melalui detektor yang mengirimkan signal ke recorder setelah mengalami amplifikasi. 4. Sampel yang berupa gas dimasukkan ke injektor melalui katup. 5. Di dalam injector, sampel mengalir dengan gas pembawa masuk kedalam kolom. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 98 Dengan alat ini dapat ditentukan komposisi produk di proses, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum. 4.2.6 Prosedur Analisa Air Air yang dianalisis antara lain: 1. Air proses 2. Air umpan waste heat boiler dan economizer 3. Air konsumsi umum dan sanitasi Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan konduktivitas air. Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain: 1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air. 2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa terlarut dalam air. 3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat. 4. Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan alkalinitas. 5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 99 Air umpan waste heat boiler dan economizer yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO 2), kandungan Mg2+, Ca2+. 4.3 Unit Pengolahan Limbah Fasilitas pengolahan limbah didesain untuk mengolah berbagai buangan dari proses produksi agar tidak membahayakan lingkungan di sekitar pabrik. Secara umum komponen usaha/kegiatan yang berpotensi menimbulkan limbah berasal dari kegiatan: a. Pengadaan bahan baku (incoming raw material) b. Proses produksi c. Penanganan dan pengemasan produk jadi: d. Kegiatan domestik e. Kegiatan laboratorium Dari komponen usaha/kegiatan di atas, perkiraan dampak yang terjadi terhadap lingkungan adalah berupa limbah/pencemaran sebagai berikut : a. Limbah Cair, berasal dari: 1. Sisa-sisa (tetesan/ tumpahan) asam sulfat pada saat penanganan/ pengisian produk ke dalam kemasan; dapat berupa jerigen, drum plastik, atau mobil tangki. 2. Kebocoran-keboran pipa aliran asam sulfat yang mungkin terjadi. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 100 Dampak yang diperkirakan akan terjadi adalah penuruan kualitas air badan penerima akibat limbah cair yang mengandung asam sehingga pHnya lebih kecil dari 6, terutama di dalam pagar tembok lingkungan pabrik. b. Limbah Padat, berasal dari : 1. Impuritas/ kotoran sulfur 2. Limbah kegiatan domestik c. Limbah Gas, Bau dan Debu, berasal dari : 1. Gas yang dikeluarkan/dibuang dari cerobong berupa udara sisa proses produksi yang masih terbawa gas SO x. 2. Kebocoran – kebocoran pipa gas SO x yang mungkin terjadi 3. Debu sulfur yang tertiup angin pada saat dicurahkan di sekitar tempat peleburan sulfur dan gudang penyimpanan sulfur. Dampak yang diperkirakan akan terjadi adalah menurunnya kualitas udara, terutama di dalam lingkungan kerja sekitar pabrik akibat dari kegiatan/sumber dampak di atas. d. Kebisingan, berasal dari pemakaian generator, jika listrik PLN mati. Upaya pengelolaan lingkungan adalah 1. Pengelolaan Limbah Cair Pengelolaan mengalokalisir dan limbah yang mengarahkan telah semua dilakukan saluran adalah yang dengan diperkirakan mengandung limbah cair ke saluran utama yang menuju ke Unit Pengolahan Limbah. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 101 Dalam pengalirannya ke Unit Pengolahan Limbah, air limbah tersebut dinetralisir dengan kapur. Di samping itu pH air buangan sebagai indikator pencemaran dimonitor dengan alat pH control yang dilengkapi dosing pump dengan penetral soda kaustik (NaOH), sehingga didalam proses pengalirannya akan mengalami pengendapan (sedimentasi). Air buangan tersebut tidak langsung dibuang, tetapi masih ditampung dan dikelola secara batch di Unit Pengelolaan Limbah untuk diperiksa kembali dan akan dinetralisasi kembali dengan kapur sehinggga benar-benar sudah memenuhi persyaratan baku mutu limbah cair. Adanya pagar tembok tertutup di sekeliling pabrik sehingga tidak ada aliran yang langsung keluar dari lingkungan pabrik. Sesegera mungkin menangani kebocoran - kebocoran asam sulfat yang terjadi, baik yang terjadi pada piping atau peralatan proses. Diusahakan memakai kualitas kemasan yang cukup aman dan terjamin, serta tidak memakai kemasan bekas bahan kimia berbahaya dan beracun. Tanaman rawa/alami dan satwa air yang ada di sekeliling pabrik tetap dibiarkan, dan dapat dipakai sebagai indikator pencemaran. Bagian terpenting adalah upaya - upaya peningkatan kompetensi sumber daya manusia (operator). 2. Pengelolaan Limbah Padat Limbah padat yang berasal dari limbah domestik dan impuritas sulfur umumnya dikumpulkan dan dialokasikan pada bak/tempat penampungan khusus sementara yang kemudian secara periodik akan dibuang ke tempat commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 102 pembuangan akhir (TPA). Sisa kemasan plastik bekas dan jerigen pecah dikumpulkan pada satu tempat, kemudian dapat dijual kepada pengumpul. 3. Pengelolaan Limbah Gas dan Bau Cerobong gas buang sengaja dibuat tinggi (± 42 m), untuk mempermudah dan mempercepat proses penguraian gas di udara. Pengambilan dan pemeriksaan sampling emisi gas buangan di port sampling di cerobong gas buang atau menara absorber setiap bulan. Kebocoran kebocoran pada saluran/pipa gas ditanggulangi sedini mungkin dengan mengadakan perbaikan/penggantian. Jika terjadi keadaan darurat dalam proses produksi, proses segera dimatikan dan dilakukan pencarian/analisa setiap bagian-bagian dari sistem proses tersebut untuk mendapatkan faktor - faktor yang mempengaruh/menyebabkan kegagalan sistem proses. 4. Pengelolaan Limbah Kebisingan dan Debu Untuk mengatasi kebisingan dan debu maka dilakukan usaha-usaha sebagai berikut: a. Mengisolir sumber bising dengan tembok b. Mengadakan penghijauan dan tanaman pelindung di sekeliling pabrik dan daerah-daerah tertentu, sehingga dapat mengurangi debu yang berterbangan dan meredam bunyi kebisingan pabrik. 5. Pengelolaan Air Buangan dari Laboratorium Uji Air buangan dari laboratorium tidak sembarangan dibuang. Untuk parameter-parameter pengujian tertentu, dimana dihasilkan air buangan yang berpotensi limbah B3, maka pengelolaannya air buangan tersebut ditampung commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 103 sementara. Kemudian diusahakan untuk dinetralisir/dikelola lebih lanjut sebelum dibuang. commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 104 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan Pabrik asam sulfat yang akan didirikan, direncanakan mempunyai: Bentuk : Perseroan Terbatas (PT) Lapangan Usaha : Industri asam sulfat Lokasi Perusahaan : Gresik, Jawa Timur Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain : 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan. 3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris. 4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan. 5. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan 104 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 105 6. Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha. (Widjaja, 2003) Ciri-ciri Perseroan Terbatas : 1. Perseroan Terbatas didirikan dengan akta dari notaris dengan berdasarkan Kitab Undang-Undang Hukum Dagang. 2. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari sahamsahamnya. 3. Pemiliknya adalah para pemegang saham. 4. Perseroan Terbatas dipimpin oleh suatu direksi yang terdiri dari para pemegang saham. Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada direksi dengan memperhatikan hukum - hukum perburuhan. 5.2 Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain: a. Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas b. Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 106 c. Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi d. Adanya kesatuan arah (unity of direction) e. Adanya kesatuan perintah ( unity of command ) f. Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab g. Adanya pembagian tugas (distribution of work) h. Adanya koordinasi i. Struktur organisasi disusun sederhana j. Pola dasar organisasi harus relatif permanen k. Adanya jaminan jabatan (unity of tenure) l. Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya m. Penempatan orang harus sesuai keahliannya (Zamani, 1998) Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu Sistem Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang - orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 107 Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu : 1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. 2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. (Zamani, 1998) Dewan komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang direktur utama yang dibantu oleh direktur produksi dan direktur keuangan-umum. direktur produksi membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing - masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-masing seksi (Widjaja, 2003). commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 108 Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya b. Penempatan tenaga kerja yang tepat c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen perusahaan yang lebih efisien. d. Penyusunan program pengembangan manajemen e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti kurang lancar. Struktur organisasi pabrik asam sulfat disajikan pada Gambar 5.1 commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 109 Kasi Penjualan Kasi Pemasaran Kasi Keamanan Kasi Humas Kasi Pembelian Kasi Keuangan Kasi Administrasi Keuangan Kasi Utilitas Kasi Pemeliharaan Kasi Safety & Lingkungan Staff LITBANG Kasi Laboratorium Kasi pengendalian Kasi Proses commit to user Bab V Manajemen Perusahaan Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Sulfat Kasi Personalia perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 110 5.3 Tugas dan Wewenang 5.3.1 Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT. (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang : 1. Mengangkat dan memberhentikan dewan komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan direktur 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan. (Widjaja, 2003) 5.3.2 Dewan Komisaris Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham. Tugas-tugas dewan komisaris meliputi : 1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber-sumber dana dan pengarahan pemasaran 2. Mengawasi tugas-tugas direksi 3. Membantu direksi dalam tugas-tugas penting (Widjaja, 2003) commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 111 5.3.3 Dewan Direksi Direktur utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum. Tugas direktur umum antara lain : 1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum). Tugas dari direktur produksi antara lain : 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala kepala bagian yang menjadi bawahannya. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 112 Tugas dari direktur keuangan antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala kepala bagian yang menjadi bawahannya. 5.3.4 Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga-tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing-masing. Tugas dan wewenang staf ahli meliputi : 1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. 2. Memberi masukan-masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan. 3. Memberi saran-saran dalam bidang hukum. 5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) Litbang terdiri dari tenaga-tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan. Tugas dan wewenangnya meliputi : a. Memperbaiki mutu produksi b. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 113 c. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang 5.3.6 Kepala Bagian Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur utama (Zamani, 1998). Kepala bagian terdiri dari: 1. Kepala Bagian Produksi Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi pengendalian, dan seksi laboratorium. Tugas seksi proses antara lain : a. Mengawasi jalannya proses produksi b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang. Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada. Tugas seksi laboratorium, antara lain: a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi c. Mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan buangan pabrik commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 114 d. Membuat laporan berkala kepada kepala bagian produksi. 2. Kepala Bagian Teknik Tugas kepala bagian teknik, antara lain: a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan utilitas b. Mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya Kepala bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran. Tugas seksi pemeliharaan, antara lain : a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik Tugas seksi utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, air, dan tenaga listrik. Tugas seksi keselamatan kerja antara lain : a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan keselamatan kerja b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran 3. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan. Tugas seksi administrasi adalah menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 115 Tugas seksi keuangan antara lain : a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat ramalan tentang keuangan masa depan b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan 4. 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. Tugas seksi pembelian, antara lain : a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. Tugas seksi pemasaran, antara lain : a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi b. Mengatur distribusi hasil produksi 5. Kepala Bagian Umum Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepalakepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian ini membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 116 Seksi personalia bertugas : a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya. b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja yang tenang dan dinamis. c. Melaksanakan hal-hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Seksi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan perusahaan. Seksi keamanan bertugas : a. Mengawasi keluar masuknya orang-orang baik karyawan maupun bukan karyawan di lingkungan pabrik. b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern perusahaan. 5.3.7 Kepala Seksi Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masingmasing sesuai dengan seksinya. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 117 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik asam sulfat ini direncanakan beroperasi 330 hari dalam 1 tahun dan 24 jam perhari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan, perawatan dan shut down. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan dibagi dalam 2 golongan, yaitu karyawan shift dan non shift. 5.4.1 Karyawan Non Shift Karyawan non shift dalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta bawahan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam 1 minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut: Jam kerja : Hari Senin – Jumat : 08.00 – 17.00 Jam Istirahat : Hari Senin – Kamis : 12.00 – 13.00 Hari Jumat : 11.00 – 13.00 5.4.2 Karyawan Shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian-bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 118 Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan pengaturan sebagai berikut : Shift pagi : 07.00 – 15.00 Shift sore : 15.00 – 23.00 Shift malam : 23.00 – 07.00 Untuk karyawan shift ini dibagi dalam 4 regu (A,B,C,D) dimana 3 regu bekerja dan 1 regu istirahat, dan dikenakan secara bergantian. Tiap regu akan mendapat giliran 3 hari kerja pada jam shift yang sama secara berturut-turut kemudian 1 hari libur dan masuk lagi untuk shift berikutnya. Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Tanggal 1 2 3 4 5 6 Pagi A A A B B B Sore C D D D A A Malam B B C C C D Off D C B A D C Tanggal 7 8 9 10 11 12 Pagi C C C D D D Sore A B B B C C Malam D D A A A B Off B A D C B A commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 119 Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan (Zamani, 1998). 5.5 Status Karyawan Dan Sistem Upah Pada pabrik asam sulfat ini sistem upah karyawan berbeda-beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut : 1. Karyawan Tetap Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya. 2. Karyawan Harian Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. 3. Karyawan Borongan Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 120 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji 5.6.1 Penggolongan Jabatan 1 Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum 2 Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia 3 Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi/Akuntansi 4 Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia 5 Kepala Bagian Teknik :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro 6 Kepala Bagian Pemasaran :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro 7 Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi/Akuntansi 8 Kepala Bagian Umum : Sarjana Ekonomi/Hukum 9 Kepala Seksi : Sarjana 10 Operator : Sarjana atau D3 11 Sekretaris : Sarjana atau Akademi sekretaris 12 Dokter : Sarjana Kedokteran 13 Perawat : Akademi Perawat 14 Lain-lain : SLTA / Sederajat 5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien. Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan No. Jabatan Jumlah 1 Direktur Utama 1 2 Direktur Produksi 1 commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 121 No. Jabatan Jumlah 3 Direktur keuangan dan umum 1 4 Staff Ahli 2 5 Sekretaris 3 6 Kepala bagian produksi 1 7 Kepala bagian LITBANG 1 8 Kepala bagian teknik 1 9 Kepala bagian umum 1 10 Kepala bagian keuangan 1 11 Kepala bagian pemasaran 1 12 Kepala seksi proses 1 13 Kepala seksi pengendalian 1 14 Kepala seksi laboratorium 1 15 Staff LITBANG 2 16 Kepala seksi safety dan lingkungan 1 17 Kepala seksi pemeliharaan 1 18 Kepala seksi administrasi keuangan 1 19 Kepala seksi utilitas 1 20 Kepala seksi keuangan 1 21 Kepala seksi pembelian 1 22 Kepala seksi personalia 1 23 Kepala seksi humas 1 24 Kepala seksi keamanan 1 25 Kepala seksi penjualan 1 26 Kepala seksi pemasaran 1 27 Karyawan proses 24 28 Karyawan pengendalian 7 29 Karyawan laboratorium 7 30 Karyawan penjualan 5 31 Karyawan pembelian 5 commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 122 No. Jabatan Jumlah 32 Karyawan pemeliharaan 13 33 Karyawan utilitas 12 34 Karyawan administrasi keuangan 5 35 Karyawan keuangan 5 36 Karyawan personalia 5 37 Karyawan humas 5 38 Karyawan keamanan 12 39 Karyawan pemasaran 5 40 Karyawan safety dan lingkungan 5 41 Dokter 2 42 Perawat 2 43 Sopir 4 44 Pesuruh 4 Total 157 Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp) Kualifikasi I. Direktur Utama 50.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun II. Direktur 30.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun III. Staff Ahli 20.000.000 S1 Pengalaman 5 Tahun IV. Staff Litbang 15.000.000 S1 pengalaman V. Kepala Bagian 8.000.000 S1 pengalaman VI. Kepala Seksi 6.000.000 S1/D3 pengalaman VII. Sekretaris 3.500.000 S1/D3 pengalaman VIII. Karyawan Biasa 1.200.000 – SLTA/D1/D3 4.500.000 commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 123 5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan, antara lain : 1. Tunjangan a. Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan. b. Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan. c. Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja. 2. Pakaian Kerja Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat pasang. 3. Cuti a. Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam satu tahun. b. Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter. c. Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah melahirkan. commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 124 4. Pengobatan a. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan. b. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undangundang. 5. Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00 per bulan. (Masud, 1989) commit to user Bab V Manajemen Perusahaan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 125 BAB VI ANALISA EKONOMI Pada prarancangan pabrik asam sulfat ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan ini adalah estimasi harga dari alat-alat karena harga digunakan sebagai dasar untuk estimasi analisa ekonomi, di mana analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan 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. Selain itu, analisa ekonomi juga dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan. Maka pada prarancangan pabrik asam sulfat ini, kelayakan investasi modal pada sebuah pabrik akan dianalisa meliputi : a. Profitability b. % Profit on Sales (POS) c. % Return on Investment (ROI) d. Pay Out Time (POT) e. Break Event Point (BEP) f. Shut Down Point (SDP) g. Discounted Cash Flow (DCF) commit to user Bab VI Analisa Ekonomi 125 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 126 Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap beberapa faktor, yaitu : 1. Penaksiran modal industri ( Total Capital Investment ) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang diperlukan untuk fasilitas – fasilitas produktif dan untuk menjalankannya. Capital Investment meliputi : a. Modal Tetap (Fixed Capital Investment) b. Modal Kerja (Working Capital) 2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs), terdiri dari : a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs) b. Biaya pengeluaran umum (General Expense) 3. Total pendapatan penjualan produk asam sulfat 6.1 Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga. Tabel 6.1 Indeks Harga Alat 1998 389,5 1999 390,6 2000 394,1 2001 394,3 2002 390,4 (Peters & Timmerhaus, 2003) commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 127 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat (lanjutan) 2003 402,0 2004 444,2 2005 468,2 2006 499,6 2007 537,2 (www.processengineeringmanual.it) Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut : Y = 15,9 X - 31416 dengan : Y = indeks harga X = tahun pembelian Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2015 adalah 622,50. commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 128 Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2015) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex = Ey· (Aries & Newton, 1955) dengan : Ex : harga pembelian pada tahun 2015 Ey : harga pembelian pada tahun referensi Nx : indeks harga pada tahun 2015 Ny : indeks harga tahun referensi 6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisa ekonomi : 1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2016 2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu 3. Kapasitas produksi adalah 100.000 ton/tahun 4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun 5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik 6. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun 7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol 8. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi 9. Upah buruh asing US $ 8,5 per manhour Bab VI Analisa Ekonomi commit to user (www.pajak.net) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 129 10. Upah buruh lokal Rp. 10.000,00 per manhour 11. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5% : 95% 12. Harga bahan baku sulfur US$ 0,18 / kg 13. Harga produk asam sulfat US$ 0,40 / kg 14. Harga katalis vanadium pentoksida US$ 1 / kg 15. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.135,00 (Kurs pada 27/12/2011, www.bi.go.id) 6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Tabel 6.2 Modal Tetap No Keterangan US $ Rp. Total Harga(Rp) 1 Harga pembelian peralatan 2.089.668 - 19.089.116.258 2 Instalasi alat – alat 217.602 1.111.773.600 3.099.564.298 3 Pemipaan 846.229 1.353.153.934 9.083.457.212 4 Instrumentasi 419.661 208.458.849 4.042.058.230 5 Isolasi 51.810 182.858.640 656.142.512 6 Listrik 120.890 109.715.184 1.214.044.224 7 Bangunan 518.099 - 4.732.838.742 8 Tanah dan perbaikan lahan 207.240 11.249.000.000 13.142.135.497 9 Utilitas 1.300.837 - 11.883.145.320 5.772.035 14.214.960.206 66.942.502.293 Physical Plant Cost 10. Engineering & 1.154.407 2.842.992.041 13.388.500.458 Construction Direct Plant Cost 6.926.442 17.057.952.248 80.331.002.752 commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 130 No Keterangan US $ Rp. Total Harga(Rp) 11. Contractor’s fee 277.058 682.318.090 3.213.240.110 12. Contingency 692.644 1.705.795.225 8.033.100.275 7.896.144 19.446.065.562 91.577.343.137 Fixed Capital Invesment (FCI) 6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) Tabel 6.3 Modal Kerja No. Jenis US $ 1. Persediaan bahan baku 598.757 2. Persediaan bahan dalam proses 6.328 Rp. Total Rp. - 5.469.641.356 4.267.980 62.078.355 3. Persediaan Produk 2.088.388 1.408.433.292 20.485.857.158 4. Extended Credit 3.810.687 - 34.810.623.018 5. Available Cash 2.088.388 1.408.433.292 20.485.857.158 8.592.548 2.821.134.564 81.314.057.044 Working Capital Investment (WCI) Total Capital Investment (TCI) = FCI + WCI = Rp 91.577.343.137 + Rp 81.314.057.044 = Rp 172.891.400.181 commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 131 6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) 6.3.1 Manufacturing Cost 6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 7.185.079 - 65.635.696.269 1. Harga Bahan Baku 2. Gaji Pegawai - 3.620.400.000 3.620.400.000 3. Supervisi - 1.584.000.000 1.584.000.000 4. Maintenance 473.769 1.166.763.934 5.494.640.588 5. Plant Supplies 71.065 175.014.590 824.196.088 6. Royalty & Patent 7. Utilitas 457.282 Direct Manufacturing Cost (DMC) - 4.177.274.762 - 5.500.653.768 5.500.653.768 8.187.195 12.046.832.292 86.836.861.476 6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Payroll Overhead - 543.060.000 543.060.000 2. Laboratory - 362.040.000 362.040.000 3. Plant Overhead - 1.810.200.000 1.810.200.000 16.004.884 - 146.204.616.675 2.715.300.000 148.919.916.675 4. Packaging Indirect Manufacturing Cost (IMC) 16.004.884 commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 132 6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Depresiasi 631.692 1.555.685.245 7.326.187.451 2. Property Tax 157.923 388.921.311 1.831.546.863 78.961 194.460.656 915.773.431 871.061 2.140.717.812 10.073.507.745 3. Asuransi Fixed Manufacturing Cost (FMC) Total Manufacturing Cost (TMC) = DMC + IMC + FMC = Rp (86.836.861.476 + 148.919.916.675 + 10.073.507.745) = Rp 245.830.285.895 6.3.2 General Expense (GE) Tabel 6.7 General Expense No. Jenis US $ Rp. Total Rp. - 4.888.600.000 4.888.600.000 1. Administrasi 2. Sales 9.145.648 - 83.545.495.243 3. Research 1.280.391 - 11.696.369.334 4. Finance 841.845 697.736.731 8.387.987.857 11.267.883 5.586.336.731 108.518.452.433 General Expense (GE) commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 133 Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE = Rp 245.830.285.895 + Rp 108.518.452.433 = Rp 354.348.738.328 6.4 Keuntungan Produksi Penjualan selama 1 tahun : Asam sulfat = US $ 45.728.240 Total penjualan = US$ 45.728.240 = Rp 417.727.476.213 Biaya produksi total = Rp 354.348.738.328 Keuntungan sebelum pajak = Rp 63.378.737.884 Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp 15.844.684.471 (www.pajak.go.id) Keuntungan setelah pajak 6.5 Analisa Kelayakan 1. % Profit on Sales (POS) = Rp 47.534.053.413 POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk itu sendiri. Besarnya POS pabrik asam sulfat ini adalah : POS sebelum pajak = 15,17% POS setelah pajak = 11,38% commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 134 2. % Return on Investment (ROI) ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk pabrik yang tergolong high risk, mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak sebesar 44%. 3. ROI sebelum pajak = 69,21% ROI setelah pajak = 51,91% Pay Out Time POT POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk pabrik yang beresiko tinggi sebelum pajak adalah maksimal 2 tahun. 4. POT sebelum pajak = 1,3 tahun POT setelah pajak = 1,7 tahun Break Event Point (BEP) BEP adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan. Besarnya BEP untuk pabrik asam sulfat ini adalah 45,14% 5. Shut Down Point (SDP) SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus ditutup. Besarnya SDP untuk pabrik asam sulfat ini adalah 35,45% 6. Discounted Cash Flow (DCF) DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 135 berlaku di bank. Tingkat bunga simpanan dan pinjaman di Bank Mandiri masing-masing sebesar 6,5% dan 13,5% (www.bankmandiri.co.id, 2011), dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh adalah 31,06%. Tabel 6.8 Analisa kelayakan No. Keterangan Perhitungan Batasan 1. Return On Investment (% ROI) ROI sebelum pajak 69,21% min 44% (resiko tinggi) ROI setelah pajak 51,91% - 1,3 tahun maks. 2 tahun (resiko 2. Pay Out Time (POT) POT sebelum pajak tinggi) 1,7 tahun - 3. Break Even Point (BEP) 45,14% 40 – 60% 4. Shut Down Point (SDP) 35,45% - 5. Discounted Cash Flow (DCF) 31,06% 6,5% (Bunga simpanan)* POT setelah pajak 13,5% (Bunga pinjaman)* * Bank Mandiri Dari analisa ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya. commit to user Bab VI Analisa Ekonomi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 136 0,3 Ra Keterangan gambar : Fa : Fixed manufacturing cost Va : Variable cost Ra : Regulated cost Sa : Sales SDP : Shut down point BEP : Break even point Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan commit to user Bab VI Analisa Ekonomi