PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SABUN - USU-IR
advertisement
PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SABUN PADAT DARI RBDPs (REFINED BLEACHED DEODORIZED PALM STEARIN) DENGAN KAPASITAS 600.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik DISUSUN OLEH : NAMA : ADE FRIADI LUBIS NIM : 080425036 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN SABUN PADAT DARI REFINED BLEACHED DEODORIZED PALM STEARIN (RBDPS) FRAKSI MINYAK SAWIT KAPASITAS 600.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Oleh ADE FRIADI LUBIS NIM : 080425036 Diajukan / Telah diperiksa Oleh : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir Rosdanelli Hasibuan, MT Rondang Tambun ST, MT NIP: 132 096 129 NIP: 132 282 133 Koordinator Tugas Akhir Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi NIP: 132 126 842 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul: “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun”. Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Ibu Dr,Ir. Rosdanelli Hasibuan MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Rondang Tambun ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Dr. Eng.Ir. Irvan, Msi, selaku Koordinator Tugas Akhir. 4. Ibu Renita Manurung ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia. 5. Bapak dan Ibu Dosen serta Pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 6. Kedua Orang Tua, Kakak dan Adik Penulis atas Doa, bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. 7. Sahabat – sahabat Penulis, Hera Desi Natalia, Debora, Yuandi, Feri, Herman, Joe, Jimmy, Rustam, Jojor, Mitik, Cika, Rita, Midun, Yephen, Lisbet. 8. Teman - teman Stambuk 2003 Teknik Kimia USU yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang juga telah memberikan semangat kepada penulis. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman Penulis, untuk itu Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca. Terima Kasih Medan, Juli 2009 Penulis, (Ade Friadi Lubis) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. INTISARI Sabun merupakan salah satu kebutuhan manusia yang sangat penting. Karena hampir semua manusia di seluruh bagian bumi memakai sabun untuk berbagai keperluan hidupnya. Selain itu sabun juga dipakai dalam dunia industri. Kebutuhan konsumen akan sabun semakin meningkat tiap tahunnya. Pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini, sabun diperoleh dari reaksi saponifikasi miyak/lemak dengan basa alkali Natrium Hidroksida dengan kondisi operasi 900C dan tekanan 1 atm. Bahan baku yang digunakan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini yaitu Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS). Direncanakan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini memproduksi sekitar 600.000 ton/tahun dengan 300 hari kerja dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara dengan luas areal 10.000 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 163 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur, dengan struktur oganisasi sistem garis. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS ini adalah sebagai berikut : • Modal Investasi = Rp. 20.753.169.622.583,- • Biaya Produksi = Rp. 15.164.921.299.107,- • Laba Bersih = Rp. 7.246.647.590.625,- • Profit Margin = 40,57 % • Break Even Point (BEP) = 15,86 % • Return On Investment (ROI) = 39,92 % • Pay Out Time (POT) = 2,5 tahun • Return On Network (RON) = 58,2 % • Internal Rate of Return (IRR) = 49,46 % Dari hasil analisa diperoleh kesimpulan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................ i INTI SARI .................................................................................................. iii DAFTAR ISI ............................................................................................... iv DAFTAR TABEL ...................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ........................................................ 3 1.4 Manfaat Rancangan ....................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ................. 4 2.1 Sejarah Sabun ................................................................................ 4 2.2 Saponifikasi ................................................................................... 5 2.3 Jenis – jenis Sabun ........................................................................ 8 2.4 Sifat – sifat Bahan Baku ................................................................ 10 2.4.1 Bahan Baku Utama ................................................................... 10 2.4.2 Bahan Baku Pembantu .............................................................. 13 2.5. Proses – proses Pembuatan Sabun ................................................. 17 2.5.1. Proses Saponifikasi Trigliserida ............................................... 18 2.5.2. Proses Netralisasi Asam Lemak ............................................... 19 2.5.3. Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak ......................... 20 2.6. Pemilihan Proses .......................................................................... 21 2.7. Deskripsi Proses ........................................................................... 22 2.7.1. Tahap Persiapan Umpan ......................................................... 22 2.7.2. Tahap Reaksi Saponifikasi Trigliserida ................................... 23 2.7.3. Tahap Pengeringan ................................................................. 23 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB III NERACA MASSA ........................................................................ 25 3.1 Neraca Massa Mixer ...................................................................... 25 3.2 Neraca Massa Reaktor ................................................................... 26 3.3 Neraca Massa Separator ................................................................. 27 3.4 Neraca Massa Tangki Pencampur .................................................. 27 3.5 Neraca Massa Flash Drum .............................................................. 28 3.6 Neraca Massa Vacum Dryer .......................................................... 28 BAB IV NERACA PANAS ........................................................................ 29 4.1 Neraca Panas Pada Tangki RBDPS ................................................ 29 4.2 Neraca Panas Pada Reaktor ............................................................ 30 4.3 Neraca Panas Pada Tangki Pencampur ........................................... 31 4.4 Neraca Panas Pada Flash Drum ..................................................... 32 4.5 Neraca Panas Vacum Spray Chamber ............................................. 32 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................ 33 5.1 Tangki Bahan Baku RBDPS (T - 101) ........................................... 33 5.2 Tangki Bahan Baku NaOH (T - 102) ............................................. 33 5.3 Tangki Pelarut NaOH (M - 101) ..................................................... 33 5.4 Tangki Reaktor (R - 101) ............................................................... 34 5.5 Separator (S - 101) ....................................................................... 35 5.6 Tangki Bahan Baku Gliserin (T - 103) ........................................... 35 5.7 Tangki Bahan Baku EDTA ........................................................... 35 5.8 Tangki Pencampur (TP - 101) ....................................................... 36 5.9 Flash Drum (FD - 101) .................................................................. 36 5.10 Dryer (V - 101) ............................................................................ 37 5.11 Cyclone Separator (CS - 101) ..................................................... 37 5.12 Tangki Bahan Baku Pewangi (T - 105) ........................................ 38 5.13 Bar Soap Finishing Machine (BSFM) ......................................... 38 5.14 Gudang Produk (G - 101) ........................................................... 38 5.15 Pompa RBDPS (P – 101) ............................................................. 39 5.16 Pompa NaOH (P - 102) ................................................................ 39 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5.17 Pompa Reaktor (P - 103) .............................................................. 39 5.18 Pompa Separator (P - 104) ........................................................... 40 5.19 Pompa Gliserin (P - 105) ............................................................. 40 5.20 Pompa Tangki Pencampur (P - 106) ............................................ 41 5.21 Pompa Flash Drum (P - 107) ...................................................... 41 5.22 Pompa Tangki Parfum (P - 108) ................................................. 42 5.23 Screw Conveyor (SC - 101) ......................................................... 42 5.24 Belt Conveyor (BC – 101/102) .................................................... 43 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ............... 44 6.1 Instrumentasi ................................................................................. 44 6.2 Keselamatan Kerja ........................................................................ 47 6.3. Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat .............. 48 6.3.1 Perlindungan Otomatis ............................................................. 49 6.3.2 Perlindungan Fisik .................................................................... 50 BAB VII UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH ........................... 54 7.1 Kebutuhan Air ................................................................................ 54 7.1.1 Kebutuhan Air Proses .............................................................. 54 7.1.2 Kebutuhan Uap (Steam) ........................................................... 55 7.1.3 Air Untuk Berbagai Kebutuhan ................................................ 55 7.2 Pengendapan ................................................................................. 57 7.3 Filtrasi ........................................................................................... 57 7.4 Demineralisasi ............................................................................... 58 7.4.1 Penukar Kation (Cation Exchanger) ......................................... 58 7.4.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) ........................................... 59 7.5 Deaerator ....................................................................................... 61 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia ................................................................ 61 7.7 Kebutuhan Listrik .......................................................................... 62 7.8 Kebutuhan Bahan Bakar ................................................................ 62 7.9 Unit Pengolahan Limbah ............................................................... 64 7.10 Bak Penampungan ....................................................................... 65 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 7.11 Bak Netralisasi ............................................................................ 65 7.12 Pengolahan Limbah dengan Sistem Lumpur Aktif ....................... 66 7.13 Tangki Sedimentasi ..................................................................... 70 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................. 72 8.1 Lokasi Pabrik ................................................................................ 72 8.2 Tata Letak Pabrik .......................................................................... 74 8.3 Kebutuhan Areal Untuk Pendirian Pabrik ...................................... 75 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .............. 78 9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................... 78 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis .......................................................... 79 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional .................................................. 79 9.1.3 Bentuk Organi sasi Garis dan Staf ............................................ 80 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf .................................... 80 9.2 Manajemen Perusahaan ................................................................. 80 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ......................................................... 82 9.4 Struktur Organisasi ........................................................................ 83 9.5 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ............................ 84 9.5.1 Rapat Umum Pemegang Saham ............................................... 84 9.5.2 Dewan Komisaris .................................................................... 84 9.5.3 Direktur ................................................................................... 85 9.5.4 Sekretaris ................................................................................. 85 9.5.5 Manajer Produksi ..................................................................... 85 9.5.6 Manajer Teknik ....................................................................... 85 9.5.7 Manajer Umum dan Keuangan ................................................. 86 9.5.8 Manajer Pemasaran .................................................................. 86 9.5.9 Kepala Bagian Produksi ........................................................... 86 9.5.10 Kepala Bagian Teknik ............................................................ 86 9.5.11 Kepala Bagian Utilitas ........................................................... 86 9.5.12 Kepala Bagian Umum dan Keuangan ..................................... 87 9.5.13 Kepala Bagian Pemasaran ...................................................... 87 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 9.5.14 Kepala Bagian R & D, QC / QA ............................................ 87 9.6 Tenaga Kerja dan Jam Kerja .......................................................... 87 9.6.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ......................... 88 9.6.2 Pengaturan Jam Kerja .............................................................. 89 9.7 Kesejahteraan Tenaga Kerja .......................................................... 90 BAB X ANALISA EKONOMI ................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ............................................................................ X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ......... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ..................................... X-2 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) .............................. X-4 10.2.1 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC) ........................................ X-4 10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) .............................. X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ........................................................ X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................... X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ................................................................... X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ............................................................ X-5 10.5.3 Return on Investment (ROI) ....................................................... X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT) .................................................................. X-6 10.5.5 Return on Network (RON) ......................................................... X-7 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) .................................................... X-7 BAB XI KESIMPULAN ............................................................................. XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ............................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS................................ LB-1 LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT ........................................................ LC-1 LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ....................... LD-1 LAMPIRAN E ANALISA EKONOMI ...................................................... LE-1 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Glukosa Monohidrat di Indonesia..................................... I-2 Tabel 2.1 Kandungan Zat Racun pada Ubi Kayu ..................................... II-1 Tabel 2.2 Standart Kualitas Ubi Kayu ....................................................... II-2 Tabel 2.3 Komposisi Kimia Beberapa Bagian Hasil Tanaman Kayu dan Tepung Tapioka ......................................................................... II-5 Tabel 3.1 Neraca Massa Rotary Cooler (CO) .............................................. III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Mixer (MX) .......................................................... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Reaktor Hidrolisa (RH) ....................................... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Filter Press-01 (FP-01) ........................................ III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Netralisasi (RN) ..................................... III-2 Tabel 3.6 Neraca Massa Tangki Dekanter (DK) ......................................... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Tangki Decolorizing (TD) .................................... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Filter Press 02 (FP-02) ........................................ III-3 Tabel 3.9 Neraca Massa Evaporator (EV) .................................................. III-3 Tabel 3.10 Neraca Massa Crystalizer (CR) ................................................. III-4 Tabel 3.11 Neraca Massa Screw Conveyor (SC) ......................................... III-4 Tabel 3.12 Neraca Massa Rotary Dryer (RD) ............................................. III-4 Tabel 4.1 Neraca Panas Mixer (MX) .......................................................... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas Reaktor Hidrolisa (RH) ........................................ IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas Cooler (CO) .......................................................... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas Filter Press-01 (FP-01) ........................................ IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas Reaktor Netralisasi (RN) ...................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas Tangki Dekanter (DK).......................................... IV-3 Tabel 4.7 Neraca Panas Tangki Decolorizing (TD) ................................... IV-3 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel 4.8 Neraca Panas Filter Press 02 (FP-02) ......................................... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas Evaporator (EV) ................................................... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Panas Crystalizer (CR) .................................................. IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas Screw Conveyor (SC) .......................................... IV-4 Tabel 4.12 Neraca Panas Rotary Dryer (RD) .............................................. IV-4 Tabel 4.13 Neraca Panas Rotary Cooler (RC) ............................................. IV-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses Pada Berbagai Alat ............................... VII-2 Tabel 7.2 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas Pada Berbagai Alat. VII-3 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin Pada Berbagai Alat ......................... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ............................. VII-4 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Deli ............................................................. VII-5 Tabel 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia............................................................ VII-11 Tabel 7.7 Kebutuhan Listrik ...................................................................... VII-12 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat VIII-4 Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ............ IX-9 Tabel 9.2 Jadwal Kerja Karyawan Shift .................................................... IX-10 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. DAFTAR GAMBAR Gambar 6.1 Tangki Penyimpanan Beserta Instrumennya ........................ VI-4 Gambar 6.2 Reaktor Beserta Instrumennya.............................................. VI-5 Gambar 6.3 Filter press Beserta Instrumennya ......................................... VI-5 Gambar 6.4 Evaporator Beserta Instrumennya ......................................... VI-6 Gambar 6.5 Pompa Beserta Instrumennya............................................... VI-6 Gambar 6.6 Cooler Beserta Instrumennya .............................................. VI-7 Gambar 6.7 Rotary Dryer Beserta Instrumennya ..................................... VI-7 Gambar 7.1 Flow Diagram Penolahan Limnah Secara Activated Sludge VII-16 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Glukosa Monohidrat............................... VIII-5 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Glukosa Monohidrat................ IX-12 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sebagai negara yang sedang berkembang, pembangunan industri di Indonesia merupakan salah satu usaha jangka panjang untuk merombak struktur perekonomian nasional. Sebagaimana pembangunan yang sedang berjalan saat ini, Indonesia sudah seharusnya menuju era industrialisasi untuk menjadi produsen dunia dalam memproduksi berbagai barang kebutuhan hidup yang bahan bakunya tersedia melimpah di Indonesia, seperti minyak goreng, sabun dan lain sebagainya. Salah satu kebutuhan manusia saat ini adalah sabun. Karena hampir semua manusia di seluruh bagian bumi memakai sabun untuk berbagai keperluan hidupnya. Selain itu sabun juga dipakai dalam dunia industri, seperti dalam industri pengolahan bijih tambang dan pembuatan minyak gemuk untuk mesin – mesin. Oleh karena itu kebutuhan pasar bagi dunia industri sabun sangat luas sekali, hal ini tentu akan sangat menguntungkan bagi negara – negara yang memiliki sumber daya alam bahan baku sabun. Kebutuhan sabun di negara Indonesia untuk berbagai keperluan dalam empat tahun terakhir (2003 - 2007) dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut ini. Tabel 1.1 : Data kebutuhan sabun dalam negeri dan ekspor. Tahun Kebutuhan dalam negri (ton) Kebutuhan ekspor (ton) 2003 689.456 120.000 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2004 849.736 155.000 2005 986.569 189.000 2006 1.068.789 229.000 2007 1.198.678 284.000 Sumber : Biro Pusat Statistik Indonesia, 2003-2007 Berdasarkan data di atas dapat di simpulkan bahwa kebutuhan konsumen akan sabun terus meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini tentu menyebabkan kebutuhan sabun pada masa yang akan datang juga akan terus meningkat, sejalan dengan laju pertumbuhan penduduk dan pertumbuhan aneka industri yang menggunakan bahan baku sabun. Sabun dapat dibuat dari minyak (trigliserida), asam lemak bebas (FFA) dan metil ester asam lemak dengan mereaksikan basa alkali terhadap masing – masing zat. Salah satu minyak yang akan dipakai pada pembuatan sabun yaitu minyak kelapa sawit. Jika dibandingkan dengan minyak nabati lain, minyak kelapa sawit memiliki keistimewaan tersendiri, yakni rendahnya kandungan kolesterol dan dapat diolah lebih lanjut menjadi suatu produk yang tidak hanya dikonsumsi untuk kebutuhan pangan tetapi juga memenuhi kebutuhan non pangan (oleokimia) seperti sabun. Indonesia merupakan salah satu penghasil minyak sawit (bahan baku dasar sabun) terbesar di dunia. Sehingga pendirian industri sabun mempunyai prospek yang sangat menguntungkan jika dikembangkan di negara Indonesia. Minyak sawit dapat dipergunakan dalam industri melalui proses penyulingan, penjernihan dan penghilangan bau atau RBDPO (Refined Bleached and Deodorized Palm Oil). Disamping itu CPO dapat diuraikan untuk produksi minyak sawit padat (RBD Stearin) dan untuk produksi minyak sawit cair (RBD Olein). RBD Olein terutama digunakan untuk pembuatan minyak goreng. Sedangkan RBD Stearin terutama digunakan untuk pembuatan margarin dan shortening, disamping itu juga untuk bahan baku industri sabun dan deterjen. RBDPS akan digunakan sebagai bahan baku dalam pra rancangan pabrik pembuatan sabun padat ini, karena sudah murni, sehingga tidak perlu melakukan proses panjang untuk memurnikannya. Secara ekonomi Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) sangat cocok dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan sabun padat jika Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. dibandingkan dengan bahan baku lain seperti minyak kelapa. Karena selain mudah didapat juga harganya sangat terjangkau yaitu Rp. 4.000/Kg. (Sumber : PT. Adolina, Perbaungan), sehingga pabrik dapat berproduksi dengan baik dan dapat memenuhi kebutuhan pasar. Dengan alasan tersebut maka Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini sangat layak untuk didirikan. 1.2. Perumusan Masalah Perumusan masalah pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun ini yaitu bagaimana pabrik mampu memproduksi sabun untuk memenuhi keperluan masyarakat dengan menerapkan disiplin ilmu teknik kimia yang telah di dapat selama kuliah. 1.3. Tujuan Pra Rancangan Pabrik Tujuan dari Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun padat dari RBDPS (Refined Bleached and Deodorized Palm Stearin) dengan proses saponifikasi adalah untuk menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia, khususnya di bidang rancangan, proses dan operasi Teknik Kimia yang memberikan gambaran tentang kelayakan pendirian Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS. 1.4. Manfaat Rancangan Manfaat dari Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS (Refined Bleached and Deodorized Palm Stearin) ini adalah memberikan informasi kepada masyarakat umumnya dan bagi mahasiswa khususnya yang ingin berwira usaha atau mendirikan suatu pabrik sabun dengan menggunakan bahan baku RBDPS dengan proses saponifikasi. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sejarah Sabun Sabun pertama kali dibuat dari lemak yang dipanaskan dengan abu. Sekitar tahun 2800 SM para ahli arkeologi dari kota Babylonia kuno menemukan bejana dari tanah liat yang didalamnya terdapat sabun. Pada tahun yang sama yaitu sekitar tahun 2800 SM, orang Mesir kuno sudah mandi dengan menggunakan sabun. Hal ini diketahui dari dokumen Ebers Papyrus tentang orang Mesir, yaitu tahun 1500 SM yang mengatakan bahwa sabun yang mereka pakai pada saat itu berasal dari campuran minyak hewan dan minyak tumbuhan dengan campuran garam. Mereka menggunakan sabun selain untuk mandi juga untuk perawatan kulit. Pabrik sabun pertama kali berdiri pada abad ke – 7 di negara Eropa (Italia, Spanyol, dan Perancis). Dalam proses pembuatannya mereka dijaga ketat oleh tentara, karena formulanya di anggap rahasia. Kemudian sekitar tahun 1608 pembuatan sabun dikembangkan oleh negara Amerika. Sabun pertama kali dipatenkan pada tahun 1791 oleh seorang kimiawan dari Perancis yang bernama Nicholas Leblanc. Dimana pada saat itu Leblanc membuat Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. sabun dari soda abu (atau nama kimianya Natrium Karbonat) dari garam. Setelah Leblanc berhasil membuat sabun dari soda abu, lalu teman Leblanc yang berasal dari negara Perancis membuat sabun dari lemak, gliserin dan asam lemak. Setelah itu seorang ahli kimia berkebangsaan Belgia, bernama Ernest Solvay membuat sabun secara modern dengan proses amonia. Pada abad ke -19 sabun menjadi barang yang mahal, sehingga dikenakan pajak yang tinggi. Kemudian setelah pajak untuk memproduksi sabun dan biaya produksi sabun semakin murah, sabun menjadi suatu hal yang umum bagi masyarakat karena produksi sabun semakin meningkat dan berkembang. Setelah itu pada tahun 1970an sabun cair ditemukan. 2.2. Saponifikasi Saponifikasi adalah reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa lemah (misalnya NaOH). Sabun terutama mengandung C12 dan C16 selain itu juga mengandung asam karboksilat. Adapun jenis – jenis reaksi saponifikasi adalah sebagai berikut : O 1. 2R O C OH + NaOH 2R Soda Kaustik O 2. 2R ONa + H2O Sabun Keras Air O C OH + KOH Kalium Oksida O 3. 2R C 2R C OK + H2O Sabun Lunak Air O C OH + Na2CO3 Natrium Karbonat 2R C Sabun ONa + H2O Air Sabun adalah garam alkali dari asam lemak dan dihasilkan menurut reaksi asam basa. Basa alkali yang umum digunakan untuk membuat sabun adalah natrium Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. (NaOH), dan amonium (NH4OH) sehingga rumus molekul sabun selalu dinyatakan sebagai RCOONa atau RCOOK atau RCOONH4. Sabun natrium, RCOONa, disebut sabun keras dan umumnya digunakan sebagai sabun cuci, dalam industri logam. Sedangkan sabun kalium RCOOK disebut juga sabun lunak dan umumnya digunakan untuk sabun mandi. Didalam air, sabun bersifat sedikit basa. Hal ini disebabkan bagian rantai alkil sabun (RCOO-) mengalami hidrolisis parsial dalam air : RCOO- + H2O RCOOH + OH- Karenanya kulit akan terasa kering jika terlalu lama kontak dengan air yang mengandung sabun. Untuk mengatasi hal ini biasanya produsen – produsen sabun menambahkan sedikit pelembab (moisturizer) ke dalam sabun. Jika didalam air terdapat ion – ion Ca2+ dan Mg2+ baik dalam bentuk bikarbonat atau hidroksida, bagian alkil dari sabun ini akan di endapkan bersama dengan ion – ion logam tersebut : 2RCOO + Mg2+ Mg(RCOO)2 2RCOO- + Ca2+ Ca(RCOO)2 Akibatnya dibutuhkan relatif lebih banyak sabun sebelum bisa membuat air menjadi berbuih (Petrucci, 1966). Dari segi pengolahan air maka sabun cukup efektif untuk mengendapkan ion – ion penyebab hardness (ion Ca2+ dan Mg2+) dengan hanya meningkatkan ion Na2+. Sehingga pemakaian sabun untuk mengurangi hardness dalam pengolahan air perlu juga mendapat perhatian. Pemakaian sabun terutama berhubungan dengan sifat “surface active agent” dari sabun. Sabun bersifat dapat mengurangi tegangan permukaan yang dibasahi dibandingkan jika tanpa sabun. Selain itu sifat lain yang cukup penting adalah kemampuan molekul sabun dalam air membentuk emulsi. Kemampuan ini berhubungan dengan kemampuan molekul sabun dalam mengikat kotoran yang melekat pada suatu permukaan (kain). Sebuah molekul sabun dalam air akan terionisasi menjadi ion positif (disebut bagian kepala berupa ion logam atau NH4) dan ion negatif (disebut bagian ekor berupa rantai alkil). Bagian ekor bersifat hidrofobik (menjauhi molekul air) dan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. bagian kepala bersifat hidrofilik (mendekati molekul air). Bagian ekor ini akan mencari permukaan tertentu (misalnya kotoran lemak) dan akan bergerombol mengelilingi permukaan tersebut membentuk “misel”. Sedangkan bagian kepala akan tetap kontak dengan molekul air sehinggga dengan demikian mencegah bagian ekor (yang membentuk misel) dari mengendap dan mencegah terbentuknya misel yang terlalu besar yang dapat mengendap secara gravitasi. Hasilnya kotoran dan molekul sabun akan tetap terdispersi dalam air (Fessenden, 1963). Sebelum perang dunia II, sabun diperoleh dengan jalan mereaksikan lemak dengan kaustik soda didalam ketel – ketel besar atau kecil yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket uap. Proses ini dikenal dengan nama soap boilling operation dan berlangsung secara batc. Setelah perang dunia II, pembuatan sabun mulai dikembangkan melalui proses kontinu. Proses ini memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem batch. Antara lain pemakaian energi lebih efisien dan waktu yang diperlukan untuk menghasilkan sabun lebih efisien (Riegel, 1985). Saat ini, proses pembuatan sabun secara kontinu dilakukan dengan cara saponifikasi langsung trigliserida, saponifikasi metil ester asam lemak yang dikembangkan oleh Fuji cooperation (Jepang) dan netralisasi asam lemak yang dikembangkan oleh Mazzoni LB. Spesifikasi mutu sabun ditabulasi pada Tabel 2.1 berikut. Tabel 2.1 Spesifikasi mutu sabun Parameter Range Fraksi, % Sabun 78 – 90 Unsafonified FFA 0 – 0,1 Impur ities (non fatty matter) 0 – 0,02 Moisture 10 – 15 Alkali bebas (NaOH) 0 – 0,03 NaCl 1,2 – 1,4 Gliserin 3–8 EDTA 0 – 0,3 (Sumber : Riegel, 1985) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Sedangkan spesifikasi mutu sabun dari bahan baku Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) yang akan diproduksi dalam pra rancangan ini ditabulasi pada Tabel 2.2 berikut. Tabel 2.2 Spesifikasi mutu sabun dari bahan baku RBDPS Komponen / Parameter Nilai Asam lemak 99,88% Air (moisture) 0,1% (maks) Impur ities (non fatty matter) 0,02% (maks) Titer oC 40 Iodine value 55 Acid value 255 – 270 Saponification value 190 – 202 Color, gardner, max 1 Sumber : Laporan Lab. PT. Pamina Belawan, 2004 2.3. Jenis - jenis Sabun Saat ini, telah ditemukan berbagai macam jenis bahan baku sabun antara lain dari daun-daun, akar, kacang-kacangan atau biji-bijian yang bisa digunakan untuk membentuk sabun yang mudah larut dan membawa kotoran dari pakaian. Yaitu dengan memakai dasar material yang disebut sebagai saponin yang mengandung pentasiklis triterpena asam karboksilat, seperti asam olenoat atau asam ursolat, zat kimia berkombinasi. Saponin lebih dikenal sebagai sabun. Sabun merupakan garam logam alkali (Na) dengan asam lemak dan minyak dari bahan alam yang disebut trigliserida. Lemak dan minyak mempunyai dua jenis ikatan, yaitu ikatan jenuh dan ikatan tak jenuh dengan atom karbon 8-12 yang diberikatan dengan gliserin. Secara umum, reaksi antara kaustik dengan gliserol menghasilkan gliserol dan sabun yang disebut saponifikasi. Setiap minyak dan lemak mengandung asam – asam lemak yang berbeda – beda. Perbedaan tersebut menyebabkan sabun yang terbentuk mempunyai sifat yang Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. berbeda. Minyak dengan kandungan asam lemak rantai pendek dan ikatan tak jenuh akan menghasilkan sabun cair. Sedangkan rantai panjang dan jenuh menghasilkan sabun yang tidak larut pada suhu kamar. Sabun termasuk salah satu jenis surfaktan yang terbuat dari minyak atau lemak alami. Surfaktan mempunyi struktur bipolar. Bagian kepala bersifat hidrofilik dan bagian ekor bersifat hidrofobik. Karena sifat inilah sabun mampu mengangkat kotoran (biasanya lemak) dari badan dan pakaian. Selain itu, pada larutan, surfaktan akan menggerombol membentuk misel setelah melewati konsenterasi kritik misel (KKM). (Lehninger, 1982) Untuk kualitas sabun, salah satunya di tentukan oleh pengotor yang terdapat pada lemak atau minyak yang dipakai. Pengotor itu antara lain berupa hasil samping hidrilis minyak atau lemak, protein, partikulat, vitamin, pigmen, senyawa fosfat dan sterol. Selain itu hasil degradasi minyak selama penyimpanan akan mempengaruhi bau dan warna sabun. Salah satu kelemahan adalah pada air keras sabun akan mengendap sebagai lard. Air keras adalah air yang mengandung ion dari Mg, Ca dan Fe. Namun kelemahan ini bisa diatasi dengan menambahkan ion fosfat atau karbonat sehingga ion – ion ini akan mengikat Ca dan Mg pembentuk garam. Untuk memperoleh sabun yang berfungsi khusus, perlu ditambahkan zat aditif, antaralain : gliserol, pewarna, aroma, pengkelat dan antioksidan, penghalus, serta aditif kulit (skin aditif). Adapun Jenis-jenis sabun & fungsinya adalah sebagai berikut: 1. Sabun transparan (Transparant Soap) Sabun tembus pandang ini tampilannya jernih dan cenderung memiliki kadar yang ringan. Sabun ini mudah sekali larut karena mempunyai sifat sukar mengering. 2. Castile Soap Sabun yang memakai nama suatu daerah di Spanyol ini memakai olive oil untuk formulanya. Sabun ini aman dikonsumsi karena tidak memakai lemak hewani sama sekali. 3. Deodorant Soap Sabun ini bersifat sangat aktif digunakan untuk menghilang aroma tak sedap pada bagian tubuh. Tidak dianjurkan digunakan untuk kulit wajah karena memiliki Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. kandungan yang cukup keras yang dapat menyebabkan kulit teriritasi. 4. Acne Soap. Sabun ini dikhususkan untuk membunuh bakteri-bakteri pada jerawat. Seringkali sabun jerawat ini mengakibatkan kulit kering bila pemakaiannya dibarengi dengan penggunaan produk anti-acne lain. Maka kulit akan sangat teriritasi, sehingga akan lebih baik jika memberi pelembab atau clarning lotion setelah menggunakan Acne Soap. 5. Cosmetic Soap atau Bar Cleanser. Sabun ini biasanya dijual di gerai-gerai kecantikan. Harganya jauh lebih mahal dari sabun-sabun biasa, karena di dalamnya terdapat formula khusus seperti pemutih. Cosmetic soap biasanya memfokuskan formulanya untuk memberi hasil tertentu, seperti pada whitening facial soap dan firming facial soap. 6. Superfatted Soap Sabun memiliki kandungan minyak dan lemak lebih banyak sehingga membuat terasa lembut dan kenyal. Sabun ini sangat cocok digunakan untuk kulit kering karena dalamnya terdapat kandungan gliserin, petroleum dan beeswax yang dapat melindungi mencegah kulit dan iritasi serta jerawat. 7. Oatmeal Soap Hasil penelitian, mengatakan bahwa sabun yang terbuat dari gandum ini mempunyai kandungan anti iritasi. Dibandingkan sabun lain, sabun gandum ini lebih baik dalam menyerap minyak menghaluskan kulit kering dan sensitif. 8. Natural Soap. Sabun alami ini memiliki formula yang sangat lengkap seperti vitamin, ekstrak buah, minyak nabati, ekstrak bunga, aloe vera dan essential oil. Cocok untuk semua jenis kulit dan kemungkinan membahayakan kulit sangat kecil. 2.4. Sifat – sifat Bahan Baku Bahan baku yang dipakai untuk proses pembuatan sabun dalam Pra Rancangan ini meliputi bahan baku utama dan bahan penolong. Termasuk bahan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. baku utama yaitu Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPs) dan sodium hidroksida, sedangkan yang termasuk bahan baku penolong / tambahan yaitu air, etilen diamin tetra asetat, dan gliserin dan parfum. 2.4.1 Bahan Baku Utama 1. Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPs) Minyak sawit memiliki karakteristik yang unik dibandingkan dengan minyak nabati lainnya. Komposisinya terdiri dari asam lemak jenuh ± 50%, MUFA ± 40%, serta asam lemak tak jenuh ganda yang relatif sangat sedikit (± 10%). (Darnoko, 2003). Minyak sawit juga dapat difraksinasikan menjadi 2 bagian , yakni fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein). Karakteristik yang berbeda pada fraksi-fraksi tersebut menyebabkan aplikasinya sangat luas untuk produk-produk pangan maupun non pangan. Proses pemisahan asam lemak yaitu stearin dan olein dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: mechanical pressing, solvent crystalization dan hydrophilization. (Riegel’s, 1963). Metode machanical pressing merupakan cara yang paling sederhana dan masih dilakukan di banyak negara. Pada metode ini asam lemak di didihkan pada sebuah bejana dan kemudian didinginkan. Setelah itu bahan tersebut akan terbentuk menjadi dua fasa yaitu kristal padat dan cairan. Fasa padat adalah Stearin dan fasa cair adalah Olein. Reaksinya : Fatty acid mechanical pressing Asam Stearat + (Stearin) Asam Oleat (Olein) Tabel 2.3. menunjukkan beberapa komposisi asam lemak dari minyak sawit, fraksi olein, dan fraksi stearin dari minyak sawit serta minyak inti sawit. Tabel 2.3 Komposisi asam lemak dari CPO, olein, stearin dan PKO Jenis asam lemak CPO Olein Stearin PKO C6 : 0 - - - 0 – 0,8 C8 : 0 - - - 2,4 – 6,2 Asam lemak jenuh Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. C10 : 0 - - - 2,6 – 5,0 C12 : 0 0 – 0,4 0,1 – 0,5 0,1 – 0,4 41,0 – 55,0 C14 : 0 0,6 – 1,7 0,9 – 1,4 1,1 – 1,8 14,0 – 18,0 C16 : 0 41,1 – 47,0 38,5 – 41,7 50,5 – 73,8 6,5 – 10,0 C18 : 0 3,7 – 5,6 4,0 – 4,7 4,4 – 5,6 1,3 – 3,0 C20 : 0 0 – 0,8 0,2 – 0,6 0,3 – 0,6 - C16 : 1 0 – 0,6 0,1 – 0,3 <0,05 – 0,1 - C18 : 1 38,2 – 43,5 40,7 – 43,9 15,6 – 33,9 12,0 – 19,0 C18 : 2 6,6 – 11,9 10,4 – 13,4 3,2 – 8,5 1,0 – 3,5 C18 : 3 0 – 0,5 0,1 – 0,6 0,1 – 0,5 - Asam lemak tak jenuh tunggal Asam lemak tak jenuh ganda Sumber : Pusat Penelitian Kelapa Sawit (2003) Tabel 2.4 Komposisi asam lemak dari proses deodorisasi minyak sawit. Asam Lemak Rantai Karbon Komposisi % Miristat C-14:0 2 Palmitat C-16:0 42 Stearat C-18:0 5 Oleat C-18:1 41 Linoleat C-18:2 10 Sumber : Riegel, 1985 Sifat – sifat fisika RBDPS Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1. Berat molekul : 312 gr / mol 2. Titik leleh : 70,1 OC 3. Titik didih : 291 OC 4. Berbentuk padatan 5. Berwarna putih kekuningan 6. Berbau khas (Sumber : Perry, 1997 ) Sifat – sifat kimia RBDPS 1. Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol dingin, sangat larut dalam alkohol panas, dan eter. 2. Dengan alkohol membentuk ester asam lemak menurut reaksi esterifikasi biasa. 3. Rantai alkil (R) bisa berupa rantai karbon jenuh atau tak jenuh. 4. Ikatan karbon tak jenuh dapat dihidrogenasi membentuk ikatan jenuh. 5. Ikatan karbon tak jenuh mudah teroksidasi oleh oksigen diudara. 6. Bersifat asam dalam air, dengan air membentuk ion H3O+ 7. Bereaksi dengan basa membentuk garam. (Sumber : Kirk Othmer, 1976) 2. Sodium Hidroksida Sodium hidroksida berguna sebagai sumber ion Na+ (reaktan) dalam molekul sabun pada reaksi penyabunan dengan asam lemak. Sifat – sifat kimia dan fisika sodium hidroksida adalah sebagai berikut : Sifat – sifat kimia 1. Termasuk dalam golongan basa kuat, sangat larut dalam air 2. Bereaksi dengan CO2 di udara membentuk Na2CO3 dan air 3. Bereaksi dengan asam membentuk garam 4. Bereaksi dengan Al2O3 membentuk AlO2- yang larut dalam air Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5. Bereaksi dengan halida (X) menghasilkan NaOX dan asam halida 6. Bereaksi dengan trigliserida membentuk sabun dan gliserol 7. Bereaksi dengan ester membentuk garam dan senyawa alkohol (Sumber : Kirk Othmer, 1976) Sifat – sifat fisika : 1. Berat molekul, gr/mol : 40 2. Titik leleh pada 1 atm, oC : 318,4 3. Titik didih pada 1 atm, oC : 1390 4. Densitas, gr/cm3 : 2,130 5. ∆Hfo kristal. KJ/mol 6. Kapasitas panas 0OC, J/K.mol : -426,73 : 80,3 (Sumber : Perry, 1997 ) 2.4.2 Bahan Baku Pembantu 1. Air Air digunakan untuk melarutkan NaOH dan NaCl, mengurangi viskositas sabun cair yang terbentuk sehingga memudahkan sirkulasi hasil reaksi. Sifat – sifat kimia dan fisika air adalah sebagai berikut : Sifat – sifat kimia : 1. Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen, karbon dioksida, monoksida membentuk gas sintetis ( dalam proses gasifikasi batubara ) 2. Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan logam – logam reaktif lain membebaskan H2 3. Air bersifat amfoter 4. Bereaksi dengan kalium oksida, sulfur dioksida membentuk basa kalium dan asam sulfat 5. Bereaksi dengan trigliserida (minyak/lemak) menghasilkan asam lemak dan gliserol (reaksi hidrolisis trigliserida) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 6. Air dapat berfungsi sebagai media reaksi dan atau katalis, misalnya dalam reaksi substitusi garam – garam padat dan perkaratan permukaan logam – logam 7. Dengan anhidrid asam karboksilat membentuk asam karboksilat (Sumber Othmer, 1976 ) Sifat – sifat fisika : 1. Berupa zat cair pada suhu kamar 2. Berbentuk heksagonal 3. Tidak berbau, berasa, dan tidak berwarna 4. Berat molekul, gr/gr-mol : 18 5. Titik beku pada 1 atm, (OC) :0 6. Titik didih normal 1 atm, (OC) : 100 7. Densitas pada 30OC, (kg/m3) : 995,68 8. Tegangan permukaan pada 25OC, (dyne/cm) : 71,97 9. Indeks refraksi pada 25OC : 1,3325 O 10. Viskositas pada 30 C dan 1 atm, mP : 8,949 11. Koefisien difusi pada 30OC, (cm2/dt ) : 2,57 x 10-5 12. Konstanta disosiasi pada 30OC : 10-4 13. Panas ionisasi, (kJ/mol) : 55,71 14. Panas difusi, (kJ/mol) : 6,001 15. ∆Hfo (kkal/mol, 25OC) : -57,8 16. ∆HVL (kkal/mol, 100OC) : 9,717 17. Konstanta dielektrik : 77,94 -1 18. Kompresibiliti isotermal, (atm ) : 45,6 x 10-6 19. Panas spesifik pada 25OC, (J/gOC) : 4,179 20. Konduktifitas termal pada 20OC, (1 atm, watt/cm2) : 5,98 x 10-3 21. Konduktifitas elektrik pada 25OC, (1 atm, ohm-1/cm2) : <10-8 (Sumber : Parker, 1982 ; Perry, 1997 ) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2. Gliserin Gliserin digunakan sebagai zat tambahan (additive) pada sabun dan berfungsi sebagai pelembab (moisturizer) pada sabun. Sifat – sifat kimia dan fisika gliserin adalah sebagai berikut : Sifat – sifat Kimia : 1. Zat cair bening, lebih kental dari air dan rasanya manis 2. Larut dalam air dan alkohol dengan semua perbandingan 3. Tidak larut dalam eter, benzena dan kloroform 4. Senyawa turunan alkohol (polialkohol) dengan tiga gugus OH 5. Dengan asam nitrat membentuk gliserol trinitrat 6. Bersifat higroskopis sehingga digunakan sebagai pelembab 7. Bereaksi dengan kalsium bisulfat membentuk akrolein (Sumber : Kirk Othmer, 1976 ; Riegel’s, 1985) Sifat –sifat fisika : 1. Berat molekul, (gr / mol) : 92 O 2. Titik lebur pada 1 atm, ( C) : 17,9 3. Titik didih pada 1 atm, (OC) : 290 4. Densitas, gr / cm3 : 1,26 5. ∆Hfo (kcal / mol) : 139,8 (Sumber : Perry, 1997 ; Reklaitis, 1942 ) 3. Surfaktan Surfaktan atau surface active agent merupakan suatu molekul amphifatic atau amphifilic yang mengandung gugus hidrofilik dan lipofilik dalam satu molekul yang sama. Secara umum kegunaan surfaktan adalah untuk menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol jenis formasi emulsi yaitu misalnya oil in water (O/W) atau water in oil (W/O). (sumber : Rieger, 1985). Surfaktan dibagi menjadi empat bagian penting dan digunakan secara meluas pada hampir semua sektor industri modern. Jenis – jenis surfaktan tersebut adalah Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. surfaktan anionik, surfaktan kationik, surfaktan nonionik dan surfaktan amfoterik. (sumber : Rieger, 1985). Surfaktan anionik adalah senyawa yang bermuatan negatif dalam bagian aktif permukaan (surface active) atau pusat hidrofobiknya (misalnya RCOO-Na, R adalah fatty hydrofobe). Surfaktan kationik adalah senyawa yang bermuatan positif pada bagian aktif permukaan (surface active) atau gugus antar muka hidrofobiknya (hydrofobic surface-active). Surfaktan nonionik adalah surfaktan yang tidak bermuatan atau tidak terjadi ionisasi molekul. Surfaktan amfoterik adalah surfaktan yang mengandung gugus anionik dan kationik, dimana muatannya bergantung pada pH, pada pH tinggi dapat menunjukkan sifat anionik dan pada pH rendah dapat menunjukkan sifat kationik. (sumber : Sadi, 1993). Surfaktan berbasis bahan alami dapat dibagi kedalam empat kelompok dasar, yaitu : 1. Berbasis minyak – lemak, seperti monogliserida, digliserida, poligliserol ester, fatty alkohol sulfat, dan fatty alkohol etoksilat. 2. Berbasis karbohidrat, seperti alkil poliglukosida dan N-metil glukoamida. 3. Ekstraksi bahan alami, seperti lesitin dan saponin. 4. Biosurfaktan yang diproduksi oleh mikroorganisme, seperti rhamnolipid dan sophorolipid (sumber : Flider, 2002) Dalam Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPs) surfaktan yang digunakan adalah Etilen Diamin Tetra Asetat (EDTA) . EDTA digunakan sebagai zat tambahan (additive) pada sabun dan berfungsi sebagai antioksidan pada sabun, memperlambat proses oksidasi pada rantai alkil tak jenuh. Sifat - sifat kimia EDTA : 1. Membentuk ion komplek dengan logam – logam golongan transisi 2. Bersifat sebagai antioksidan, mencegah oksidasi berkatiliskan ion logam 3. Dapat mencegah penggumpalan darah 4. Melarutkan kerak logam dengan pembentukan senyawa komplek yang larut 5. Digunakan sebagai antibasi dalam panganan 6. Larut dalam air Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. (Sumber : Kirk Othmer, 1976) Sifat – sifat fisika EDTA : 1. Zat cair bening pada suhu kamar 2. Berat molekul, gr / mol : 118 3. Titik lebur pada 1 atm, OC : 11 4. Titik didih pada 1 atm, OC : 117 5. Densitas, gr / cm3 : 0,919 (Sumber : Perry, 19976) 4. Pewangi Pewangi merupakan bahan yang ditambahkan dalam suatu produk kosmetik dengan bertujuan untuk menutupi bau yang tidak enak dari bahan lain dan untuk memberikan wangi yang menyenangkan terhadap pemakainya. Jumlah yang ditambahkan tergantung kebutuhan tetapi biasanya 0,5-5% untuk campuran sabun. Pewangi yang biasa dipakai adalah Essential Oils dan Fragrance Oils. Pewangi yang digunakan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini adalah Essential Oils. ( Prayugo, teknologi pangan, 1995) 2.5. Proses – proses pembuatan sabun Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun maka sampai saat ini telah dikenal tiga macam proses pembuatan sabun, yaitu proses saponifikasi trigliserida, netralisasi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak. Perbedaan antara ketiga proses ini terutama disebabkan oleh senyawa impuritis yang ikut dihasilkan pada reaksi pembentukan sabun. Senyawa impuritis ini harus dihilangkan untuk memperoleh sabun yang sesuai dengan standar mutu yang diinginkan. Karena perbedaan sifat dari masing – masing proses, maka unit operasi yang terlibat dalam pemurnian ini pun berbeda pula. 2.5.1 Proses Saponifikasi Trigliserida Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Proses ini merupakan proses yang paling tua diantara proses – proses yang ada, karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh. Dahulu digunakan lemak hewan dan sekarang telah digunakan pula minyak nabati. Pada saat ini, telah digunakan proses saponifikasi trigliserida sistem kontinu sebagai ganti proses saponifikasi trigliserida sistem batch. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah : RCO – OCH2 RCO – OCH CH2 - OH + 3NaOH 3RCOONa RCO – OCH2 Trigliserida + CH - OH CH2 – OH Sabun Gliserol Tahap pertama dari proses saponifikasi trigliserida ini adalah mereaksikan trigliserida dengan basa alkali (NaOH, KOH atau NH4OH) untuk membentuk sabun dan gliserol, serta Impurities. Lebih dari 99,5% lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini. Kemudian hasil reaksi dipompakan ke unit pemisah statis (separator) yang bekerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan Recycle pada bagian bawah. Recycle terdiri dari gliserin, sisa alkali, sodium klorida, impuritis, air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah di dalam pemisah statis. Proses selanjutnya adalah penambahan aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer). Zat aditif yang ditambahkan adalah gliserol, yang berfungsi sebagai pelembut dan pelembab pada kulit, EDTA yang berfungsi sebagai surfaktan pada sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit. Dan Gliserin (Additive) yang berfungsi sebagai pelembab (Moisturizer) pada sabun. Zat tambahan ini dicampurkan dalam Tangki Pencampur yang dilengkapi oleh jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap). Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air dalam sabun biasanya diturunkan dari 30 – 35% ke 8 – 18% (Riegel, 1985). Unit pengeringan sabun ini biasanya berupa unit vakum spray chamber. 2.5.2 Proses Netralisasi Asam lemak Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Proses ini menggunakan Asam Lemak sebagai bahan baku disamping basa alkali. Pada proses ini tidak dihasilkan gliserol tetapi dihasilkan air sebagai produk samping. Reaksi yang terjadi adalah reaksi antara asam lemah dengan basa kuat. Suhu reaksi pada proses ini berkisar antara 80 – 95OC (Othmer, 1976) dan tekanan operasi 1 atm. Sodium klorida juga ditambahkan dalam reaksi dan berguna untuk mengurangi viskositas hasil reaksi sehingga memudahkan transportasi hasil reaksi melalui pompa. Reaksi netralisasi berlangsung dalam reaktor sirkulasi yang terdiri dari turbodisper dan mixer. Turbodisper berfungsi untuk menghomogenkan campuran reaktan sedangkan mixer berfungsi untuk memberikan waktu tinggal yang cukup bagi reaksi reaktan untuk bereaksi tuntas. Kecepatan putaran pengadukan dalam turbodisperser berkisar antara 40 – 50 rps dan dalam mixer berkisar 15 – 20 rps (Spitz, 1995). Konversi reaksi asam lemak yang diperoleh dengan cara ini dapat mencapai lebih dari 99,9% (Othmer, 1976). Setelah reaksi netralisasi tuntas (diketahui dari conduktivity controller) maka sabun yang terbentuk dapat langsung dikeringkan dalam unit yang sama seperti pada proses saponifikasi trigliserida tetapi biasanya zat tambahan, seperti pelembab, antioksidan, pengatur pH ditambahkan sebelum proses pengeringan. Proses netralisasi ini pertama kali dikembangkan oleh Mazzoni. Proses ini telah dikembangkan dengan menggunakan Na2CO3 bersama – sama dengan NaOH dan prosesnya disebut dengan nama Mazzoni CC. Sedangkan proses yang hanya menggunakan NaOH dikenal dengan nama Mazzoni LB. Pada proses yang menggunakan Na2CO3, gas CO2 dihasilkan sebagai produk samping reaksi sehingga harus disingkirkan sebelum masuk ke mixer untuk mencegah naiknya tekanan dalam mixer. Untuk itu, pada proses ini digunakan dua unit turbodisperser, unit pertama digunakan untuk menghomogenkan dan mereaksikan Na2CO3 dengan Asam Lemak dan terhubung ke unit pemisah gas, unit kedua digunakan untuk menghomogenkan dan mereaksikan campuran sabun yang keluar dari pemisah gas, NaOH segar dan Asam Lemak segar dan terhubung dengan mixer. 2.5.3 Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi inter-esterifikasi trigliserida dengan metanol dengan bantuan katalis tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut : RCO – OCH2 CH2 - OH RCO – OCH + 3CH3OH 3RCOOCH3 RCO – OCH2 + CH - OH CH2 - OH Trigliserida Metil ester Gliserol Reaksi saponifikasi metil ester asam lemak dengan basa NaOH menghasilkan sabun dan metanol. Reaksi ini dilangsungkan dalam reaktor air tubular pada suhu 120OC tekanan 1 atm dengan konversi reaksi yang cukup tinggi. Metanol yang terdapat dalam campuran reaksi dipisahkan dengan menggunakan flash drum, dan kemudian campuran sabun ini dimasukkan kembali ke reaktor alir tubular kedua untuk menyempurnakan reaksi penyabunan. Sabun yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam pengeringan vakum seperti telah disebutkan di atas. Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi asam lemak, perbedaannya terletak pada produk samping yang dihasilkan, yaitu air pada proses netralisasi asam lemak dan metanol pada proses metil ester asam lemak. Reaksi penyabunan metil ester adalah sebagai berikut : RCOOCH3 + NaOH Metil ester RCOONa Sabun + CH3OH Metanol 2.6. Pemilihan Proses Dalam semua proses pembuatan sabun, umumnya variabel – veriabel proses utama yang cukup menentukan tingkat keberhasilan proses saponifikasi dalam reaktor adalah sebagai berikut : 1. Suhu Operasi Proses Safonifikasi Trigliserida dapat berlangsung pada suhu kamar dan prosesnya sangat cepat sehingga sesuai untuk produksi skala besar. Pada proses industri, suhu reaksi saponifikasi dipilih berada diatas titik cair bahan baku dan biasanya berada dibawah titik didih air (tekanan operasi 1atm). Hal ini bertujuan: a. Memudahkan pencampuran antar reaktan. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. b. Daya pengadukan dapat direduksi menjadi lebih kecil. c. Transportasi cairan melalui pompa – pompa dan pipa – pipa lebih mudah karena viskositas berkurang. d. jika suhu berada diatas titik didih air maka tekanan dalam reaktor lebih besar dari 1 atm untuk menghindari penguapan air. Suhu operasi reaksi penyabunan yang umum diterapkan adalah berkisar antara 80 – 950C (Riegel, 1985), walaupun ada sampai 1200C pada tekanan ketel 2 atm. 2. Pengadukan Trigliserida, asam lemak dan metil ester asam lemak sukar larut dalam air, sedangkan basa seperti NaOH sangat larut dalam air. Sehingga jika didiamkan akan terbentuk dua lapisan terpisah dan reaksi hanya akan berlangsung pada daerah batas dua permukaan tersebut, akibatnya reaksi menjadi lambat. Untuk menghindari hal ini maka pengadukan yang cukup kuat diperlukan agar seluruh partikel reaktan dapat terdispersi satu sama lain dan dengan demikian laju reaksi dapat ditingkatkan. Pada proses saponifikasi modern, reaktor sudah dilengkapi dengan turbodisper yang mampu berputar pada kecepatan 3000 rpm (50 rps) untuk menjamin dispersi molekul – molekul reaktan sesempurna mungkin (Spitz, 1995). 3. Konsentrasi reaktan Dalam reaksi kimia, reaksi yang berlangsung paling cepat adalah pada saat awal reaksi, dimana masih terdapat banyak reaktan dan sedikit produk. Karena air merupakan produk reaksi, maka menurut prinsip kesetimbangan akan menghambat pembentukan sabun dan membuat laju reaksi semakin kecil. Untuk menghindari hal ini maka seharusnya tidak digunakan air yang berlebihan dalam umpan (larutan NaOH dan NaCl) dengan cara membuat konsentrasi larutan ini sepekat mungkin. Dalam praktek umumnya digunakan NaOH 50% dan larutan NaCl jenuh (Spitz, 1995) untuk mempercepat laju reaksi penyabunan. Proses yang dipilih dalam Pra Rancangan ini adalah proses Saponifikasi Trigliserida dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1. Suhu operasi dan tekanan relatif lebih rendah dari dua proses yang lain sehingga lebih hemat dalam pemakaian energi dan desain peralatan lebih sederhana. 2. Proses lebih sederhana dibandingkan dua proses yang lain. 3. Bahan baku tersedia dari proses pengolahan sawit menjadi minyak sawit. 4. Diharapkan konversi reaksi dapat mencapai 99,5% sehingga secara ekonomis proses ini sangat layak didirikan dalam skala pabrik. 5. Sabun yang dihasilkan mudah dimurnikan dan memiliki kemurnian tinggi. 2.7. Deskripsi Proses Proses Saponifikasi ini dapat dibagi menjadi tiga tahap proses, yaitu: 1. Tahap persiapan umpan 2. Tahap reaksi Saponifikasi Trigliserida 3. Tahap pengeringan dan Finishing sabun 2.7.1 Tahap persiapan umpan Umpan terdiri dari RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) dan NaOH. RBDPS di masukkan kedalam tangki yang dilengkapi dengan pemanas, dipanaskan terlebih dahulu menggunakan Steam sampai suhu 900C sebelum dipompa ke dalam reaktor. Sedangkan NaOH dilarutkan dalam air proses yang bersuhu 300 C sampai konsentrasi masing-masing 50% massa. RBDPS dan campuran larutan NaOH kemudian dipompakan ke dalam reaktor. 2.7.2 Tahap reaksi Saponifikasi Trigliserida RBDPS, dan campuran larutan NaOH dipompakan masuk kedalam reaktor (tangki pencampur) yang diberi jaket pemanas untuk di panaskan sampai suhu 900C untuk dihomogenkan dan sekaligus bereaksi membentuk sabun dan air. Lebih dari 99,5% lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini dengan waktu tinggal 1,8 jam dan kondisi operasi 900C tekanan 1 atm (Spitz,1995). Hasil reaksi kemudian dipompakan ke unit pemisah separator yang bekerja dengan prinsip perbedaan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan Impurities pada bagian bawah. Impurities terdiri dari gliserol, sisa alkali dan air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah di dalam pemisah statis. Proses selanjutnya adalah penambahan aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer). Zat aditif yang ditambahkan adalah gliserin, yang berfungsi sebagai pelembut dan pelembab pada kulit, EDTA yang berfungsi sebagai surfaktan pada sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit. Dan Pewangi (Essential) yang berfungsi untuk memberikan kesegaran dan keharuman pada sabun. Zat tambahan ini dicampurkan dalam Tangki Pencampur yang dilengkapi oleh jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap) dan campuran homogen. Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan seperti pada table 2.2. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air dalam sabun biasanya diturunkan dari 30 – 35% ke 8 – 18% (Riegel, 1985). Unit pengeringan sabun ini biasanya berupa unit vakum spray chamber. 2.7.3 Tahap Pengeringan dan Finishing Sabun Pengeringan sabun dilakukan dalam unit vakum Spray Chamber. Campuran sabun cair dari Tangki Pencampur dipompa ke unit Flash Drum, dimana sabun mengalami proses Flash pada 1 atm sehingga dihasilkan uap air jenuh bersuhu 100OC yang terpisah dari sabun dan keluar melalui bagian atas Flash Drum. Kandungan air dalam sabun yang keluar dari bagian bawah Flash Drum direncanakan tinggal 18% sebelum dikeringkan lebih lanjut dalam vakum dryer. Sabun kemudian ditransfer keunit vakum Spray Chamber. Kondisi vakum dihasilkan dengan menggunakan pompa vakum. Dari unit pengeringan ini sabun yang dihasilkan berupa serpihan (flake) dan dengan bantuan Conveyor dikirim ke unit Finishing yang terdiri dari satuan mesin pembentukan sabun batang dan disebut Bar Soap Finishing Machine (BSFM). Dari unit ini sabun ditransfer ke unit penyimpanan dengan bantuan Conveyor untuk penimbunan sementara sebelum dijual. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB III NERACA MASSA Perhitungan neraca massa dilakukan berdasarkan hal - hal berikut : Kapasitas produksi = 600.000 ton /tahun Waktu operasi = 300 hari/tahun Basis operasi = 1 jam operasi Satuan perhitungan = kg/jam Laju kapasitas produksi = 600.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari × × × tahun 1 ton 300 hari 24 jam = 83.333,3333 kg/jam 3.1 Neraca Massa Mixer Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Mixer Alur Masuk (kg/jam) Komponen Alur Keluar (kg/jam) Alur 2 Alur 3 Alur 4 NaOH 29.613,0985 - 29.613,0985 H2O - 29.613,0985 29.613,0985 Sub Total 29.613,0985 29.613,0985 59.226,197 Total 59.226,197 59.226,197 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3.2 Neraca Massa Reaktor Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor Alur Masuk (kg/jam) Komponen Alur Keluar (kg/jam) Alur 1 Alur 4 Alur 5 Sabun - - 72.916,6666 NaOH - 29.613,0985 - RBDPS 230.982,168 - - H2O - 29.613,0985 29.613,0985 Gliserol - - 22.703,3755 Impurities - - 164.975,2244 Sub Total 230.982,168 59.226,197 290.208,365 Total 290.208,365 290.208,365 3.3 Neraca Massa Separator Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Separator Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur 7 Sabun 72.916,6666 - 72.916,6666 H2O 29.613,0985 - 29.613,0985 Gliserol 22.703,3755 22.703,3755 - Impurities 164.975,2244 164.975,2244 - Sub Total 290.208,365 187.678,5999 102.529,7651 Total 290.208,365 290.208,365 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3.4 Neraca Massa Tangki Pencampur Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Tangki Pencampur Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam) Alur 7 Alur 8 Alur 9 Alur 10 Alur 11 Sabun 72.916,6666 - - - 72.916,6666 EDTA - 166,67 - - 166,67 Gliserin - - 6.083,3333 - 6.083,3333 Parfum - - - 4.166,6667 4.166,6667 H2O 29.613,0985 - - - 29.613,0985 Sub Total 102.529,7651 166,67 6.083,3333 4.166,6667 112.946,4351 Total 112.946,4351 112.946,4351 3.5 Neraca Massa Flash Drum Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Flash Drum Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam) Alur 11 Alur 12 Alur 13 Sabun 72.916,6666 - 72.916,6666 EDTA 166,67 - Gliserin 6.083,3333 - 6.083,3333 166,67 Parfum 4.166,6667 - 4.166,6667 H2O 29.613,0985 24.282,7408 5.330,3577 Sub Total 112.946,4351 24.282,7408 88.663,6943 Total 112.946,4351 112.946,4351 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3.6 Neraca Massa Vacum Dryer Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Vacum Dryer Komponen Alur Masuk (kg/jam) Alur Keluar (kg/jam) Alur 13 Alur 14 Alur 15 Sabun 72.916,6666 - 72.916,6666 EDTA 166,67 - 166,67 Gliserin 6.083,3333 - 6.083,3333 Parfum 4.166,6667 - 4.166,6667 H2O 5.330,3577 5.325,0273 5,3304 Sub Total 88.663,6943 5.325,0273 83.338,667 Total 88.663,6943 88.663,6943 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB IV NERACA PANAS Perhitungan neraca panas dilakukan berdasarkan hal hal berikut : Kapasitas Produksi = 600.000 ton /tahun Operasi Pabrik = 300 hari/tahun Suhu Referensi = 250C (298 K) Satuan perhitungan = kkal/jam 4.1 Neraca Panas Pada Tangki RBDPS Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Tangki Bahan Baku RBDPS Alur Masuk (kkal/jam) Alur Keluar (kkal/jam) Alur 1 Alur 2 RBDPS 444.871,6556 5.783.331,522 Total Alur 444.871,6556 5.783.331,522 Steam 5.338.459,866 - Total Sistem 5.783.331,522 5.783.331,522 Komponen Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 4.2 Neraca Panas Pada Reaktor Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Reaktor Alur Keluar Alur Masuk (kkal/jam) Komponen (kkal/jam) Alur 1 Alur 4 Alur 5 Sabun - - 2.256.041,6646 NaOH - 212.770,1127 - RBDPS 5.783.331,522 - - H2O - 444.196,4775 1.924.851,403 Gliserol - - 850.014,3787 Impurities - - 4.911.312,43 Panas reaksi -568,1009 - Total alur 6.439.730,0113 9.942.219,876 Steam 3.502.489,8647 Total Sistem 9.942.219,876 9.942.219,876 4.3 Neraca Panas Pada Tangki Pencampur Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Tangki Pencampur Komponen Alur Masuk (kkal/jam) Alur Keluar (kkal/jam) Alur 7 Alur 8 Alur 9 Alur 10 Alur 11 Sabun 2.256.041,6646 - - - 2.256.041,6646 EDTA - 371,6741 - - 4.831,7633 Gliserin - - 17.519,9999 - 227.759,9987 Parfum - - - 13.291,6667 172.791,6680 H2O 1.924.851,403 - - - 1.924.851,403 Total Alur 4.212.076,4083 4.586.276,4976 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Steam 374.200,0893 - Total Sistem 4.586.276,4976 4.586.276,4976 4.4 Neraca Panas Pada Flash Drum Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Flash Drum Komponen Alur Masuk (kkal/jam) Alur Keluar (kkal/jam) Alur 11 Alur 12 Alur 13 Sabun 2.256.041,6646 - 2.603.124,9976 EDTA 4.831,7633 - 5.575,1115 Gliserin 227.759,9987 - 262.799,9986 Parfum 172.791,6680 - 199.375,0016 H2O 1.924.851,403 1.821.205,56 399.776,8275 Total alur 4.586.276,4976 5.291.857,4966 Steam 705.580,9996 - Total Sistem 5.291.857,4966 5.291.857,4966 4.5 Neraca Panas Vacum Spray Chamber Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Vacum Spray Chamber Alur Masuk Komponen (kkal/jam) Alur Keluar (kkal/jam) Alur 13 Alur 14 Alur 15 Sabun 2.603.124,9976 - 1.770.124,9984 EDTA 5.575,1115 - 3.791,0758 Gliserin 262.799,9986 - 178.703,9990 H2O 399.776,8275 1.203.456,17 271,8504 Total alur 3.271.276,935 3.271.276,935 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB V SPESIFIKASI PERALATAN 5.1 Tangki Bahan Baku RBDPS (T-101) Fungsi : Menyimpan RBDPS pada 900C; 1 atm Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 3 Unit Volume : 428,7273 m3 Diameter : 6,8943 m Tinggi : 9,1923 m Jenis koil pemanas : U-tube Jumlah U-tube : 6 pipa Panjang U-tube : 12 ft Tebal insulasi : 1 in 5.2 Gudang Bahan Baku NaOH (T-102) Fungsi : Tempat penyimpanan NaOH pada 300C; 1 atm Bentuk : Bangunan persegi tertutup Bahan Konstruksi : Rangka baja dengan dinding dan lantai semen-bata Jumlah : 1 Unit Volume : 69,5143 m3 Panjang gudang :6m Lebar gudang :6m Tinggi gudang :5m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5.3 Tangki Pelarut NaOH (M-101) Fungsi : Melarutkan NaOH pada 300C; 1 atm Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit Volume : 22,7210 m3 Diameter : 2,5896 m Tinggi : 3,4528 m Tebal plat : 3/16 in Jenis pengaduk : sixblade flat turbin Jumlah baffle : 4 buah Tinggi baffle : 2,5896 m Lebar baffle : 0,2158 m Jarak pengaduk : 0,8632 m Lebar impeller : 0,1726 m Panjang impeller : 0,2158 m Daya motor : 2,5 Hp Kecepatan Putaran : 2 put/detik 5.4 Tangki Reaktor (R-101) Fungsi : Tempat terjadinya reaksi penyabunan (saponifikasi) Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 Unit Suhu : T = 90 oC, P = 1 atm Volume : 89,7170 m3 Diameter : 4,0931 m Tinggi : 5,4575 m Tebal plat : 3/16 in Jenis pengaduk : six blade flat turbin Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Jumlah baffle : 4 buah Tinggi baffle : 4,0931 m Lebar baffle : 0,3411 m Jarak pengaduk : 1,3644 m Lebar impeller : 0,2729 m Panjang impeller : 0,3411 m Kecepatan putaran : 3 put/det 5.5 Separator (S-101) Fungsi : Memisahkan sabun dari campuran gliserol dan impurities berdasarkan gaya gravitasi. Lama pemisahan 60 menit Kondisi : T = 90 oC, P = 1 atm Jenis : Tangki. Silinder horizontal, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 unit Volume : 55,2147 m3 Diameter : 3,4816 m Tinggi Tangki : 4,6421 m Panjang tangki : 6,3829 m Tebal plat : 3/16 in 5.6 Tangki Bahan Baku Gliserin (T-103) Fungsi : Menyimpan Gliserin pada 300C; 1 atm Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit Volume : 46,31 m3 Diameter : 3,28 m Tinggi : 4,38 m Tebal plat : 3/16 in Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5.7 Tangki Bahan Baku EDTA (T-104) Fungsi : Menyimpanan EDTA pada 300C; 1 atm Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit Volume : 11,16 m3 Diameter : 2,04 m Tinggi : 2,72 m Tebal plat : 3/16 in 5.8 Tangki Pencampur (TP-101) Fungsi : Mencampur sabun dengan gliserin, EDTA dan pewangi Kondisi : T = 900C, T = 1 atm Bentuk : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit Volume : 100,0687 m3 Diameter : 4,2448 m Tinggi : 5,6597 m Tebal plat : 3/16 in Jenis pengaduk : six blade flat turbin Jumlah baffle : 4 buah Tinggi baffle : 4,2448 m Lebar baffle : 0,3537 m Jarak pengaduk : 1,4149 m Lebar impeller : 0,2829 m Panjang impeller : 0,3537 m Kecepatan putaran : 2 put/det 5.9 Flash Drum (FD-101) Fungsi : Memisahkan campuran uap air dari larutan/cairan sabun Kondisi : T = 900C, P = 1 atm Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C Jumlah : 1 Unit Volume : 33,3562 m3 Diameter : 2,9432 m Tinggi : 3,9243 m Tebal plat : 3/16 in 5.10 Dryer (V-101) Fungsi : Mengeringkan produk sabun Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas elipsoidal dan bawah konis Jenis : Vacum Spray Chamber Jumlah : 1 Unit Suhu : T = 76oC, P = 0,39 atm Volume tangki : 29,1166 m3 Diameter : 3,0299 m Tinggi : 4,0398 m Tebal plat : 3/16 in Rasio axis elips :½ Sudut apex konis : 450 Tinggi tutup elips : 0,7575 m Diameter tutup : 3,0299 m Diameter outlet suction conicial : 2,4239 m 5.11 Cyclone Separator (CS-101) Fungsi : Memisahkan padatan sabun yang terbawa arus uap dari dryer Jenis : Single cyclone Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Material : carbon steel SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Diameter optimum Cyclone : 2 in (0,2794 m) Diameter Cyclone : 1,5 m Tinggi Cyclone : 2,9305 m Diameter bottom opening : 0,15 m Tinggi conicial head : 1,1691 m Sudut apex conicial : 300 Diameter gas tail pipe : 11 in (0,2794 m) Panjang gas tail pipe : 3,2829 m Tebal plat Cyclone : 3/16 in 5.12 Tangki Bahan Baku Pewangi (T-105) Fungsi : Menyimpan Parfum pada 300C; 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Volume : 16,44 m3 Diameter : 2,32 m Tinggi : 3,09 m Tebal plat : 1/8 in 5.13 Bar Soap Finishing Machine (BSFM) Fungsi : Membentuk sabun menjadi batangan dari serpihan sabun Jumlah : 1 unit Kapasitas mesin : 83.333,33 kg/jam sabun Volume batangan sabun : 83,1439 cm3 Lebar batangan sabun : 3,0262 cm Tinggi batangan sabun : 3,0262 cm Panjang batangan sabun : 9,0787 cm Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5.14 Gudang Produk (G-101) Fungsi : Untuk menyimpan produk (sabun padat) selama 20 hari Kondisi : T = 300C, P = 1 atm Material : Dinding bata, Pondasi Beton, atap dari rangka plat dan seng Jumlah : 1 unit Kebutuhan ruang : 1.578,28 m3 Panjang gudang : 20 m Lebar gudang : 20 m Tinggi gudang : 16 m 5.15 Pompa RBDPs (P-101) Fungsi : Memompakan RBDPS ke tangki reaktor Jenis : gear type pump Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 10,02 in (0,8348 ft) Diameter luar pipa : 10,75 in (0,8955 ft) Tebal dinding : 0,322 in (0,0026 ft) Luas muka : 78,8 in2 (6,5644 ft2) Bilangan Reynold : 5.242,7108 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,6841 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 10 Hp 5.16 Pompa NaOH (P-102) Fungsi : Memompakan larutan NaOH ke tangki reaktor Jenis : centrifugal aliran radial Material : carbon steel Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 3,068 in (0,2556 ft) Diameter luar pipa : 3,50 in (0,2915 ft) Tebal dinding : 0,2030 in (0,02 ft) Luas muka : 7,38 in2 (0,6149 ft2) Bilangan Reynold : 186,7397 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,2920 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 2 Hp 5.17 Pompa Reaktor (P-103) Fungsi : Memompakan Reaktan ke separator Jenis : gear type pump Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 10,02 in (0,8348 ft) Diameter luar pipa : 10,75 in (0,8955 ft) Tebal dinding : 0,322 in (0,0026 ft) Luas muka : 78,8 in2 (6,5644 ft2) Bilangan Reynold : 615,7429 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,2413 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 4,5 Hp 5.18 Pompa Separator (P-104) Fungsi : Memompakan sabun cair ke tangki pencampur Jenis : gear type pump Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 12,09 in (1,0073 ft) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Diameter luar pipa : 12,75 in (1,0621 ft) Tebal dinding : 0,408 in (0,0339 ft) Luas muka : 115 in2 (9,5812 ft2) Bilangan Reynold : 1303,8284 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,0689 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 4 ,5 Hp 5.19 Pompa Gliserin (P-105) Fungsi : Memompakan gliserin ke tangki pencampur Jenis : centrifugal aliran radial Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 2,067 in (0,1722 ft) Diameter luar pipa : 2,38 in (0,1983 ft) Tebal dinding : 0,15 in (0,01 ft) Luas muka : 3,35 in2 (0,2790 ft2) Bilangan Reynold : 56,9184 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,2776 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp 5.20 Pompa Tangki Pencampur (P-106) Fungsi : Memompakan larutan sabun ke flash drum Jenis : gear type pump Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 4,026 in (0,3354 ft) Diameter luar pipa : 4,50 in (0,3749 ft) Tebal dinding : 0,280 in (0,0233 ft) Luas muka : 12,7 in2 (1,0581 ft2) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Bilangan Reynold : 573 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,3976 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 4 Hp 5.21 Pompa Flash Drum (P-107) Fungsi : Memompakan larutan sabun ke vacum spray chamber Jenis : gear type pump Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 4,026 in (0,3354 ft) Diameter luar pipa : 4,50 in (0,3749 ft) Tebal dinding : 0,280 in (0,0233 ft) Luas muka : 12,7 in2 (1,058 ft2) Bilangan Reynold : 573 Tinggi pemompaan : 30 ft Kerja pompa : 30,3976 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 4 Hp 5.22 Pompa Tangki Parfum (P-108) Fungsi : Memompakan parfum ke vacum spray Jenis : centrifugal aliran radial Material : carbon steel Jumlah : 1 unit Diameter dalam pipa : 2,067 in (0,1722 ft) Diameter luar pipa : 2,38 in (0,1983 ft) Tebal dinding : 0,145 in (0,0117 ft) Luas muka : 3,35 in2 (0,2790 ft2) Bilangan Reynold : 39,0158 Tinggi pemompaan : 30 ft Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kerja pompa : 30,2630 ft.lbf/lbm Daya maksimum pompa : 1/8 Hp 5.23 Screw Conveyor (SC-101) Fungsi : Mentransfer EDTA ke tangki pencampur Jenis : rotary vane feeder Jumlah : 1 unit Kapasitas yang diperlukan : 166,67 kg/jam (0,1667 ton/jam) Panjang dengan sudut inklinasi menurun : 10 m Loading efficiency : 0,32 Kecepatan putar : 1 rpm Faktor kemiringan : 0,9 Diameter Screw : 10 m Daya motor yang dibutuhkan : 1,11 kw (1,48 Hp) 5.24 Belt Conveyor (BC-101/102) Fungsi : Mentransfer sabun ke Bar Soap Finishing Machine Jenis : Horizontal Belt Conveyor Material : Commercial Steel Kondisi operasi : T = 300C, P = 1 atm Lebar Belt : 14 in (35 cm) Luas Area : 0,11 ft2 (0,01 m2) Kecepatan Belt Normal : 200 ft/menit (61 m/menit) Kecepatan Belt Maksimum : 300 ft/menit (91 m/menit) Belt Plies minimum :3 Belt Plies maksimum :5 Kecepatan : 100 ft/menit (30,5 m/menit) Daya motor yang digunakan : 0,44 Hp Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 6.1 Instrumentasi Instrumentasi merupakan sistem dan susunan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Di dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien. Dengan demikian, kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan (Ulrich, 1984). Secara garis besar, alat –alat kontrol dapat diklasifikasikan atas : 1. Penunjuk (Indicator) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2. Pengirim (Transmitter) 3. Pencatat (Recorder) 4. Pengatur (Controller) 5. Katup pengatur (Control valves) Indicator adalah suatu alat yang (biasanya terletak pada tempat dimana pengukuran untuk proses tersebut dilakukan) memberikan harga dari besaran (variabel) yang diukur. Besaran ini merupakan besaran sesaat. Transmitter adalah alat yang mengukur harga dari suatu besaran seperti suhu, tinggi permukaan dan mengirimkan sinyal yang diperolehnya keperalatan lain misal recorder, indicator atau alarm. Recorder (biasanya terletak jauh dari tempat dimana besaran proses diukur), bekerja untuk mencatat harga – harga yang diproleh dari pengukuran secara kontinu atau secara periodik. Biasanya hasil pencatatan recorder ini terlukis dalam bentuk kurva diatas kertas. Controller adalah suatu alat yang membandingkan harga besaran yang diukur dengan harga sebenarnya yang diinginkan bagi besaran itu dan memberikan sinyal untuk pengkoreksian kesalahan, jika terjadi perbedaan antara harga besaran yang diukur dengan harga besaran yang sebenarnya. Sinyal koreksi yang dihasilkan oleh controller berfungsi untuk mengoperasikan Control valve untuk memperbaiki atau meniadakan kesalahan tersebut. Biasanya controller ditempatkan jauh dari tempat pengukuran. Controller juga dapat berfungsi (dilengkapi) untuk dapat mencatat atau mengukur. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanis atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual ataupun otomatis (menggunakan komputer). Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan di dalam suatu ruang kontrol pusat (control room) yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen adalah (Stephoulus, 1984) : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir dan level cairan. 2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya. Faktor–faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen–instrumen adalah (Peters et.al., 2004) : 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran. 2. Level instrumentasi. 3. Ketelitian yang dibutuhkan. 4. Bahan konstruksinya. 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses. Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine, 1985) : 1. Untuk variabel temperatur. • Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati Temperature temperatur Controller, dari para suatu alat. engineer Dengan juga menggunakan dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan. Temperature Controller kadang– kadang juga dapat mencatat temperatur dari suatu peralatan secara berkala Temperature Recorder (TR). • Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat. 2. Untuk variabel ketinggian permukaan cairan. • Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. Dengan menggunakan Level Controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian cairan di dalam peralatan tersebut. • Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan di dalam suatu alat. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3. Untuk variabel tekanan. • Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure Controller dapat juga dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala Pressure Recorder (PR). • Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi dari suatu alat. 4. Untuk variabel aliran cairan. • Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. • Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan suatu alat. Pada pra rancangan pabrik pembuatan sabun padat dari rbdps ini, jenis-jenis instrumen yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Reaktor Instrumen yang digunakan pada reaktor adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperatur fluida di dalam reaktor. Reaktor dilengkapi dengan sight glass yang berfungsi sebagai Level Controller (LC). Reaktor juga dilengkapi dengan sensing elemen yang peka terhadap perubahan suhu sehingga temperatur reaktor dapat dilihat pada temperatur indikator. Juga suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis valve yang terdapat pada aliran air panas akan tertutup dan sebaliknya. Valve pada aliran air panas juga dilengkapi dengan valve by pass. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Gambar 6.1 Reaktor beserta instrumennya 2. Pompa Instrumen yang digunakan pada pompa adalah Flow Controller (FC) yang berfungsi untuk memperkecil laju alir fluida yang masuk apabila laju alir fluida di dalam pompa berada di atas batas yang ditentukan. FC Fluida Fluida Gambar 6.2 Pompa beserta instrumennya. Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS No 1 2 3 Nama Alat Jenis Instrumentasi Tangki LC Pompa FC Mengatur laju cairan dalam pipa TC Mengontrol suhu dalam reactor Reaktor PC LC Kegunaan Mengontrol tinggi cairan dalam tangki Mengontrol tekanan dalam reactor Mengontrol tinggi cairan dalam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. reactor 6.2 Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat, ataupun pada saat bekerja di suatu perusahaan/pabrik. Kecelakaan dapat disebabkan oleh mesin, bahan baku, produk, serta keadaan tempat kerja, sehingga harus mendapat perhatian yang serius dan dikendalikan dengan baik oleh pihak perusahaan. Keselamatan kerja merupakan jaminan perlindungan bagi keselamatan karyawan dari bahaya cacat jasmani dan kematian. Selain itu, dengan adanya usahausaha pencegahan yang baik dapat meningkatkan semangat karyawan, untuk bekerja lebih baik, tenang, dan efisien. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pabrik untuk menjamin keselamatan kerja, antara lain: 1. Menanamkan kesadaran akan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan. 2. Memasang papan peringatan pada daerah proses yang rawan kecelakaan. 3. Memasang penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara/ventilasi yang baik. 4. Menempatkan peralatan keselamatan dan pencegahan kebakaran di daerah yang rawan akan kecelakaan atau kebakaran. 5. Memasang alarm (tanda bahaya), sehingga bila terjadi bahaya dapat segera diketahui. 6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan sementara. 6.3. Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dalam rancangan pabrik pembuatan sabun padat, situasi keselamatan kerja dapat dijelaskan pada gambar dibawah ini : Perlindungan Fisik Perlindungan Otomatis dengan Interlock Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Alarm kritis, pengendalian manual Alarm proses Gambar 6.3. Perlindungan berlapis pabrik kimia (Perry, 2000) Secara keseluruhan, situasi keselamatan kerja dapat dibagi menjadi : 1. Perlindungan otomatis 2. Perlindungan fisik 6.3.1. Perlindungan Otomatis Fungsi elemen pengendalian selain untuk meningkatkan produktivitas juga berfungsi ssebagai plant safety. Elemen pengendalian yang berfungsi sebagai plant safety disebut dengan SIS (safety interlock system). Keamanan dimulai dari rancangan proses yang memungkinkan berjalannya proses dengan aman, berdasarkan kondisi proses (angka – angka rancangan), untuk mencegah kondisi abnormal. Sistem interlock terdiri atas instrumentasi, program komputer (logic), dan pengendalian akhir. Interlock secara otomatis mencari kondisi proses abnormal dan memberikan peringatan berupa alarm. 6.3.2. Perlindungan Fisik 1. Peralatan Perlindungan Diri Pakaian yang dipakai pada waktu bekerja sangat perlu untuk keselamatan seseorang. Pakaian yang cocok harus dipakai untuk tiap tempat pekerjaan dan aktivitas kerja khusus. Hal – hal berikut harus diperhatikan : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. a. Topi yang kuat, sepatu pengaman, masker udara, sarung tangan dan kacamata harus dipakai pada tempat – tempat yang dianjurkan. b. Alat pengaman penutup telinga harus dipakai pada tempat – tempat yang bising. c. Pakaian harus pas-sempit untuk menghindari bahaya yang mengakibatkan terjerat pada mesin yang berputar. d. Rambut panjang harus diikat atau dipangkas kalau bekerja disekitar mesin. 2. Pemberian Tanda Peringatan dan Bahaya Tertentu Warna – warna berikut digunakan untuk tanda peringatan dan bahaya tertentu: a. Merah digunakan untuk menandai : Alat dan perlengkapan perlindungan bahaya kebakaran Pengamanan Tabung yang dapat dibawa- bawa yang berisi cairan yang mudah terbakar Tombol dan saklar stop untuk keadaan darurat b. Kuning digunakan untuk : Perhatian dan bahaya fisik Tabung bekas buangan untuk bahan yang mudah meledak dan mudah terbakar. Perhatian terhadap starting, titik starting atau sumber daya mesin c. Oranye digunakan untuk menandai : Bagian berbahaya dari mesin Pengaman tombol starter Bagian yang riskan (sisi) dari pulley (kerekan), roda gigi, penggulung, dll. d. Ungu digunakan untuk menandai : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Bahaya radiasi 3. Pencegahan Kebakaran a) Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting sperti power station, laboratorium, dan ruang proses. b) Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga yang ditempatkan di fire station. c) Fire hydrant ditempatkan didaerah storage, proses, dan perkantoran. d) Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api yang relatif kecil. e) Gas detector dipasang pada daerah proses, Storage, dan daerah perpipaan dan dihubungkan ke gas alarm diruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran gas. f) Smoke detector ditempatkan pada setiap sub station listrik untuk mendeteksi kebakaran melalui asapnya. 4. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik a) Setiap instalasi dan alat – alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering atau pemutus arus listrik otomatis lainnya. b) Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan. c) Penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalulintas pekerja. d) Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. e) Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan. 5. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. a) Setiap karyawan diwajibkan memakai pakaian kerja di lokasi pabrik. b) Dalam menangani bahan – bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut. c) Bahan – bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. d) Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik. 6. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis a) Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh. b) Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan. c) Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau didalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung lantai agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat. d) Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran. e) Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja. Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai – nilai disiplin bagi para karyawan : 1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman – pedoman yang diberikan. 2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi. 3. Perlu ketrampilan untuk mengatasi kecelakan dengan menggunakan peralatan yang ada. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. 5. Kontrol dilakukan secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance. BAB VII UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH Utilitas merupakan unit penunjang kelancaran suatu proses produksi pabrik. Oleh karena itu, unit-unit harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pabrik Pembuatan Sabun Padat dari Refined Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ini diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Kebutuhan Air Kebutuhan air ini terdiri dari: Kebutuhan air proses Kebutuhan uap (steam) Air untuk berbagai kebutuhan 2. Kebutuhan Bahan Kimia untuk utilitas 3. Kebutuhan Tenaga Listrik 4. Kebutuhan Bahan Bakar 5. Unit Pengolahan Limbah 7.1 Kebutuhan Air Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air suatu pabrik meliputi air proses, uap (steam), dan air untuk berbagai kebutuhan. Kebutuhan air pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS ini adalah sebagai berikut : 7.1.1 Kebutuhan Air Proses Perhitungan kebutuhan air proses pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS yang diperoleh dari lampiran A dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini : Tabel 7.1 Kebutuhan Air Proses pada berbagai alat No. 1. Nama Alat Tangki Mixer Total Kode Alat Kebutuhan (kg/jam) M-101 29.613,0985 29.613,0985 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20 % (Perry, 1999) maka : Total air yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan air proses = (1,2) x 29.613,0985 kg/jam = 35.535,7182 kg/jam. 7.1.2 Kebutuhan Uap (Steam) Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Steam diproduksi dalam ketel. Perhitungan kebutuhan steam pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini diperoleh dari Lampiran B dapat dilihat pada Tabel 7.2 di bawah ini : Tabel 7.2 Kebutuhan Uap sebagai media pemanas pada berbagai alat No. Nama Alat Kode Alat Kebutuhan (kg/jam) 1 Tangki RBDPS T – 101 10.414,2312 2 Reaktor R – 101 6.832,6334 3 Tangki Pencampur TP – 101 729,9869 4 Flash drum FD – 101 1.376,4426 19.353,2941 Total Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20 % (Perry, 1999) maka : Total steam yang dibutuhkan = (1 + faktor keamanan) x Kebutuhan uap = (1,2) x 19.353,2941 kg/jam = 23.223,9529 kg/jam. Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans,1978), sehingga: Kondensat yang digunakan kembali = 80% × 23.223,9529 kg/jam = 18.579,1623 kg/jam Kebutuhan air tambahan untuk ketel = 20% × 18.579,1623 kg/jam = 3.715,8325 kg/jam 7.1.3 Air untuk berbagai kebutuhan Kebutuhan air domestik meliputi kebutuhan air rumah tangga, kantor dan lain sebagainya. Kebutuhan air untuk masyarakat industri diperkirakan 5 ltr/jam tiap orang. Jumlah karyawan 163 orang dan ρ air = 1000 kg/m3 = 1 kg/l, maka total air kebutuhan domestik adalah: = 163 x 5 ltr/jam = 815 ltr/jam x 1 kg/l = 815 kg/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan No Kebutuhan Jumlah Air (Kg/jam) 1 Domestik dan kantor 815 2 Laboratorium 3 Kantin dan tempat ibadah 4 Poliklinik 50 100 30 995 Total Maka total kebutuhan air yang diperlukan pada pengolahan awal tiap jamnya adalah : = air tambahan proses + air tambahan ketel + air untuk berbagai kebutuhan = 35.535,7182 + 3.715,8325 + 995 = 40.246,5507 kg/jam Sumber air untuk Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini berasal dari sumur bor. Kualitas sumur bor didasarkan atas hasil analisa PTPN IV Kebun Adolina, seperti pada Tabel 7.4 berikut : Tabel.7.4 Kualitas Sumur Bor No Parameter Kadar (mg/l) 1. Ph 6,45 2. Magnesium (Mg) 2,43 3. Klorida (Cl) 8,00 4. Kalsium (Ca) 11,22 5. CO2 39,76 6. HCO3 64,86 (Sumber:Pemprovsu Dinas Pertambangan dan Energi, 2006) Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan pengolahan awal air sumur bor. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran-kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya dilakukan pengolahan agar dapat digunakan untuk keperluan pabrik yang terdiri dari beberapa tahap, yaitu : 1. Pengendapan 2. Filtrasi Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3. Demineralisasi 4. Deaerasi 7.2 Pengendapan Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada proses pengendapan, partikel – partikel padat yang besar akan mengendap secara gravitasi tanpa bantuan bahan kimia sedangkan partikel – partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. Ukuran partikel yang mengendap ini berkisar antara 10 mikron hingga 10 milimeter. 7.3 Filtrasi Filtrasi bertujuan untuk memisahkan flok yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan yaitu : a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in : 60,96 cm b. Lapisan II terdiri dari antrasit setinggi 12,5 in : 31,75 cm c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in : 17,75 cm (Metcalf & Eddy 1991) Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut yaitu proses demineralisasi (softener) dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman - kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaring air (water treatment system) sehingga air yang keluar merupakan air sehat dan memenuhi syarat – syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu. Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)2 : Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi : 995 kg/jam (Tabel 7.4) Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 % Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kebutuhan klorin : 2 ppm dari berat air Total kebutuhan kaporit : (2.10-6 x 995) / 0,7 = 0,0028 kg/jam 7.4 (Gordon, 1968) Demineralisasi Air untuk umpan ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi dengan langkah-langkah sebagai berikut : Menghilangkan kation-kation Ca2+, Mg2+ Menghilangkan anion-anion ClAlat-alat demineralisasi dibagi atas : 7.4.1 Penukar Kation (Cation Exchanger) Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi : 2H+R + Ca2+ Ca2+R + 2H+ 2H+R + Mg2+ Mg2+R + 2H+ Untuk regenerasi dipakai H2SO4 dengan reaksi sebagai berikut : Ca2+R + H2SO4 CaSO4 + 2H+R Mg2+R + H2SO4 MgSO4 + 2H+R Perhitungan Kesadahan Kation : Dari Tabel 7.4 di atas diketahui bahwa air sumur bor PTPN IV Kebon Adolina mengandung kation Ca2+ dan Mg2+ masing-masing : 11,22 mg/l dan 2,43 mg/l. • Kebutuhan air yang akan diolah = 40.246,5507 kg/jam • Total kesadahan kation = 11,22 + 2,43 = 13,65 mg/l • Densitas air = 995,68 kg/m3 .......(Geankoplis, 1997) Total konsentrasi kation = 11,22 + 2,43 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 13,65 mg 1 g ltr x x 0,396 ltr 1000 mg gal = 0,0054 gr/gal Jumlah air yang membutuhkan demineralisasi adalah : Volume = m 40.246,5507 kg/jam = × 264,17 gal / m 3 = 10.678,0605 gal / jam 3 ρ 995,68kg / m Total kation dlam air = 0,0054 gr/gal x 10.678,0605 gal/jam x 24 jam/hari = 1,3839 kg/hari Dari Tabel 12.4 Nalco (1988), diperoleh data sebagai berikut: Diameter penukar kation : 2 ft Luas penampang penukar kation : 0,7854 ft2 Jumlah penukar kation : 1 unit Resin yang digunakan adalah Daulite C – 20, dengan nilai EC (Exchanger Capacity), yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air yang melaluinya) = 10 kg/ft3 (Nalco, 1988). Kebutuhan resin = 1,3839 kg/hari = 0,1383 ft 3 /hari 10 kg/ft 3 Tinggi yang dapat ditempati oleh resin : h= kebutuhan resin 0,1383 = = 0,1762 ft luas permukaan 0,7854 Direncanakan Tinggi resin = 2,5 ft .................................................. (Nalco, 1988) Regenerasi Direncanakan tinggi resin = 2,5 ft Volume resin, V = h x A = 2,5 x 0,7854 ft2 = 1,9635 ft3 Waktu regenerasi, t = volume resin x kapasitas resin 1,9635 x 10 = total kation dalam air 1,3839 = 14 hari Sebagai regeneran digunakan H2SO4, dimana pemakaiannya sebanyak 15 lbH2SO4/ft3 untuk setiap regenerasi (Nalco, 1988) Kebutuhan regenerant H2SO4 = 1,3839 kg/hari x 15 lb / ft 3 10 kg / ft 3 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 2,0759 lb/hari = 0,9419 kg/hari = 0,0392 kg/jam 7.4.2 Penukar Anion (Anion Exchanger) Penukar anion berfungsi untuk mengikat atau menyerap anion-anion yang terlarut dalam air seperti Cl- akan diikat oleh resin yang bersifat basa dengan merek R-Dowex, sehingga resin akan melepas ion OH-. Persamaan reaksi yang terjadi dalam anion exchanger adalah : 2R-OH + SO42- → R2SO4 + 2OHR-OH + Cl- → RCl + OH- Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2ROH RCl + NaOH → NaCl + ROH Perhitungan Kesadahan Anion Dari Tabel 7.4 di atas diketahui bahwa air sumur bor PTPN IV Kebun Adolina mengandung anion Cl- dengan kadar 8,00 mg/l. • Kebutuhan air yang akan diolah = 40.246,5507 kg/jam • Total kesadahan anion = 8,00 mg/l • Densitas air = 995,68 kg/m3 .......(Geankoplis, 1997) Total konsentrasi anion =8 1 g mg ltr x x 0,396 ltr 1000 mg gal = 0,032 gr/gal Total anion dalam air = 0,032 gr/gal x 10.703,0925 gal/jam x 24 jam/hari = 8,2192 kg/hari Dari Tabel 12.4 Nalco (1988), diperoleh data sebagai berikut: Diameter penukar anion : 2 ft Luas penampang penukar anion : 0,3538 ft2 Jumlah penukar anion : 1 unit Resin yang digunakan adalah R-Dowex, dengan nilai EC (Exchanger Capacity, yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air yang melaluinya) = 12 kg/ft3 (Nalco, 1988). Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kebutuhan resin = 8,2192 kg/hari = 0,6849 ft 3 /hari 3 12 kg/ft Tinggi yang dapat ditempati oleh resin : h= Kabutuhan resin 0,6849 = = 1,9358 ft Luas Penampang penukar anion 0,3538 Direncanakan tinggi resin = 2,5 ft Regenerasi Direncanakan tinggi resin adalah 2,5 ft Volume resin, V = h x A = 2,5 x 0,3538 ft2 = 0,8845 ft3 Waktu regenerasi, t = Volume resin x kapasitas resin 0,8845 x 12 = total anion dalan air 0,8219 = 12 hari Sebagai regeneran digunakan NaOH, dimana pemakaiannya sebanyak 20 lbNaOH/ft3 untuk setiap regenerasi (Nalco, 1988) Kebutuhan regenerant NaOH = 8,2192 kg/hari x 20 lb / ft 3 12 kg / ft 3 = 13,6987 lb/hari = 6,2146 kg/hari = 0,2589 kg/jam 7.5 Deaerator Deaerator berfungsi untuk memanaskan air dan menghilangkan gas terlarut yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Air hasil demineralisasi dikumpulkan pada tangki air umpan ketel sebelum dipompakan ke deaerator. Pada proses deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Selain itu deaerator juga berfungsi sebagai preheater, mencegah perbedaan suhu yang mencolok antara air make-up segar dengan suhu air dalam boiler. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan pemanas listrik. 7.6 Kebutuhan Bahan Kimia Kebutuhan bahan kimia untuk pengolahan air pada pabrik pembuatan Sabun Padat dari RBDPS adalah sebagai berikut : Tabel 7.5 Kebutuhan Bahan Kimia No. Bahan Kimia Jumlah (Kg/jam) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1. Kaporit 0,0028 2. H2SO4 3. 4. NaOH Na2CO3 0,0392 0,2589 0,0038 Total 0,3074 7.7 Kebutuhan Listrik Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut : Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik No. Pemakaian Jumlah (hP) 1. Unit proses 60 2. Unit utilitas 10 3. Ruang kontrol dan Laboratorium 30 4. Bengkel 40 5. Penerangan dan perkantoran 30 6. Perumahan 40 Total 210 Total kebutuhan listrik = 210 Hp x 0,7457 kW/Hp = 156,597 kW Efisiensi generator 80 % (Perry,1999), maka : Daya output generator = 156,597 = 195,7463 kW 0,8 Untuk perancangan disediakan 2 unit diesel generator (1 unit cadangan) dengan spesifikasi tiap unit sebagai berikut : 1. Jenis Keluaran : AC 2. Kapasitas : 1000 kW 3. Tegangan : 220 – 260 Volt 4. Frekuensi : 50 Hz 5. Tipe : 3 fase 6. Bahan bakar : Solar 7.8 Kebutuhan Bahan Bakar Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar karena mempunyai nilai bakar yang tinggi. Kebutuhan bahan bakar untuk generator adalah sebagai berikut : Nilai bahan bakar solar : 19.860 Btu/lbm Densitas bahan bakar solar : 0,89 kg/L Daya generator = 195,7463 kW Daya output generator = 195,7463 kW x (Perry, 1999) 0,9478 Btu / det x 3600det/jam 1kW = 667.902,0353 Btu/jam Jumlah Bahan Bakar (solar) = 667.902,0353 Btu / jam x 0,680 kg/lb 19.860 Btu / lbm = 22,8687 kg/jam Kebutuhan Solar = 22,8687 kg / jam = 25,6952 Liter / jam 0,89 kg / L Untuk bahan bakar ketel uap Massa umpan masuk = Massa kondensat + Massa air tambahan = 19.844,6881 kg/jam + 3.810,1801 kg/jam = 23.654,8682 kg/jam Kondisi uap yang dihasilkan boiler: 140oC dan 3,1216 atm Hv (140o C) (Saturated Steam) = 2.733,9 kJ/kg Kondisi kondensat dalam tangki kondensat: 1400C (Saturated liquid) Hl (1400C, 1 atm) = 589,13 kJ/kg Kondisi air tambahan dari dearator : 900C; 1 atm H (900C; 1 atm) = 376,9 kJ/kg Neraca panas boiler: dQ = Q out − Q in dt = 23.654,8682 x 2.733,9 – (19.844,6881 x 589,13 + 3.810,1801 x 376,9) = 51.542.886,19 kJ/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 48.853.037,91 Btu/jam Efesiensi panas ketel uap, η = 75% (head lose 25% panas pembakaran bahan bakar) Total kebutuhan panas = 48.853.037,91 0,75 = 65.137.383,88 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 65.137.383,88 Btu/jam 19.860 Btu/lb = 3.279,8279 lb/jam = 1.487,7209 kg/jam = Total kebutuhan solar 1.487,7209 kg/jam =1.671,5965 ltr/jam 0,89 kg/ltr = 25,6952 ltr / jam + 1.671,5965 ltr/jam = 1.697,2917 ltr/jam 7.9 Unit Pengolahan Limbah Setiap kegiatan industri selain menghasilkan produk juga menghasilkan limbah. Limbah industri perlu ditangani secara khusus sebelum dibuang ke lingkungan sehingga dampak buruk dari limbah yang mengandung zat – zat membahayakan tidak memberikan dampak buruk ke lingkungan maupun manusia itu sendiri. Sumber – sumber limbah pada Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS meliputi : 1. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran – kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. 2. Limbah dari pemakaian air domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. 3. Limbah cair dari laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan – bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. mutu produk yang dihasilkan serta digunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Perhitungan untuk Sistem Pengolahan Limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik adalah sebagai berikut : 1. Pencucian peralatan pabrik Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik diasumsikan sebesar 100 liter/jam 2. Domestik dan Kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk : - Domestik = 10 ltr/hari (Metcalf & Eddy, 1991) - Kantor (Metcalf & Eddy, 1991) = 20 ltr/hari Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor : = 163 x (20 + 10) ltr/hari x 1 hari / 24 jam =204 ltr/jam 3. Laboratorium Limbah cair dari laboratorium diasumsikan sebesar 15 liter/jam Total buangan air = 100 + 204 + 15 = 319 liter/jam = 0,319 m3/jam 7.10 Bak Penampungan Fungsi : tempat menampung air buangan sementara. Laju volumetrik air buangan = 0,319 m3/jam Waktu penampungan air buangan = 10 hari Volume air buangan = 0,319 x 10 x 24 = 76,56 m3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan dengan bak terisi 90 % bagian. Volume bak (v) = 76,56 m 3 = 85,0667 m3 0,9 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut: Maka : - Panjang bak (p) = 2 x Lebar bak (l) - Tinggi bak (t) = Lebar bak (l) volume bak =pxlxt 3 85,0667 m = 2l x l x l Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. l = 3,4907 m Sehingga, panjang bak (p) = 2 x l = 2 x 3,4907 = 6,9814 m Lebar bak (l) = 3,4907 m Tinggi bak (t) = 3,4907 m Luas bak = 24,3699 m2 7.11 Bak Netralisasi Fungsi : tempat menetralkan pH limbah = 0,319 m3/jam Laju volumetrik air buangan Waktu penampungan air buangan = 3 hari Volume air buangan = 0,319 x 3 x 24 = 22,968 m3 Direncanakan digunakan 1 buah bak penampungan dengan bak terisi 90 % bagian. Volume bak = 22,968 m 3 = 25,52 m3 0,9 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut : Panjang bak (p) = 2 x Lebar bak (l) Tinggi bak (t) = Lebar bak (l) Maka volume bak =pxlxt 25,52 m3 l = 2l x l x l = 2,3368 m Sehingga, panjang bak (p) = 2 x l = 2 x 2,3368 = 4,6735 m Lebar bak (l) = 2,3368 m Tinggi bak (t) = 2,3368 m Luas bak = 10,9212 m2 Limbah pabrik yang mengandung bahan organik mempunyai pH = 5 (Hammer, 1998). Limbah pabrik yang terdiri dari bahan – bahan organik harus dinetralkan sampai pH = 6 (Kep – 42/MENLH/10/1998). Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na2CO3). Kebutuhan Na2CO3 untuk menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na2CO3/ 30 ml air (Lab. Analisa FMIPA USU, 1999) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Jumlah air buangan = 756 ltr/jam. Kebutuhan Na2CO3 : = (319 ltr/jam) x (12 mg/l) x ( 1 kg/106 mg) = 0,0038 kg/jam 7.12 Pengolahan Limbah dengan Sistem Activated Sludge (Lumpur Aktif) Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik. Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi, pada flok inilah akan terjadi proses degradasi. Proses lumpur aktif berlangsung dalam reaktor dengan pencampuran sempurna dilengkapi dengan umpan balik (recycle) lumpur dan cairannya. Biasanya mikroba yang digunakan merupakan kultur campuran. Flok biologis tersebut akan diresirkulasi kembali ke tangki aerasi. Data : Laju vo lumetrik (Q) = 0,319 m3/jam = 319 Ltr/jam = 7.656 Ltr/hari BOD5 (So) = 783 mg/Ltr Efisiensi (E) = 95 % (Beckart Environmental, Inc.,2004) (Metcalf & Eddy, 1991) Koefisien cell yield (Y) = 0,8 mg VSS/mg BOD5 (Metcalf & Eddy, 1991) Koefisien endogenous decay (Kd) = 0,025 / hari (Metcalf & Eddy,1991) Mixed liquor suspended solid = 441 mg/Ltr (Beckart Environmental, Inc.,2004) Mixed liquor volatile suspended solid (x) = 353 mg/Ltr (Beckart Environmental, Inc.,2004) Direncanakan : Waktu tinggal sel (θc) = 10 hari 1. Penentuan BOD Effluent (S) E= 95 = So − S x 100 So (Metcalf & Eddy, 1991) 783 − S × 100 = 12,50 mg/Ltr 783 S = 39,15 mg/l 2. Penentuan Volume Bak Aerasi (Vr) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Vr = Vr = θ c x Q x Y (S 0 − S ) (Metcalf & Eddy, 1991) X ((1 + kd ) x 10 ) (10 hari ) x (7.656 Ltr / hari ) x (0,8) x (783 − 39,15) mg / Ltr (353 mg / Ltr )((1 + 0,025) x 10) = 12.591,5359 Liter = 12,5915 m3 3. Penentuan Ukuran Bak Aerasi Direncanakan : Panjang bak aerasi (p) = 2 x Lebar bak (l) Tinggi bak aerasi (t) = Lebar bak (l) Maka volume bak adalah V =pxlxt 12,5915 m3 =2lxlxl l = 1,8465 m Jadi,ukuran kolam aerasi sebagai berikut : Panjang (p) = 2 x 1,8465 = 3,6930 m Tinggi (t ) = l = 1,8465 m Faktor kelonggaran = 0,5 m diatas permukaan air (Metcalf & Eddy, 1991) Maka : Tinggi = (1,8465 + 0,5) m = 2,3465 m 4. Penentuan Jumlah Flok yang Diresirkulasi (Qr) Q Tangki Aerasi Q + Qr Tangki Sedimentasi Qe Xe Qw Qr , Xr Q w’ , X r Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Asumsi : Qe = Q = 31.700,4 gal/hari Xe = Konsentrasi volatile suspended solid pada effluent ( Xe diperkirakan 0,1 % dari konsentrasi volatile suspended solid pada tangki aerasi) (Metcalf & Eddy, 1991) Xe = 0,001. X = 0,001 x (353 mg/l) = 0,353 mg/l Xr = Konsentrasi volatile suspended solid pada waste sludge (Xr diperkirakan 99,9 % dari konsentrasi volatile suspended solid pada tangki aerasi ) Xr (Metcalf & Eddy, 1991) = 0,999 . X = 0,999 x (353 mg/l) = 352,647mg/l Px = Qw x Xr (Metcalf & Eddy, 1991) Px = Yobs x Q x (So – S) (Metcalf & Eddy, 1991) Dimana : Px = Net waste activated sludge yang diproduksi setiap hari (kg/hari) Yobs = Observed yield (gr/gr) Yobs = Px Y 0,8 = = 0,64 1 + (Kd x θ c ) 1 + (0,025 / hari ) (10 hari ) = Yobs x Q x (So – S) = (0,64) x (31.700,4 m3/hari) x (783 – 39,15) mg/Ltr = 15.091.419,2256 m3. mg/l.hari Neraca massa pada tangki sedimentasi Akumulasi Qr = = jumlah massa masuk – jumlah massa keluar 0 = (Q + Qr) X - QeXe - QwXr 0 = QX + QrX - Q(0,001X) - Px QX (0,001 − 1) + Px X 3 3 = (31.700,4 m / hari )(353 mg / Ltr ) (0,001 − 1) + (15.091.419,2256 m . mg / Ltr . hari ) (353 mg / Ltr ) = 11.083,1962 gal/hari = 41,9548 m3/hari Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5. Penentuan waktu tinggal di bak aerasi (θ) θ Vr 427.518,9582 m 3 = = 13,4684 hari = Q + Qr 31.700,4 m 3 / hari + 41,9548m 3 / hari 6. Penentuan daya yang dibutuhkan a. Tipe aerator yang digunakan : Surface aerator b. Kedalaman air : 7,2986 m c. Daya aerator yang digunakan : 10 Hp (Tabel 10 – 11, Metcalf & Eddy, 1991) 7.15 Tangki Sedimentasi Fungsi : Mengendapkan flok biologis dari tangki aerasi dan sebagian diresirkulasi kembali ke tangki aerasi Laju volumetrik air = (31.700 + 11.083,1962) gal/hari = = 42.783,5962 gal/hari = 161,9548 m3/hari Diperkirakan kecepatan overflow maksimum = 33 m3/m2.hari (Perry, 1999) Waktu tinggal air (Perry, 1999) = 2 jam = 0,083 hari Volume tangki (V) = 161,9548 m3/hari x 0,083 hari = 12,9696 m3 Luas tangki (A) = (161,9548 m3/hari)/(33 m3/m2.hari) = 4,9077 m2 A = ¼ π D2 D = (4A/π)1/2 = (4 x 4,9077 / 3,14)1/2 = 3,1259 m Kedalaman tangki, H = V/A = 13,4962 / 4,9077 = 2,75 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Tata letak peralatan dan fasilitas dalam suatu rancangan pabrik merupakan syarat penting untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan, dan kelistrikan. 8.1. Lokasi Pabrik Secara geografis, penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan serta kelangsungan dari suatu industri dan pada masa yang akan datang karena berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di sekitar lokasi pabrik. Berdasarkan faktor – faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS Minyak Sawit ini direncanakan berlokasi didaerah Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : a. Bahan baku Bahan baku direncakan diperoleh melalui daerah sekitar pabrik dan daerah lain di Sumatera Utara. b. Transportasi Pembelian bahan baku dapat dilakukan melalui jalan darat. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik memiliki sarana transportasi darat yang cukup memadai. Lokasi pabrik dekat dengan jalan lintas Sumatera, Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. sehingga mempermudah transportasi baik untuk bahan baku maupun bahan pendukung lainnya. Produk dapat langsung dijual ke pasar atau di ekspor. c. Pemasaran Kebutuhan akan sabun terus menunjukkan peningkatan dari tahun ke tahun sehingga pemasarannya tidak akan mengalami hambatan. Selain itu daerah ini merupakan daerah industri sehingga produknya dapat dipasarkan kepada pabrik yang membutuhkannya di kawasan industri tersebut atau di ekspor ke manca negara. d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses pembuatan sabun ini diperoleh dari sumur bor yang dibuat di sekitar pabrik untuk air proses, sarana utilitas dan keperluan rumah tangga. e. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja, karena sebagian besar masyarakat di sekitar lokasi pabrik masih pengangguran dan hanya membuka usaha kecil menengah (UKM). Tenaga kerja ini merupakan tenaga kerja yang produktif dari berbagai tingkatan baik yang terdidik maupun yang belum terdidik. f. Biaya untuk lahan pabrik Lahan yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang terjangkau. g. Kondisi iklim dan cuaca Seperti daerah lain di Indosnesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil. Pada saat setengah tahun musim kemarau dan setengah tahun kedua musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil. h. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Kebutuhan tenaga listrik diperoleh dari mesin generator listrik milik pabrik sendiri dan Perusahaan Listrik Negara (PLN). Bahan bakar untuk unit proses, utilitas dan generator diperoleh dari Pertamina. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. i. Sosial Masyarakat Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini, karena akan menambah penghasilan dan tersedianya lapangan kerja bagi penduduk sekitar. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya. j. Kemungkinan perluasan dan ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah sekitar cukup luas. 8.2. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen – komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efektif antara operator, peralatan, dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persedian), dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor – faktor : a. Urutan proses produksi b. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang. c. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, air panas, tenaga listrik dan bahan baku. d. Pemeliharaan dan perbaikan. e. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja. f. Bangunan, yang meliputi luas bangunan, kondisi, bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat. g. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan – perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. h. Masalah pembuangan limbah cair. i. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja. Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan seperti : 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling. 2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown. 3. Mengurangi ongkos produksi. 4. Meningkatkan keselamatan kerja. 5. Mengurangi kerja seminimum mungkin. 6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik. 8.3. Kebutuhan Areal Untuk Pendirian Pabrik Luas areal yang diperhitungkan untuk mendirikan pabrik pembuatan sabun padat dari RBDPS minyak sawit ini dirinci pada tabel 8.1 dibawah ini : Tabel 8.1. Pembagian Areal Tanah No Jumlah Areal Ukuran Jumlah Luas (m2) 1 Areal Proses 40 x 40 m 1 1600 2 Areal Produk 20 x 15 m 1 300 3 Bengkel 15 x 10 m 1 150 4 Areal Bahan Baku 20 x 15 m 1 300 5 Pengolahan Limbah 20 x 20 m 1 400 6 Laboratorium 15 x 10 m 1 150 7 Stasiun Operator 10 x 8 m 1 80 8 Pengolahan Air 25 x 20 m 1 500 9 Pembangkit Listrik 10 x 10 m 1 100 10 Unit Pemadam Kebakaran 10 x 8 m 1 80 11 Perpustakaan 10 x 10 m 1 100 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 12 Kantin 10 x 10 m 1 100 13 Parkir 15 x 10 m 1 150 14 Perkantoran 20 x 10 m 1 200 15 Daerah Perluasan 40 x 20 m 1 800 16 Pos Keamanan 4x4m 2 32 17 Tempat Berkumpul Darurat 10 x 10 m 2 200 18 Tempat Ibadah 10 x 10 m 1 100 19 Poliklinik 8x8m 1 64 20 Perumahan karyawan 50 x 10 m 2 1000 21 Taman 15 x 15 m 2 450 22 Jalan Lebar 4 m 400 m 1600 23 Sarana Olahraga 20 x 30 m 1 600 Total 10.000 Maka total luas tanah yang dibutuhkan untuk membangun Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS Minyak Sawit adalah 10.000 m2. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Keterangan gambar: 10 80 m 17 100 m 21 225 m 2 300 m 3 150 m 4 300 m 5 400 m 14 150 m 9 100 m 2 300 cm Jalan Raya 1 1600 m 7 80 m 8 500 m 6 150 m 15 800 m 13 150 m 16 16 m 20 500 m 12 100 m 14 200 m 11 100 m 17 100 m 18 100 m 19 64 m No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Keterangan Daerah Proses Areal Produk Bengkel Gudang Bahan Baku Pengolahan Limbah Laboratorium Stasiun Operator Unit Pengolahan Air Pembangkit Listrik Unit Pemadam Kebakaran Kantin Perpustakaan Parkir Perkantoran Daerah Perluasan Pos Keamanan Tempat Berkumpul Darurat Tempat Ibadah Poliklinik Perumahan Karyawan Taman Sarana Olahraga ----- Jalan 16 16 m 22 100 m 17 100 m 21 225 m 20 500 m Gambar 8.1. Tata Letak Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS DIGAMBAR OLEH : NAMA NIM TANGGAL TANDA TANGAN ADE FRIADI LUBIS 080425036 DISETUJUI OLEH : PEMBIMBING 1 NIP Dr. Ir ROSDANELLI HASIBUAN.MT 132 096 129 PEMBIMBING 2 NIP RONDANG TAMBUN ST.MT 132 282 133 TANPA SKALA TATA LETAK PABRIK PEMBUATAN SABUN PADAT DARI REFINED DEODORIZED PALM STEARIN (RBDPS) KAPASITAS 600.000 TON/HARI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Organisasi dan manajemen merupakan salah satu faktor yang penting diperhatikan dalam suatu perusahaan karena akan menentukan kelangsungan hidup dan keberhasilan suatu perusahaan. Manajemen dapat didefinisikan sebagai proses atau cara yang sistematis untuk melakukan perencanaan, pengorganisasian, kepemimpinan, dan pengendalian upaya anggota organisasi dan penggunaan semua sumber daya organisasi untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Sedangkan organisasi merupakan alat bagi manajemen untuk mencapai tujuan. 9.1 Organisasi Perusahaan Perkataan organisasi, berasal dari kata lain “organum” yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan : “Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama”, sedang Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai : “Suatu sistem daripada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih” (Manulang, 1982). Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masingmasing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu : 1. Adanya sekelompok orang 2. Adanya hubungan dan pembagian tugas 3. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas : 1. Bentuk organisasi garis Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2. Bentuk organisasi fungsionil 3. Bentuk organisasi garis dan staf 4. Bentuk organisasi fungsionil dan staf 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis Ciri dari organisasi garis adalah : organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi. Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu : Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan. Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali. Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling mengenal. Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu : Seluruh organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran. Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter. Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang. 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil Ciri-ciri dari organisasi fungsionil adalah segelintir pimpinan tidak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut. Kebaikan bentuk organisasi fungsionil, yaitu : Pembagian tugas-tugas jelas Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsifungsinya Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Keburukan bentuk organisasi fungsionil, yaitu : Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan tanggung jawab kepada fungsinya. Para karyawan mementingkan bidangnya, sehingga sukar dilaksanakan koordinasi. 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah : Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil, karena adanya staf ahli. Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah : Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan. Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang sukar diharapkan. 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk organisasi yang dikombinasikan (Manulang, 1982). Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada Pra rancangan Pabrik Pembuatan biodiesel menggunakan bentuk organisasi garis. 9.2 Manajemen Perusahaan Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin, merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki manajemen yang baik antara atasan dan bawahan. Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktor-faktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan. Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari pembelanjaan perusahaan (financing). Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian, penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan. Pada perusahaan besar, dibagi dalam tiga kelas, yaitu : 1. Top manajemen 2. Middle manajemen 3. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Syarat-syarat manajer yang baik adalah : 1. Harus menjadi contoh (teladan) 2. Harus dapat menggerakkan bawahan 3. Harus bersifat mendorong 4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas 5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi 6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang diambil. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 7. Berjiwa besar 9.3. Bentuk Hukum Badan Usaha Badan usaha adalah lembaga berbadan hukum tempat pengusaha melaksanakan tugasnya, yaitu mengelola perusahaan secara teratur untuk mencapai tujuan. Berdasarkan status kepemilikannya, bentuk badan usaha di indonesia dapat dibedakan atas : 1. Perusahaan Perorangan 2. Persekutuan Firma / Fa 3. Persekutuan Komanditer / CV 4. Perseroan Terbatas (PT) 5. Koperasi 6. Usaha Daerah 7. Prusahaan Negara Bentuk badan usaha yang akan didirikan harus dipertimbangkan dengan sebaik – baiknya agar tujuan pendirian pabrik dapat dipenuhi secara maksimal. Tujuan utama dari pendirian pabrik pembuatan sabun padat dari RBDPS ini adalah untuk memperoleh keuntungan (profit). Selain itu, untuk mendirikan sebuah pabrik diperlukan modal yang besar dan tenaga – tenaga yang ahli serta profesional di dunia industri, sehingga bentuk badan usaha yang cocok bagi perusahaan ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Pemilihan bentuk badan usaha ini didasari atas pertimbangan – pertimbangan berikut : 1. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari Bank maupun dengan menjual saham perusahaan. 2. Adanya tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang perusahaan, sehingga pemegang saham hanya menderita kerugian sebesar jumlah saham yang dimilikinya. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin sebab kehilangan seorang pemegang saham tidak begitu mempengaruhi jalannya perusahaan. 4. Terdapat efisiensi yang baik dalam kepemimpinan karena dalam perusahan yang berbentuk PT dipekerjakan tenaga – tenaga yang ahli pada bidangnya masing – masing. 5. Adanya pemisahan antara pemilik dan pengurus, sehingga merupakan faktor pendorong positif bagi perusahaan untuk memperoleh keuntungan besar. 9.4. Struktur Organisasi Berdasarkan pola hubungan kerja dan wewenang serta tanggung jawab, maka struktur organisasi dapat dibedakan atas : 1. Struktur organisasi garis 2. Struktur organisasi fungsional 3. Sturktur organisasi garis dan staf 4. Struktur organisasi fungsional dan staf Struktur organisasi yang direncanakan untuk pabrik pembuatan sabun padat dari stearin minyak sawit ini adalah struktur organisassi garis dan staf. Hal ini didasarkan atas pertimbangan – pertimbangan sebagai berikut : 1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang bagaimanapun besar dan kompleks susunan organisasi tersebut. 2. Adanya kesatuan dalam pimpinan dan perintah karena adanya pembagian kewenangan dan kekuasaan serta tugas yang jelas dari pimpinan, staf, dan pelaksan sehingga koordinasi mudah dilaksanakan. 3. Pimpinan dapat lebih cepat mengambil keputusan dan dapat lebih cepat dalam pemberian perintah, sebab perintah tersebuat dapat diberikan langsung kepada bawahan yang bersangkutan. 4. Bakat dan kemampuan yang berbeda – beda dari karyawan dapat dikembangkan kearah spesialisasinya. 5. Perintah berjalan dengan baik dan lancar dari atas ke bawah, sedangkan tanggung jawab, nasehat, dan saran, bergerak dari bawah ke atas. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Dalam organisasi garis dan staf, pimpinan atas tetap memegang posisi komando, akan tetapi dilengkapi dan didampingi oleh departemen staf yang terdiri dari ahli – ahli diberbagai bidang. Departemen staf memberi nasehat dan pertimbangan kepada pimpinan atas dan tidak mempunyai wewenang memerintah atau membuat keputusan langsung terhadap bagian atau departemen yang lebih rendah dalam organisasi. Dengan demikian bentuk oraganisasi garis dan staf pada dasarnya adalah bentuk organisasi yang melengkapi organisasi garis dengan departemen – departemen beranggotakan staf ahli dalam berbagai bidang. 9.5. Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab 9.5.1. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur oraganisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS yang dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah kuorum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris, dan Direktur. Hak dan wewenang RUPS : 1. Meminta pertanggung jawaban Dewan Komisaris dan Direktur lewat suatu sidang. 2. Dengan musyawarah dapat mengganti Dewan Komisaris dan Direktur serta mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri. 3. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan, atau ditanamkan kembali. 9.5.2. Dewan Komisaris Dewan Komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalanya perusahaan. Dewan Komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas – tugas Dewan Komisaris adalah : 1. Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan. 2. Mengadakan rapat tahunan para pemegang saham. 3. Meminta laporan pertanggung jawaban Direktur secara berkala. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 4. Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas Direktur. 9.5.3. Direktur Direktur merupakan pimpinana tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. Adapun tugas – tugas Direktur adalah : 1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien. 2. Menyususn dan melaksakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS. 3. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan. 4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian – perjanjian dengan pihak ketiga. 5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan. Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur dibantu oleh Manajer Umum dan Keuangan, Manejer Teknik, dan Manejer Produksi. 9.5.4. Sekretaris Sekretaris diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah surat – menyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu Direktur dalam menangani administrasi perusahaan. 9.5.5. Manajer Produksi Manajer produksi bertanggung jawab langsung kepada direktur utama. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan operasi pabrik baik proses, R & D maupun utilitas. Manajer ini dibantu oleh dua kepala bagian, yaitu kepala bagian produksi dan kepala bagian utilitas. 9.5.6. Manajer Teknik Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Manajer teknik bertanggung jawab langsung kepada direktur utama. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan keteknikan, baik instalasi alat, instrumentasi, permesinan, listrik, dan aktifitas pemeliharaan pabrik. Dalam menjalankan tugasnya manajer teknik dibantu oleh satu kepala bagian yaitu kepala bagian teknik. 9.5.7. Manajer Umum dan Keuangan Manajer umum dan keuangan bertanggung jawab langsung kepada direktur utama dalam mengawasi dan mengatur keuangan, administrasi, pemasaran dan personalia. Dalam menjalankan tugasnya manajer umum dan keuangan dibantu oleh dua kepala bagian yaitu kepala bagian umum dan keuangan. 9.5.8. Manejer Pemasaran Manejer pemasaran bertanggung jawab langsung kepada Direktur. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan pemasaran. Manejer ini dibantu oleh kepala Bagian Penjualan. 9.5.9. Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi bertanggung jawab kepada manajer produksi. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi semua kegiatan produksi meliputi proses dan pemaksimalan produksi. Dalam menjalankan tugasnya kepala bagian produksi dibantu oleh dua kepala seksi yaitu seksi proses dan seksi quality control (QC/QA). 9.5.10. Kepala Bagian Teknik Kepala teknik bertanggung jawab kepada manajer teknik. Kepala teknik bertugas membantu manajer teknik dalam mengkoordinir dan mengawasi semua kegiatan teknik yang berkaitan dengan permesinan, listrik, instrumentasi Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. dan aktivitas pemeliharaan pabrik. Dalam menjalankan tugasnya dibantu oleh kepala seksi mesin/instrumentasi. 9.5.11. Kepala Bagian Utilitas Kepala bagian utilitas bertanggung jawab kepada manajer produksi bertugas membantu manajer produksi dalam mengkoordinir dan mengawasi semua kegiatan di utilitas. Dalam menjalankan tugasnya dibantu oleh dua kepala seksi yaitu kepala seksi limbah dan kepala seksi pengolahan air. 9.5.12. Kepala Bagian Umum dan Keuangan Kepala bagian umum dan keuangan bertanggung jawab kepada umum dan keuangan. Kepala bagian umum membantu dalam hal mengawasi dan mengontrol kegiatan perusahaan yang bersifat umum, seperti perawatan kesehatan, transportasi, kebersihan dan sarana pelayanan lainnya. Dalam menjalankan tugasnya kepala umum dibantu oleh tiga kepala seksi, yaitu, seksi keamanan, seksi hubungan masyarakat dan seksi kesehatan. Sedangkan kepala bagian keuangan bertanggung jawab dalam administrasi dari semua kegiatan operasional pabrik, serta pembukuan dan pengaturan gaji pegawai. 9.5.13. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran bertanggung jawab kepada manajer umum dan keuangan. Kepala bagian ini bertugas dan bertanggung jawab dalam semua kegiatan pemasaran dan pembelian. Dalam melaksanakan tugasnya kepala bagian pemasaran dibantu oleh dua kepala seksi yaitu kepala seksi pembelian dan kepala seksi pemasaran. 9.6. Tenaga Kerja dan Jam Kerja Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Jumlah tenaga kerja pada pabrik pembuatan sabun padat dari stearin minyak sawit direncanakan sebanyak 100 orang. Status tenaga kerja pada perusahaan ini dibagi atas : 1. Tenaga kerja bulanan dengan pembayaran gaji sebulan sekali. 2. Tenaga kerja harian dengan upah yang dibayar 2 minggu sekali. 3. Tenaga kerja honorer/kontrak dengan upah dibayar sesuai perjanjian kontrak. 9.6.1. Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan di pabrik pembuatan sabun padat dari stearin minyak sawit ini dibutuhkan susunana tenaga kerja seperti pada susunan struktur organisasi. Adapun jumlah tenaga kerja beserta tingkat pendidikan yang disyaratkan dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 9.1. Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya Jabatan Jumlah Pendidikan Dewan Komisaris 2 Hukum/Teknik Industri (S1) Direktur 1 Teknik Kimia (S1) Sekretaris 1 Sekretaris (DIII) Manajer Produksi 1 Teknik Kimia (S1) Manajer Teknik 1 Teknik Mesin/Elektro (S1) Manajer Umum dan Keuangan 1 Ekonomi Managemen (S1) Manajer Pemasaran 1 Kimia (S1) Kabag Produksi 1 Teknik Kimia (S1) Kabag Utilitas 1 Teknik Kimia (S1) Kabag Teknik 1 Teknik Mesin/Elektro (S1) Kabag Umum dan Keuangan 1 Hukum/Ekonomi (S1) Kabag Pemasaran 1 Ekonomi Akuntansi (S1) Kepala Seksi Proses 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi R & D, QC/QA 1 Kimia (S1)/Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Pengolahan air dan limbah 1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Mesin/Instrumentasi 1 Teknik Mesin (S1)/Teknik Elektro Kepala Seksi Keamanan 1 Perwira TNI yang masih aktif Kepala Seksi Hubungan Masyarakat 1 Ilmu Komunikasi (S1) Kepala Seksi Kesehatan 1 Kedokteran Kepala Seksi Pembelian dan Pemasaran 1 Ekonomi Manajemen (S1) Karyawan : Karyawan Produksi Karyawan Teknik Karyawan Utilitas 80 10 5 10 Politeknik/Kimia Ind. (DIII) Politeknik/T. Mesin (DIV) Politeknik Kimia Analis/Politeknik Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Karyawan R & D, QC/QA Karyawan Administrasi dan Keuangan Karyawan Pemasaran dan Personalia Dokter Perawat Petugas Keamanan Supir Petugas kebesihan Total 5 10 1 2 7 5 7 SMEA/Politeknik SMK/Politeknik FK (S1) Keperawatan (S1)/FK (S1) Polisi yang masih aktif / Satpam SMU/Sederajat SMU/Sederajat 1 6 3 9.6.2. Pengaturan Jam Kerja Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS ini direncanakan beroperasi 300 hari per tahun secara kontinue 24 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu : 1. Karyawan non-shift, yaitu karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya bagian admistrasi, bagian gudang, dan lain – lain. Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan 43 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perincian jam kerja non-shift adalah : Senin – Kamis - Pukul 07.00 – 12.00 WIB Waktu Kerja - Pukul 12.00 – 13.00 WIB Waktu Istirahat - Pukul 13.00 – 16.00 WIB Waktu Kerja Jum’at - Pukul 07.00 – 12.00 WIB Waktu Kerja - Pukul 12.00 – 14.00 WIB Waktu Istirahat - Pukul 14.00 – 16.00 WIB Waktu Kerja Sabtu - Pukul 07.00 – 11.00 WIB Waktu Kerja 2. Karyawan shift, yaitu karyawan yang berhubungan langsung dengan proses produksi yang memerlukan pengawasan secara terus – menerus selama 24 jam, Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. misalnya bagian produksi, utilitas, kamar listrik (genset), keamanan, dan lain – lain. Perincian jam kerja shift adalah : - Shift I : Pukul 07.00 – 15.00 WIB - Shift II : Pukul 15.00 – 23.00 WIB - Shift III : Pukul 23.00 – 07.00 WIB Untuk memenuhi kebutuhan pabrik, setiap karyawan shift dibagi menjadi 4 Regu Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A - I I I II II II - - III B I II II II - - III III III - C II - - III III III - I I I D III III III - I I I II II II regu dimana 3 regu kerja dan 1 regu istirahat. 9.7. Kesejahteraan Tenaga Kerja Besarnya gaji dan fasilitas kesejahteraan tenaga kerja tergantung pada tingkat pendidikan, jumlah jam kerja, dan resiko kerja. Untuk mendapatkan hasil kerja yang maksimal dari setiap tenaga kerja diperlukan dukungan fasilitas yang memadai. Fasilitas yang tersedia pada pabrik pembuatan sabun padat ini adalah : 1. Fasilitas cuti tahunan. 2. Tunjangan hari raya dan bonus. 3. Tunjangan Kecelakaan Kerja. 4. Tunjangan Kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun di luar pekerjaan. 5. Penyediaan sarana transportasi / bus karyawan. 6. Penyediaan Tempat Ibadah, balai pertemuan, dan sarana olah raga. 7. Fasilitas perumahan yang dilengkapi dengan sarana air dan listrik. 8. Pelayanan kesehatan secara cuma – cuma 9. Beasiswa kepada anak –anak karyawan yang berprestasi. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. BAB X ANALISA EKONOMI Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa terhadap aspek ekonomi tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan. Berbagai parameter ekonomi yang digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain: Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1. Modal Investasi / Capital Investment (CI) 2. Biaya Produksi Total / Total Cost (TC) 3. Margin Keuntungan / Profit Margin (PM) 4. Titik Impas / Break Even Point (BEP) 5. Laju Pengembalian Modal / Return On Investment (ROI) 6. Waktu Pengembalian Modal / Pay Out Time (POT) 7. Laju Pengembalian Internal / Internal Rate of Return (IRR) 10.1 Modal Investasi Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari : 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari : a. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Modal investasi tetap langsung ini meliputi : a. Modal untuk tanah b. Modal untuk bangunan dan sarana c. Modal untuk peralatan proses d. Modal untuk peralatan utilitas e. Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol f. Modal untuk perpipaan g. Modal untuk instalasi listrik h. Modal untuk insulasi i. Modal untuk inventaris kantor j. Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. k. Modal untuk sarana transportasi Dari hasil perhitungan pada Lampiran LE.1.1 diperoleh Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) sebesar Rp. 46.073.015.093,b. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tidak langsung ini meliputi : a. Modal untuk pra-investasi b. Modal untuk engineering dan supervisi c. Modal biaya legalitas d. Modal biaya kontraktor (Contractor’s fee) e. Modal untuk biaya Tidak terduga (Contigencies) Dari hasil perhitungan pada Lampiran LE.1.2 diperoleh Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) sebesar Rp. 18.889.936.188,Maka Total Modal Investasi Tetap (MIT) adalah sebesar : Total MIT = MITL +MITTL = (Rp. 46.073.015.093,- + Rp. 18.889.936.188,-) = Rp. 64.962.951.281,- 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 3 – 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam pra rancangan pabrik pembuatan sabun padat ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi : a. Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas b. Modal untuk kas Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, pajak dan biaya lainnya. c. Modal untuk mulai beroperasi (Start-Up) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. d. Modal untuk piutang dagang Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk. Dari hasil perhitungan pada Tabel LE.10 diperoleh Modal Kerja sebesar Rp. 20.688.206.671.302,Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 64.962.951.281,- + Rp. 20.688.206.671.302,= Rp. 20.753.169.622.583,- Modal ini berasal dari : 1. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi, sehingga modal sendiri adalah sebesar Rp. 12.451.901.773.549,- 2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi, sehingga pinjaman dari bank adalah sebesar Rp. 8.301.267.849.033,- 10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi : 10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliputi sebagai berikut : a. Gaji Tetap Karyawan b. Bunga Pinjaman Bank c. Depresiasi dan Amortisasi d. Biaya Perawatan Tetap e. Biaya Tambahan f. Biaya Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. g. Biaya Hak Paten dan Royalti h. Biaya Asuransi i. Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) Dari hasil perhitungan pada Lampiran LE.3.1 diperoleh Biaya Tetap (FC) sebesar Rp. 864.370.377.220 ,10.2.2 Biaya Variabel / Variabel Cost (VC) Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi sebagai berikut : a. Biaya Bahan Baku Proses dan Utilitas b. Biaya Variabel perawatan c. Biaya Variabel pemasaran d. Biaya variabel lainnya. Dari hasil perhitungan pada Lampiran LE.3.2 diperoleh Biaya Variabel (VC) sebesar Rp. 14.300.550.921.887,Total biaya produksi = Biaya tetap + Biaya variabel = Rp 864.370.377.220,- + Rp 14.300.550.921.887,= Rp 15.164.921.299.107,10.3 Total Penjualan (Total Sales) Hasil penjualan Sabun = 600.000 ton/tahun x US S 4.125 /ton x Rp. 10.310 = 25.517.250.000.000,-/tahun 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha Dari hasil perhitungan pada Lampiran LE.4.1, LE.4.2, LE.4.3 diperoleh sebagai berikut : Laba sebelum Pajak (Bruto) = Rp. 10.352.328.700.893,- Pajak Penghasilan (PPh) = Rp. 3.105.681.110.268,- Laba setelah Pajak (Netto) = Rp. 7.246.647.590.625,- 10.5 Analisa Aspek Ekonomi 10.5.1 Profit Margin (PM) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Profit Margin atau net profit menunjukkan pada perhitungan profitabilitas (dalam persen). Dihitung pada Lampiran LE.5.1 dari perbandingan antara keuntungan sebelum pajak terhadap total penjualan. PM = = Laba sebelum pajak x 100 % Total Penjualan Rp. 10.352.328.700.893,x 100% Rp. 25.517.250.000.000,- = 40,57 % Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 40,57 %. Maka Prarancangan Pabrik Pembuatan Susu Kedelai Bubuk ini memberikan keuntungan. 10.5.2 Break Even Point (BEP) Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik saat hasil penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dari hasil Perhitungan Lampiran LE.5. dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi. BEP = Biaya Tetap x 100 % Total Penjualan − Biaya Variabel BEP = Rp. 864.370.377.220 ,x 100% Rp. 25.517.250.000.000,- - Rp. 14.300.550.921.887,- = 15,86 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 15,86 % x 600.000 ton/tahun = 95.160 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 15,86 % x Rp. 25.517.250.000.000 ,= Rp. 4.047.035.850.000,- Dari data feasibilities (Peters, dkk. 2004) diperoleh data sebagai berikut : BEP ≤ 50 %, pabrik layak (feasible) BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible) Dari perhitungan diperoleh BEP sebesar 15,86 %. Maka Pra-Rancangan Pabrik ini cukup layak. 10.5.3 Return On Investment (ROI) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih. Perhitungan dalam Lampiran LE.5 sebagai berikut : ROI = ROI = Laba setelah pajak x 100 % Total mod al Investasi Rp. 7.246.647.590.625,x 100% Rp. 20.753.169.622.583,- = 39,92 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah sebagai berikut : ROI ≤ 15 %, resiko pengembalian modal rendah 15 % ≤ ROI ≤ 45 %, resiko pengembalian modal rata-rata ROI ≥ 45 %, resiko pengembalian modal tinggi. Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 39,92 % sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata. 10.5.4 Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu pengembalian modal, dihitung pada lampiran LE.5 dengan membandingkan besar total investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas setiap tahun. POT = 1 x 1 Tahun ROI POT = 1 x 1 Tahun 0,3992 POT = 2,5 Tahun Dari hasil perhitungan didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 2,5 tahun operasi. 10.5.5 Return On Network (RON) Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri. Perhitungan yang ada pada Lampiran LE.5.5 sebagai berikut : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. RON = Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri RON = Rp. 7.246.647.590.625,x 100 % Rp. 12.451.901.773.549,- RON = 58,2 % 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) Internal Rate of Return adalah rata-rata pengembalian yang dapat diterima atas investasi modal (www.wikipedia.com). Apabila tingkat return sebuah pabrik lebih tinggi dari suku bunga bank yang berlaku maka pabrik tersebut merupakan investasi yang baik. Dari perhitungan Tabel LE.10 diperoleh IRR sebesar 49,46 %. Nilai ini lebih besar dari suku bunga bank yaitu pada kisaran 25 % sehingga dapat dikatakan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ini merupakan investasi yang baik. BAB XI KESIMPULAN Hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS dengan kapasitas produksi 600.000 ton/tahun diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Pabrik didirikan di Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara dengan luas areal 10.000 m2. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2. Pabrik ini direncanakan beroperasi selama 300 hari pertahun dan 24 jam sehari. 3. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk struktur organisasi yang direncanakan adalah garis dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 163 orang. 4. Analisa Ekonomi yang didapat pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Glukosa Monohidrat dari Pati Ubi Kayu adalah sebagai berikut : a. Modal investasi = Rp. 20.753.169.622.583,- b. Biaya produksi = Rp. 15.164.921.299.107,- c. Laba Bersih = Rp. 7.246.647.590.625,- d. Profit Margin = 40,57 % e. Break Even Point ( BEP ) = 15,86 % f. Return On Investment ( ROI )= 39,92 % g. Pay Out Time ( POT ) = 2,5 tahun h. Return On Network ( RON ) = 58,2 % i. Internal Rate of Return ( IRR )= 49,46 % 5. Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS ini layak untuk didirikan. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2008. “Valuta Asing”. Harian Analisa, 29 Mei 2009. Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia, AAJI. 2006. Bapedal. 2006. “Laporan Akhir Bidang Pengendalian Pencemaran Lingkungan”. SUMUT. XI - 1 Biro Pusat Statistik, Tahun 2003 - 2007. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Brownell, L.E and Young E.H. 1959. “Process Equipment Design”. Wiley Eastern Ltd : New Delhi. Dirjen POM Depkes RI. 2005. “Farmakope Indonesia”. Jakarta Departemen Kesehatan. Foust, A.S., L.A. Wenzel, C.W. Clump, L. Mais & L.B. Anderson. 1980. “Principles of Unit Operations”. 2nd Edition. Wiley : New York, USA. Geankoplis, C.J. 1983. “Transport Processes and Unit Operations”. 2nd Edition. Allyn and Bacon Inc : New York, USA. Hasil Penelitian di Laboratorium Kimia Analitik, FMIPA, USU Tahun 1999. Kirk, R.E. Othmer, D.F, 1949. Encyclopedia pf Chemical Engineering Technology. John Wiley and Sons Inc. New York. Kern, D.Q. 1965. “Process Heat Transfer”. International Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA. Lymann, 1982. Handbook of Chemical Property Estimation Methods. John Wiley and Sons Inc. New York McCabe, Warren L & Smith, J.C. 1999. “Operasi Teknik Kimia”. Alih Bahasa Jasiji, E.Ir. Edisi ke-4. Penerbit Erlangga : Jakarta. Metcalf & Eddy. 1991. “Waste Water Engineering Treatment, Dispsosal, Reuse”. McGraw Hill Book Company : New Delhi. Perry, Robert H., Don W. Green & James O. Maloney. 1999. “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”. 7th Edition. McGraw Hill Book Company : New York, USA. Pieters, M.S., Klaus D Timmerhaus & Ronald E West. 2004. “Plant Design and Economics for Chemical Engineer”. 5th Edition. International Edition. McGraw Hill Book Company : Singapore. PT. Pamina, Belawan. 2004. PT. Perkebunan Kelapa Sawit PTPN IV, Kebun Adolina. Perbaungan. 2008 PT. Pertamina. 2008. Price Product List. Jakarta. Pusat Penelitian Kelapa Saawit. 2003 Reklaitis, G.V. 1983. “Introduction to Material and Energy Balance”. McGraw Hill Book Company : New York, USA Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Riegel, Emil Raymond, “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry”, 9th Edition, Van Nostrand Reinhold, New York, 1985. Rusjdi, M. 2004. “PPh Pajak Penghasilan”. Penerbit PT Indeks Gramedia : Jakarta. Rusdji, M. 2004. “PPN dan PPnBM : Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak Atas Barang Mewah”. Penerbit PT Indeks Gramedia : Jakarta. Siagian, Sondang P. 1992. “Fungsi – fungsi Manajerial”. Penerbit Offset Radar Jaya: Jakarta. Smith, J.M. 1987. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 3rd edition. McGraw – Hill Book Company. New York. Spitz, L. 1990. Soap Technology for The 1990’s, AOCS, Champaign, Illinois. Book Company. New York. Sutarto. 2002. “Dasar – dasar Organisasi”. Penerbit Gajah Mada University Press : Yogyakarta, Indonesia. Ulrich, G. D. 1984. “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley and Sons”. New York. Waluyo. 2004. “Perubahan Perundang – undangan Perpajakan Era Reformasi”. Penerbit Salemba Empat : Jakarta. Winterbottom, J.M & M.B.King, 1980. Reactor Design for Chemical Engineers. Stanley Tornes. London. www.freepatentsonline.com www.islamic-medicine.net www.lbumn.co.id/News2006 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Perhitungan neraca massa dilakukan berdasarkan hal hal berikut : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kapasitas produksi = 600.000 ton /tahun Waktu operasi = 300 hari/tahun Basis operasi = 1 jam operasi Satuan perhitungan = kg/jam Laju kapasitas produksi = 600.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari × × × tahun 1 ton 300 hari 24 jam = 83.333,3333 kg/jam Untuk menyederhanakan penulisan dalam perhitungan akan digunakan singkatan untuk beberapa zat, yaitu : sabun = sab; impurities = imp; gliserin = gli. Sedangkan untuk spesifikasi mutu sabun yang akan digunakan dalam perhitungan pra rancangan ini di tabulasi pada tabel di bawah ini. Parameter Range Fraksi, % Sabun 87,5 Parfum 5 Gliserin 7,3 EDTA 0,2 H2O 0,1 LA.1 Neraca Massa Vacum Dryer Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 13 15 VACUM DRYER Sabun EDTA Gliserin Parfum H2O Sabun 87,5% EDTA 0,2% Gliserin 7,3% Parfum 5% H2O 0,1 % 14 H2O Gambar LA-1 Laju Alir Pada Vacum Dryer F13 = F14 + F15 Sehingga : F15sab = 0,875 x 83.333,3333 = 72.916,6666 kg/jam = 0,002 x 83.333,3333 = 166,67 kg/jam F15gli = 0,073 x 83.333,3333 = 6.083,3333 kg/jam F15parfum = 0,05 x 83.333,3333 = 4.166.6667 kg/jam 15 F EDTA Neraca Massa : : F15sab = F13sab Sabun 15 13 = 72.916,6666 kg/jam EDTA :F Gliserin : F15gli = F13gli = 6.083,3333 kg/jam Parfum : F15parfum = F13parfum = 4.166,6667 kg/jam H2O : F14 H2O + F15H2O = F13 H2O ........................................ (1) EDTA =F EDTA = 166,67 kg/jam LA-2 Neraca Massa Flash Drum H2O 12 11 Sabun EDTA Gliserin Parfum H2O FLASH DRUM 13 Sabun EDTA Gliserin Parfum H2O 18 % Gambar LA-2 Laju Alir Pada Flash Drum Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. F11 = F12 + F13 Neraca Massa : Sabun : F13sab = F11sab = 72.916,6666 kg/jam EDTA : F13EDTA = F11EDTA = 166,67 kg/jam Gliserin : F13gli = F11gli = 6.083,3333 kg/jam Parfum : F13parfum = F11parfum = 4.166,6667 kg/jam H2O : F13H2O + F12H2O = F11H2O ..................................................... (2) LA-3 Neraca Massa Tangki Pencampur Gliserin Parfum EDTA 9 8 7 TANGKI PENCAMPUR Sabun H2O 10 11 Sabun EDTA Gliserin Parfum H 2O Gambar LA-3 Laju Alir Pada Tangki Pencampur II F7 + F8 + F9 + F10 = F11 Neraca Massa : Sabun : F11sab = F7sab = 72.916,6666 kg/jam EDTA : F11EDTA = F8EDTA = 166,67 kg/jam Gliserin : F11gli = F9gli = 6.083,3333 kg/jam 11 10 Parfum :F H2O : F11H2O – F7H2O parfum =F parfum = 4.166,6667 kg/jam = 0 ......................................... (3) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LA-4 Neraca Massa Pada Separator 5 7 SEPARATOR Sabun H2O Gliserol Impurities Sabun H 2O 6 Gliserol Impurities Gambar LA-4 Laju Alir Pada Separator Dari reaksi antara minyak dengan NaOH terbentuk 2 (dua) lapisan yaitu : sabun dan impurities bersama gliserol. Dengan menggunakan separator, sabun, gliserol dan impurities akan terpisah karena gaya gravitasi. F5 = F6 + F7 Neraca Massa : : F7sab = F5sab Sabun 7 5 = 72.916,6666 kg/jam H2O :F Gliserol : F6gliserol = F5gliserol ................................................. (5) Impur ities : F6imp = F5imp ........................................................ (6) H2O –F = 0 ...................................... (4) H2 O LA-5 Neraca Massa Reaktor NaOH H2O 4 1 5 REAKTOR RBDPS Sabun H2O Gliserol Impurities Gambar LA-5 Laju Alir Pada Reaktor Reaksi : RCO OCH2 CH2 OH Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. RCO OCH +3 NaOH RCO OCH2 Trigliserida r1 Alkali 3 RCOONa + CH OH CH2 OH Sabun Gliserol (Minyak Sawit) r = F sabun BM sabun Konversi reaksi antara trigliserida dengan NaOH menjadi sabun 99,5% 72.916,6666 294 r = r = 248,0159 RBDPS = BM RBDPS x r x 0,995 = 936 x 248,0159 x 0,995 = 230.982,168 kg/jam NaOH yang dibutuhkan = 3 x r x BM NaOH 1 = 3 x 248,0159 x 0,995 x 40 1 = 29.613,0985 kg/jam Gliserol = 1 x r x 0,995 x BM gliserol 1 = 1 x 248,0159 x 0,995 x 92 1 = 22.703,3755 kg/jam F1 + F4 = F5 Neraca Massa : RBDPS NaOH Gliserol : F1RBDPS 4 :F 5 :F = 230.982,168 kg/jam NaOH = 29.613,0985 kg/jam gliserol = 22.703,3755 kg/jam Impur ities : F5imp = 164.975,2244 kg/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. H2O : F5H2O - F4H2O = 0...........................................................(7) LA-6 Neraca Massa Mixer H2O 50 % 3 2 4 MIXER NaOH 50 % NaOH H 2O Gambar LA-6 Laju Alir Pada Mixer F2 + F3 = F4 Neraca Massa NaOH : F2NaOH = F4NaOH = 29.613,0985 kg/jam H2O : F3H2O = F4H2O = 29.613,0985 kg/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS Kapasitas Produksi : 600.000 ton/tahun Operasi Pabrik : 300 hari/tahun Suhu Referensi : 25oC (298oK) Satuan Perhitungan : kkal/jam Steam yang digunakan adalah Saturated Steam Sumber : Reklaitis (1942) Suhu = 140oC Tekanan = 3,1216 atm Entalpi (HVL) = 2144,7685 kJ/kg = 512,612 kkal/kg = 413 K Data panas reaksi pembentukan pada suhu 25oC dalam kkal/kmol ∆H0f sabun = 1,9915 Sumber : Perry (1999) ∆H f gliserol = 584,9232 0 ∆H0f minyak = -122,18 ∆H0f NaOH(s) = -426,7262 ∆H0f NaOH(l) = -416,88 ∆H0f H2O = -58,7 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel LB-1 Data – data kapasitas panas dan melting point zat Cp (kkal/kg.K) Zat Melting point (oC) Padat Cair Gas Sabun 0,234 0,476 - 73,5 Gliserin - 0,576 - 17,9 EDTA 0,446 - 4,0847 - H2O - 1,0 0,4512 - NaOH 0,479 - - - Impur ities 0,458 - - - Tabel LB-2 Harga Cp setiap Gugusan Gugus Harga - CH3 8,8 - CH2 - 6,2 - CH = 5,3 - COOH 19,1 C= 2,9 C 2,9 O – C – O– 14,5 Sumber : Lyman, 1980 dan Reid Nilai kapasitas panas (Cp) untuk komponen: 1.Cp (RBDPs) trigliserida ( CH2–OOC–R– CH–OOC–R–CH2–OOC–R ) = CH2–OOC–(CH2)16CH3–CH–OOC–(CH2)16CH3CH2–OOC– (CH2)16CH3 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 50 (-CH2-) + 3(-COO=) + 3(-CH3-)+1(-CH=) = 50 (6,2) + 3( 14,5 ) +3 (8,8) + 1 (5,3) = 385,2 kal /kg 0K = 0,3852 kkal/kg 0K LB-1 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki RBDPS Steam T = 140 C P = 3,1216 atm 1 Tangki RBDPs RBDPs T = 30 C P = 1atm RBDPs T = 90 C P = 1 atm Kondensat Neraca Panas Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q1 = Q2 Neraca panas masuk pada alur 1 : Q = m.Cp. Δt RBDPS : Qin = 230.982,168 x 0,3852 x (30 - 25) Qin = 444.871,6556 kkal/jam Total panas masuk = 444.871,6556 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 2 : Q = m.Cp. Δt RBDPS : Qout = 230.982,168 x 0,3852 x (90 - 25) Qout = 5.783.331,522 kkal/jam Total panas keluar = 5.783.331,522 kkal/jam Qsteam = Panas Keluar – Panas Masuk Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Qsteam = 5.783.331,522 kkal/jam – 444.871,6556 kkal/jam Qsteam = 5.338.459,866 kkal/jam Maka jumlah saturated steam yang dibutuhkan Qsteam = msteam x Hvl 5.338.459,866 kkal/jam = msteam x 512,612 kkal/kg msteam = 10.414,2312 kg/jam LB-2 Perhitungan Neraca Panas Pada Mixer 3 H2O T = 30 C P = 1atm 2 4 Tangki RBDPs NaOH H 2O T = ......? P = 1 atm NaOH T = 30 C P = 1atm Reaksi : NaOH (s) + H2O (l) NaOH (l) Perhitungan panas reaksi ∆H r (298 K ) = [∆H0f NaOH(l) - ∆H0f NaOH(s) ] m4NaOH (Smith, 2001) = [-416,88 – (-426,7262)] 29.613,0985 = 291.576,4905 kkal/jam Q keluar = Q masuk Neraca Panas Masuk pada alur 2 dan alur 3 Qin = m.Cp.dt (NaOH(s)) + m.Cp.dt(H2O(l)) Qin NaOH(s) = m.Cp.dt = 29.613,0985 x 0,476 x (30-25) = 70.479,1744 kkal/jam Qin H2O(l) = m.Cp.dt = 29.613,0985 x 1,0 x (30-25) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 148.065,4925 kkal/jam Qin = 70.479,1744 + 148.065,4925 = 218.544,6669 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 4 Qout = Qin + ∆Hr Qout = 218.544,6669 + 291.576,4905 = 510.121,1574 kkal/jam = 128.550,5317 Btu/jam F4 = 29.613,0985 kg/jam = 13.432,5015 lb/jam Dari Geankoplis, 1997, diketahui entalpi campuran NaOH dengan H2O pada suhu 250C adalah 65 Btu/lb larutan. Maka : Qout = F4 (Hmix – H250C) 128.550,5317 = 13.432,5015 (Hmix - 65) Hmix = 74,57 Btu/lb Dari Geankoplis,1997, diketahui untuk H = 74,57 Btu/lb adalah 129,6 0F atau 400C Jadi temperatur keluaran NaOH pada mixer adalah 400C LB-3 Perhitungan Neraca Panas Pada Reaktor NaOH H2O T = 40 C P = 1 atm Steam T = 140 C P = 3,1216 atm 4 1 RBDPs T = 90 C P = 1atm 5 REAKTOR Kondensat T = 90 C P = 1 atm Sabun H 2O Gliserol Impurities Neraca Panas Total : Panas Masuk = Panas Keluar Q1 + Q4 = Q5 Neraca panas masuk pada alur 1 : Q = m.Cp. Δt RBDPS : Qin = 230.982,168 x 0,3852 x (90 - 25) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Qin = 5.783.331,522 kkal/jam Neraca panas masuk pada alur 4 : NaOH : Qin = 29.613,0985 x 0,479 x (40 - 25) Qin = 212.770,1127 kkal/jam H2O : Qin = 29.613,0985 x 1,0 x (40 - 25) Qin = 444.196,4775 kkal/jam Total panas masuk = 5.783.331,522 + 212.770,1127 + 444.196,4775+ (-568,1009) = 6.439.730,0113 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 5 : Q = m.Cp. Δt Sabun : Qout = 72.916,6666 x 0,476 x (90 - 25) Qout = 2.256.041,6646 kkal/jam H2O : Qout = 29.613,0985 x 1,0 x (90 - 25) Qout = 1.924.851,403 kkal/jam Gliserol : Qout = 22.703,3755 x 0,576 x (90 - 25) Qout = 850.014,3787 kkal/jam Impur ities : Qout = 164.975,2244 x 0,458 x (90 - 25) Qout = 4.911.312,43 kkal/jam Total panas keluar = 2.256.041,6646+1.924.851,403+850.014,3787+4.911.312,43 = 9.942.219,876 kkal/jam Menghitung Panas Reaksi Reaksi : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. RCO OCH2 RCO OCH RCO OCH2 + Trigliserida 3 NaOH r1 Alkali 3 RCOONa + Sabun CH2 OH CH OH CH2 OH Gliserol (Minyak Sawit) Minyak yang bereaksi = 230.982,168kg/jam Mol minyak = 230.982,168 = 246,7758 kmol/jam 936 Perhitungan panas reaksi 0 QR = ∆H = ∆H 298 (Smith, 2001) QR = 3∆H0f sabun + ∆H0f gliserol - ∆H0f minyak + 3∆H0f NaOH QR = 3(1,9915) + 584,9232 – (-121,18) + 3(-426,7262) QR = -568,1009 kkal/jam Qsteam = Panas Keluar – Panas Masuk Qsteam = 9.942.219,876 – 6.439.730,0113 Qsteam = 3.502.489,8647 kkal/jam Maka jumlah saturated steam yang dibutuhkan Qsteam = msteam x Hvl 3.502.489,8647 kkal/jam = msteam x 512,612 kkal/kg msteam = 6.832,6334 kg/jam LB-4 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki Pencampur Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Steam T = 140 C P = 3,1216 atm T = 30 C T = 30 C P = 1 atm P = 1 atm EDTA 9 Gliserin 8 7 T = 90 C P = 1 atm Sabun H2O T = 30 C P = 1 atm Parfum 10 TANGKI PENCAMPUR Kondensat 11 T = 90 C P = 1 atm Sabun EDTA Gliserin Parfum H2O Neraca Panas Total Panas masuk = Panas keluar Q7 + Q8 + Q9 = Q10 Neraca panas masuk pada alur 7 : Q = m.Cp. Δt Sabun : Qin = 72.916,6666 x 0,476 x (90 - 25) Qin = 2.256.041,6646 kkal/jam H2O : Qin = 29.613,0985 x 1,0 x (90 - 25) Qin = 1.924.851,403 kkal/jam Neraca panas masuk pada alur 8 : EDTA : Qin = 166,67 x 0,446 x (30 - 25) Qin = 371,6741 kkal/jam Neraca panas pada alur 9 : Gliserin : Qin = 6.083,3333 x 0,576 x (30 - 25) Qin = 17.519,9999 kkal/jam Neraca panas pada alur 10 : Parfum : Qin = 4.166,6667 x 0,638 x (30 - 25) Qin = 13.291,6667 kkal/jam Total panas masuk = 2.256.041,6646+1.924.851,403+371,6741+ 17.519,9999+13.291,6667 = 4.212.076,4077 kkal/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Neraca panas keluar pada alur 11: Q = m.Cp. Δt Sabun : Qout = 72.916,6666 x 0,476 x (90 - 25) Qout = 2.256.041,6646 kkal/jam EDTA : Qout = 166,67 x 0,446 x (90 - 25) Qout = 4.831,7633 kkal/jam Gliserin : Qout = 6.083,3333 x 0,576 x (90 – 25) Qout = 227.759,9987 kkal/jam Parfum : Qin = 4.166,6667 x 0,638 x (90 - 25) Qin = 172.791,6680 kkal/jam H2O : Qout = 29.613,0985 x 1,0 x (90 - 25) Qout = 1.924.851,403 kkal/jam Total panas keluar = 2.256.041,6646 + 4.831,7633 + 227.759,9987 + 1.924.851,403 + 172.791,6680 = 4.586.276,497 kkal/jam Qsteam = panas keluar - panas masuk Qsteam = 4.586.276,497 – 4.212.076,4077 Qsteam = 374.200,0893 kkal/jam Maka jumlah saturated steam yang dibutuhkan : Qsteam = msteam x Hvl 374.200,0893 kkal/jam = msteam x 512,612 kkal/kg msteam = 729,9869 kg/jam LB-5 Perhitungan Neraca Panas Pada Flash Drum Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. steam T = 140 C P = 3,1216 atm 11 FLASH DRUM T = 90 C P = 1 atm Sabun EDTA Gliserin Parfum H2O 12 T = 100 C P = 1 atm H2O 13 T = 100 C P = 1 atm Sabun EDTA Gliserin Parfum H 2O Neraca Panas Total Panas masuk = Panas keluar Q11 = Q12 + Q13 Neraca panas masuk pada alur 11: Q = m.Cp. Δt Sabun : Qin = 72.916,6666 x 0,476 x (90 - 25) Qin = 2.256.041,6646 kkal/jam EDTA : Qin = 166,67 x 0,446 x (90 - 25) Qin = 4.831,7633 kkal/jam Gliserin : Qin = 6.083,3333 x 0,576 x (90 – 25) Qin = 227.759,9987 kkal/jam Parfum : Qin = 4.166,6667 x 0,638 x (90 - 25) Qin = 172.791,6680 kkal/jam H2O : Qin = 29.613,0985 x 1,0 x (90 - 25) Qin = 1.924.851,403 kkal/jam Total panas masuk = 2.256.041,6646 + 4.831,7633 + 227.759,9987 + 1.924.851,403 + 172.791,6680 = 4.586.276,497 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 12: H2O : Qin = 24.282,7408 x 1,0 x (100 - 25) Qin = 1.821.205,56 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 13: Q = m.Cp. Δt Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Sabun : Qout = 72.916,6666 x 0,476 x (100 - 25) Qout = 2.603.124,9976 kkal/jam EDTA : Qout = 166,67 x 0,446 x (100 - 25) Qout = 5.575,1115 kkal/jam Gliserin : Qout = 6.083,3333 x 0,576 x (100 – 25) Qout = 262.799,9986 kkal/jam Parfum : Qin = 4.166,6667 x 0,638 x (100 - 25) Qin = 199.375,0016 kkal/jam H2O : Qout = 5.330,3577x 1,0 x (100 - 25) Qout = 399.776,8275 kkal/jam Total panas keluar= 2.603.124,9976 + 5.575,1115 + 262.799,9986 + 399.776,8275 + 1.821.205,56 + 199.375,0016 = 5.291.857,4966 kkal/jam Qsteam = panas keluar – panas masuk Qsteam = 5.291.857,4966 – 4.586.276,497 Qsteam = 705.580,9996 kkal/jam Maka saturated steam yang dibutuhkan: Qsteam = msteam x Hvl 705.580,9996 kkal/jam = msteam x 512,612 kkal/kg msteam = 1.376,4426 kg/jam LB-6 Perhitungan Neraca Panas Pada Vacum Spray Chamber T = 76 C P = 0,39 atm H2O 13 T = 100 C P = 1 atm Sabun EDTA Gliserin H2O 14 Dryer 15 T = 76 C P = 1 atm Sabun EDTA Gliserin H 2O Neraca panas total: Panas masuk = Panas keluar Q13 = Q14 + Q15 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Neraca panas masuk pada alur 13: Q = m.Cp. Δt Sabun : Qin = 72.916,6666 x 0,476 x (100 - 25) Qin = 2.603.124,9976 kkal/jam EDTA : Qin = 166,67 x 0,446 x (100 - 25) Qin = 5.575,1115 kkal/jam : Qin = 6.083,3333 x 0,576 x (100 – 25) Gliserin Qin = 262.799,9986 kkal/jam H2O : Qin = 5.330,3577 x 1,0 x (100 - 25) Qin = 399.776,8275 kkal/jam Total panas masuk = 2.603.124,9976+5.575,1115+262.799,9986+399.776,8275 = 3.271.276,935 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 14: Hvl (air pada 760C; 0,39 atm) = 175 kkal/kg H2O : Qin = 5.325,0273 x (1,0x(76-25)+175) + (0,4512(76 - 76)) Qin = 1.203.456,17 kkal/jam Neraca panas keluar pada alur 15: Q = m.Cp. Δt Sabun : Qout = 72.916,6666 x 0,476 x (76 - 25) Qout = 1.770.124,9984 kkal/jam EDTA : Qout = 166,67 x 0,446 x (76 - 25) Qout = 3.791,0758 kkal/jam Gliserin : Qout = 6.083,3333 x 0,576 x (76 – 25) Qout = 178.703,9990 kkal/jam H2O : Qout = 5,3304 x 1,0 x (76 - 25) Qout = 271,8504 kkal/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Total panas keluar = 1.770.124,9984 + 3.791,0758 + 178.703,9990 + 271,8504 + 1.203.456,17 = 3.156.348,093 kkal/jam LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LC-1 Tangki Bahan Baku RBDPS (T-101) Fungsi : Penyimpanan RBDPS untuk kebutuhan selama 2 hari Kondisi : T = 90 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 3 unit Tabel LC-1 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) RBDPS 230.982,168 862 Perhitungan : a. Volume • Kebutuhan bahan = 230.982,168 kg/jam • Kebutuhan bahan 2 hari = 230.982,168 kg/jam x 2 jam/hari x 2 hari = 923.928,672 kg • Volume bahan untuk 2 hari = 923.928,672 kg 862 kg/m 3 = 1.071,8430 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 1.071,8430 m3 = 1.286,2116 m3 • Volume tangki untuk 3 unit = 1.286,2116 m 3 3 = 428,7372 m 3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Hh D H L Hc Gambar LC.1 Ukuran Tangki • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh = = 428,7273 m3 = D = 6,8943 m H = 9,1923 m π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 c. Diameter dan Tinggi Tutup Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Diameter tutup tangki = diameter tangki = 6,8943 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988) 6,8943 m = 1,7236 m 4 = d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (6,8943 m ) = 42,8735 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (428,7273 – 2(42,8735)) m3 = 342,9803 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 342,9803 m 3 π (6,8943 m ) 2 = 9,1922 m 4 L = Hh + H = 2 (1,7236) + 9,1922 = 12,6394 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 862 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 12,6394 m = 106.772,5954 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1 + 0,05) x 106.772,5954 Pa = 112.111,2252 Pa = 112 kPa Efisiensi sambungan (E) = 0,85 (Brownell dan Young, 1979) Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) 112 kPa x 6,8943 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 112 kPa ) = 0,33 in Tebal shell standar yang dipilih = 3/16 in e. Ukuran Tutup Tangki OD OA b icr ID sf A B t a r C Gambar LC.2 Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 3/16 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,034 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,01 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 1,7236 – 0,33 – 0,034 = 1,3596 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 6,8943 / 2 = 3,4472 m maka r = b+ BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) + icr2 2 (1,3596) r = (1,3596)2 + 2r (0,01) + (3,4472)2 – 2(3,4472)(0,01) + (0,01)2 r = 5,0618 m f. Insulasi dan sistem pemanas dalam tangki Untuk menjaga suhu RBDPS pada 900C maka tangki bahan baku dilangkapi dengan pemanas tipe horizontal U-tube dan dilengkapi dengan temperatur kontrol. Media pemanas yang digunakan berupa steam saturated 1400C. Aprokmasi heat lose tanpa insulasi Suhu udara luar t1 = 300C Suhu permukaan dinding tangki = 900C (tanpa insulasi) Beda temperatur, ∆t = 90 -30 = 600C (1400F) Luas muka heat transfer (A) dihitung untuk tinggi maksimum level control liquid dalam tangki ; A = π D L = 3,14 x 6,8943 x 12,6394 = 273,6190 m2 (897,6893 ft2) Karena RBDPS dalam tangki pada suhu tetap maka koefisien heat transfer yang menentukan adalah koefisien konveksi di luar tangki (udara; k logam >> h; inside coefficient untuk minyak 50 – 70 btu/h.ft2.0F (Kern, 1965)) Propertis udara dikoreksi pada suhu rata – rata; tc = ½ x (90 + 30) = 600C (1400F) Dari Apendiks Gean Koplis, 1983 : (g β ρ2 / µ2) = 2,91 x 106 dan Npr = 0,714 (interpolasi) Angka Grashof, NGr = L3 ρ 2 g β ∆T µ 2 = (12,6394x3,2808)3x2,91x106x140 = 2,9x1013 NGr x Npr = (2,9 x1013) x 0,714 = 2,0706 x 1013 > 109 ; maka digunakan persamaan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. h0 = 0,18∆T1/3 ; L = 12,6394 x 3,2808 = 41,4673 ft h0 = 0,18 x 1401/3 = 0,9346 btu/h.ft2.0F << hi Total heat lose, Q = h0 A ∆T = 0,9346 x 897,6893 x 140 = 117.457,2588 btu/h Aproksimasi heat lose dengan insulasi Digunakan insulasi wool dengan ketebalan 1 in dan ρ = 110,5 kg/m3 ; k2 = 0,036 W/m.K (0,021 btu/h.ft.0F) pada 30 – 400C Suhu dinding diluar insulasi dicari berdasarkan Q1 = Q2 = Qc 2π L k 2 2π L k 1 (T0 − T1 ) = (T1 − T2 ) = h A2 (T2 - 86); suhu udara luar 300C ln(r1 / r2 ) ln(r2 / r1 ) (860F) Dimana k1 = konduktivitas dinding tangki = 52 W/m.K (30,045 btu/h.ft.0F) Suhu dinding diluar tangki (T1) dihitung berdasarkan kondisi dinding tanpa insulasi: r q dT q atau = − k1 ln 1 = T0 − T1 A dr 2π L k1 r0 r0 = 0,5 x 6,8943 = 3,4472 m (11,3096 ft); r1 = 11,3096 ft + (3/4x12) = 20,3096 ft r2 = 20,3096 + (1/12) = 20,3929 ft; T0 = 900C (1940F); L = 41,4673 ft A2 = 2π r2 L = 2π x 20,3929 x 41,4673 = 5.310,6098 ft2 Substitusi nilai : 20,3096 117.457,2588 ln = 194 − T1 2π x 41,4673 x 30,045 11,3096 T1 Suhu dinding luar: = 185,20F 2π x 41,4673 x0,021 (185,2 − T2 ) = 0,9346 x 5.310,6098 x (T2-86) 20,3929 ln 20,3096 Diperoleh T2 = 107,01210F (41,67330C) Overall heat transfer coefficient, U = 1 1 / h0 + (r2 − r1 ) A1 / k 2 Aln A1 = 2π x 20,3096 x 41,4673 = 5.288,9173 Aln = U= A 2 − A1 5.310,6098 − 5.288,9173 = 5.290,8537 ft2 = ln( A2 / A1 ) ln(5.310,6098 / 5.288,9173) 1 (1 / 0,9346) + ((20,3929 − 20,3096) (5.288,9173)) / 0,021 x ln 5.290,8537) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. U = 0,0004 btu/h.ft2.0F Heat lose, Q = U A ∆t Q = 0,0004 x 897,6893 x (107,0121 - 86) Q = 7,5449 btu / h Dengan demikian tangki harus diinsulasi dengan wool setebal 1 in. Untuk menutupi panas yang hilang tangki dilengkapi koil pemanas dengan spesifikasi: ¾ in OD 10 BWG, jumlah U-tube 6 buah, panjang tube 12 ft. Luas permukaan heater, A = 2π x ((¾) / 12 ) 12 x 6 = 28,2743ft2 Dari Kern, 1988 (tabel 8, Apendiks), untuk sistem heater: steam dan medium organics diperoleh overall UD = 50 – 100 btu/h.ft2.0F; diambil UD = 50 btu/h.ft2.0F Suhu steam = 1400C (2840F); suhu RBDPS = 900C (1940F) Panas yang ditransfer heater, Q = U A ∆t = 50 x 28,2743 x (284 - 194) Q = 127.234 btu/h Heat lose dari insulasi = 7,5449 btu/h << 127.234 btu/h; sehingga heater dengan spesifikasi tersebut di atas bisa digunakan. LC-2 Gudang Penyimpanan NaOH (G-101) Fungsi : Untuk menyimpan NaOH Kondisi : T = 30 oC, P = 1 atm Bentuk : Bangunan Persegi Tertutup Bahan konstruksi : Rangka baja dengan dinding dan lantai semen-bata Jumlah : 1 unit >> Dimensi gudang Densitas NaOH = 2130 kg/m3 Laju Massa NaOH = 29.613,0985 kg/jam Kapasitas simpan = 5 hari Kebutuhan ruang, V = 29.613,0985 x 5 = 69,5143 m 3 2130 Diasumsikan tinggi maksimum penyimpanan = 4 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Direncanakan: panjang, P = lebar, l Panjang gudang, P = Lebar gudang 69,5143 = 4,1687 m 4 = 4,1687 Untuk menutupi kebutuhan ruang bagi peralatan, material pembantu dan jalan maka diambil: Panjang gudang =6m Lebar gudang =6m Tinggi gudang =5m LC-3 Mixer (M-101) Fungsi = melarutkan NaOH pada 300C Bentuk = silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan = carbon steel SA-283 grade C Waktu tinggal = 1 jam Densitas NaOH 50% dalam air = 1564 kg/m3 (97,6371 lb/ft3) Tabel LC-3 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) NaOH 29.613,0985 1564 Total 29.613,0985 1564 Perhitungan : a. Volume • Kebutuhan bahan = 29.613,0985 kg/jam • Volume bahan untuk 1 jam = 29.613,0985 kg/jam x 1 jam 1564 kg/m 3 = 18,9342 m3 • Faktor keamanan tangki 20 % volume NaOH 50% maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 18,9342 m3 = 22,7210 m3 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 V = Vs + 2Vh = = 22,7210 m3 = D = 2,5896 m H = 3,4528 m 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 2,5896 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 = (walas, 1988) 2,5896 m = 0,6474 m 4 d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (2,5896 m ) = 2,2720 m3 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = (22,7210 – 2(2,2720)) m3 = 18,177 m3 Tinggi cairan (Hc) = = Vc Shell π D2 4 18,177 m 3 π (2,5896 m ) = 3,4529 m 2 4 L = 2Hh + H = 2 (0,6474) + 3,4529 = 4,7477 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 1.564 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4,7477 m = 72.768,9474 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (100% + 5%) x 72.768,9474 Pa = 72.768,9474 Pa = 72,7689 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) 72,7689 kPa x 2,5896 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc = 0,1751 in (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 72,7689 kPa ) Tebal shell standar yang dipilih = 3/16 in e. Tebal dinding tutup bawah dan atas diambil sama dengan tebal dinding sheel 3/16 in Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. f. Perancangan Pengaduk Jenis pengaduk = sixblade flat turbin Jumlah baffle = 4 buah Perbandingan ukuran tangki dari Waren L, Mc. Cabe, 1994 : Da 1 H 1 E J W 1 L 1 = ; = 1; = ; = 1; = ; = D t 3 Dt Dt 12 Da Da 5 Da 4 Diameter tangki (Dt) = 2,5896 m Diameter turbin (Da) = 0,8632 m = 2,8319 ft Tinggi baffle (H) = 2,5896 m Lebar baffle (J) = 0,2158 m Jarak pengaduk (E) = 0,8632 m Lebar impeller (W) = 0,1726 m Panjang impeller (L) = 0,2158 m Turbin beroperasi pada = 2 putaran/detik Viskositas NaOH 50%, µ = 60 Cp (0,04 lb/ft.s) Daya pengaduk (P): Bilangan Reynold, D a .n.ρ 2 NRe = µ 2 ( 2,8319 ) = x 2 x 97,6371 0,04 NRe = 39.150,8056 Dari fig.3.4-4, curva 1, Gean Koplis: NP = 2 N ..D ρ 2 x (2,8319) 5 x 97,6371 P= P a = 32,17 gc 5 P = 1.105,5627 lbf/s P= 1.105,5627 550 P = 2,0101 Hp; efisiensi motor 0,8 maka daya motor yang di pakai: Pm = 2,0101 / 0,8 = 2,5 Hp LC-4 Reaktor (R-101) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Fungsi : Tempat terjadinya reaksi penyabunan (saponifikasi) Kondisi : T = 90 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Tabel LC-4 Komposisi Bahan Dalam Reaktor Komponen F masuk F keluar Densitas (kg/jam) (kg/jam) (kg/m3) F1 F4 F5 RBDPs 230.982,168 - - 862 NaOH - 29.613,0985 - 2130 Sabun - - 72.916,6666 1029 Gliserol - - 22.703,3755 1261 H2O - 29.613,0985 29.613,0985 1 Impurities - - 164.975,2244 2965 290.208,365 6.987 Total 290.208,365 Densitas campuran = 6.987 kg/m3 = 91,9174 lbm/ft3 a. Volume • Laju alir total, Ftot = 290.208,365 kg/jam • Laju volume, V1 = • Laju alir RBDPS 290.208,365 kg 6.987 kg/m 3 = 41,5355 m3/jam = 230.982,168 kg/jam • Laju mol RBDPS, FA0 = 230.982,168 kg 936 kg/m 3 • Konsentrasi awal RBDPS, CA0 = = 246,7758 kmol/jam 246,7758 kg 41,5355 kg/m 3 = 5,9413 kmol/m3 • Waktu tinggal reaktan dalam reaktor, τ = 1,8 jam • Volume minimum reaktor, Vm : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Vm FA0 = τ C A0 atau Vm = 1,8 x 246,7758 = 74,7642 m3 5,9413 • Ruang bebas reaktor direncanakan 20% volume minimum reaktor; campuran reaksi keluar reaktor secara over flow, maka : • Volume reaktor, Vr = (100 % + 20 % ) x Volume minimum reaktor = 1,2 x 74,7642 m3 = 89,7170 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) Hh D L Hc H Hh Gambar LC.3 Ukuran Tangki • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 V = Vs + 2Vh = = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 89,7170 m3 = D = 4,0931 m H = 5,4575 m c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 4,0931 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 = (walas, 1988) 4,0931 m = 1,0233 m 4 d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (4,0931 m ) = 8,9717 m3 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (89,7170 – 2(8,9717)) m3 = 71,7736 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 71,7736 m 3 π (4,0931 m ) = 5,4574 m 2 4 L = Hh + H = 2 (1,0233) + 5,4575 = 7,5041 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L 3 (Brownell dan Young, 1979) 2 = 6.987 kg/m x 9,8 m/det x 7,5041 m = 513.825,2377 Pa Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 513.825,2377 Pa = 539.516,4995 Pa = 539,5165 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P 539,5165 kPa x 4,0931 m x 39,37 inc = (Brownell dan Young, 1979) m (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 539,5165 kPa ) + 0,125 in = 0,7139 in Tebal shell standar yang dipilih = 3/16 in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 3/16 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,034 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,01 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 1,0233 – 0,7139 – 0,034 = 0,2754 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 4,0931/2 = 2,0466 m = b+ maka r BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) + icr2 2 (0,2754) r = 0,27542 + 2r (0,01) + (2,0466)2 – 2(2,0466)(0,01) + (0,01)2 r = 7,8095 m f. Perancangan Pengaduk Jenis pengaduk = sixblade flat turbin Jumlah baffle = 4 buah Perbandingan ukuran tangki dari Waren L, Mc. Cabe, 1994 : Da 1 H 1 E J W 1 L 1 = ; = 1; = ; = 1; = ; = D t 3 Dt Dt 12 Da Da 5 Da 4 Diameter tangki (Dt) = 4,0931 m Diameter turbin (Da) = 1,3644 m = 4,4762 ft Tinggi baffle (H) = 4,0931 m Lebar baffle (J) = 0,3411 m Jarak pengaduk (E) = 1,3644 m Lebar impeller (W) = 0,2729 m Panjang impeller (L) = 0,3411 m Turbin beroperasi pada = 3 putaran/detik Viskositas larutan sabun, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Daya pengaduk (P): Bilangan Reynold, Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. D a .n.ρ 2 NRe = µ = (4,4762)2 x 3 x 91,9174 0,0367 NRe = 150.546,9244 Dari fig.3.4-4, curva 1, Gean Koplis: NP = 3 N P .Da ρ 3 x (4,4762) 5 x 91,9174 = 32,17 gc 5 P= P = 15.403,3555 lbf/s P= 15.403,3555 550 P = 28 Hp; efisiensi motor 0,8 maka daya motor yang di pakai: Pm = 28 x 0,8 = 22 Hp g. Jaket Pemanas (Brownell dan Young, 1979) Ditetapkan jarak jaket (j) = 5/8 in = 0,02 m Diameter dalam jaket (D1) = D + (2 x Tebal bejana) = 4,0931 + (2 x 0,02) = 4,1331 m Diameter luar jaket (D2) = 2 j + D1 = ( 2 x 0,02) + 4,1331 = 4,1731 m Luas (A) = ( π 2 2 D 2 − D1 4 ) = π/4 ((4,1731)2 – (4,1331)2 ) = 0,2609 m2 LC-5 Separator (S-101) Fungsi : Untuk memisahkan sabun dengan gliserol dan impurities berdasarkan gaya gravitasi. Lama pemisahan 60 menit. Kondisi : T = 90 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder horizontal, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 Grade C Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Jumlah : 1 unit Tabel LC-5 Komposisi Bahan Dalam Separator Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Sabun 72.916,6666 1029 Gliserol 22.703,3755 1261 Impur ities 164.975,2244 2965 H2O 29.613,0985 1 Total 290.208,365 5.256 Perhitungan : Waktu pemisahan diperkirakan 60 menit. ρ umpan = 5.256 kg/m3 = 69,3792 lbm / ft3 ρ impurities = 2.965 kg/m3 = 39,0060 lbm / ft3 a. Volume laruta, V = 290.208,365 = 55,2147 m3 5.256 Volume larutan pada pemisahan = 55,2147 = 0,9202 m3 60 Untuk fraksi 0,9 maka H/D = 0,78 Volume tangki : Vt = L.R2 ( α 57,30 (Tabel 10-64 Perry’s 1999) – sin ά . cos ά) (Perry’s, 1999) Dimana cos ά = 1-2 (H/D) Cos ά = 1 - (2 x 0,78) = -0,56 ά = 124,05 derajat Asumsi panjang L = 2 m Maka, volume tangki : Vt = L.R2 ( 55,2147 = 2 . R2 ( α 57,30 – sin α . cos α ) 124,05 – sin 124,05 . cos 124,05) 57,30 55,2147 = 5,2574 R2 R = 3,2407 m R (radius) = 3,2407 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Volume tangki (V) π 8π 3 π 3 π 3 D +2 D + 2 D3 = D 24 24 3 24 V = Vs + 2Vh = = 55,2147 m3 = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 D = 3,4816 m = 11,4224 ft H = 4,6421 m = 15,2299 ft Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988) 3,4816 m = 0,8704 m 4 = Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (3,4816 m ) = 5,5215 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (55,2147–2(5,5215)) m3 = 44,1717 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 44,1717 m 3 π (3,4816 m ) = 4,6421 m = 15,2299 ft 2 4 L = Hh + H = 2 (0,8704) + 4,6421 = 6,3829 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 5.256 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 6,3829 m = 328.775,5195 Pa Faktor kelonggaran = 5% Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Maka : Pdesign = (1,05) x 328.775,5195 Pa = 345.214,2955 Pa = 345 kPa 2,492 ( ρ umpan − ρ impurities ) µ impurities Laju pemisahan, Vr = (Wallas, 1988) 2,492 (69,3792 − 39,0060) = 4,0869 ft/min 18,52 = Waktu pemisahan, Wr = = ( Hc) . D Vr (Wallas, 1988) 15,2299x 11,4224 = 42,5657 menit 4.0869 b. Tebal Shell Tangki Tebal shell, t = PD + Cc 2SE − 1,2P (Peters, 2003) Joint efficiency (E) = 0.85 (Peters, 2003) Allowable stress (S) = 87218,71 kpa (Brownell,1959) Allowable corrosion (Cc) = 1/8 in/10 thn (Perry, 1999) Maka, tebal shell: t= (345 kpa) (3,4816 m) (39,37 in) + 0,125 = 0,44 2(87218,71 kpa)(0,85) − 1,2(345 kpa) Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in (Brownell,1959) Tebal head, Diameter tutup = diameter tangki = 3,4816 m Ratio axis = L:D = 1: 4 Lh D 3,4816 = = = 0,8704 m 4 4 Lt (panjang tangki) = Ls + Lh Ls (panjang shell) = 6,3829 m – 2(0,8704 m) = 4,6421 m Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal tutup 3/16 in. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LC-6 Tangki Bahan Baku Gliserin (T-102) Fungsi : Penyimpanan Gliserin untuk kebutuhan selama 1 hari Kondisi : T = 30 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Tabel LC-6 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Gliserin 6.083,33 1261 Perhitungan : a. Volume • Kebutuhan bahan = 6.083,33 kg/jam • Kebutuhan bahan 6 hari = 6.083,33 kg/jam x 3 jam/hari x 1 hari = 48.666,67 kg • Volume bahan untuk 1 hari = 48.666,67 kg 1261 kg/m 3 = 38,59 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 38,59 m3 = 46,31 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = asumsi, D : H = 3 : 4 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 • Volume tutup tangki (Vh) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Vh = • π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) π 8π 3 π 3 π 3 D +2 D + 2 D3 = D 24 24 3 24 V = Vs + 2Vh = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 = 46,31 m3 5π 3 D 12 = D = 3,28 m H = 4,38 m c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 3,28 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988) 3,28 m = 0,82 m 4 = d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (3,28 m ) = 0,43 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (46,31 – 2(0,43)) m3 = 45,45 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 45,45 m 3 π (3,28 m ) = 5,37 m 2 4 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. L = Hh + H = 2 (0,82) + 4,378 = 6,02 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 1261 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 6,02 m = 74.387,78 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 74.387,78 Pa = 78.107,17 Pa = 78,11 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,0125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) 78,11 kPa x 3,28 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc = 0,19 in (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 78,11 kPa ) Tebal shell standar yang dipilih = 1/8 in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 1/8 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,04 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,01 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Sehingga pinggan dalam, b = 0,82 – 0,01 – 0,04 = 0,77 Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : BC 2 − AB 2 AC = AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 3,2834 / 2 = 1,6417 m = b+ maka r BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) 2 (0,77) r = 0,772 + 2r (0,01) + 1,642 – 2(1,64)(0,01) r = 2,15 m LC-7 Tangki Bahan Baku EDTA (T-103) Fungsi : Penyimpanan EDTA untuk kebutuhan selama 6 hari Kondisi : T = 30 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Tabel LC-7 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) EDTA 166,67 860 Perhitungan : a. Volume • Kebutuhan bahan = 166,67 kg/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. • Kebutuhan bahan 6 hari = 166,67 kg/jam x 8 jam/hari x 6 hari = 8.000,16 kg • Volume bahan untuk 6 hari = 8.000,16 kg 860 kg/m 3 = 9,30 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 9,30 m3 = 11,16 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 = 11,16 m3 = π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 5π 3 D 12 D = 2,04 m H = 2,72 m c. Diameter dan Tinggi Tutup Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Diameter tutup tangki = diameter tangki = 2,04 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988) 2,04 m = 0,51 m 4 = d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) π 3 π 3 D = (2,04 m ) = 0,27 24 24 Volume tutup tangki (Vh) = Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (11,16 – 2(0,27)) m3 = 10,63 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 10,63 m 3 π (2,04 m ) = 3,24 2 4 L = Hh + H = 2 (0,51) + 2,72 = 3,75 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 860 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,75 m = 31.573,82 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 31.573,85 Pa = 33.152,51 Pa = 33,15 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,0125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) 33,15 kPa x 2,04 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc = 0,14 in (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 33,15 kPa ) Tebal shell standar yang dipilih = ¼ in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = ¼ in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,04 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,0142 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 0,51 – 0,01 – 0,04 = 0,46 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 2,0434 / 2 = 1,02 m maka r = b+ BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 2 (0,46) r = 0,462 + 2r (0,01) + 1,022 – 2(1,02)(0,01) r = 1,38 m LC-8 Tangki Bahan Baku Pewangi (T-104) Fungsi : Penyimpanan Parfum untuk kebutuhan selama 1 hari Kondisi : T = 30 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Tabel LC-8 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Pewangi 4.166,6667 912,28 Perhitungan : a. Volume • Kebutuhan bahan = 4.166,6667 kg/jam • Kebutuhan bahan 1 hari = 4.166,6667 kg/jam x 3 jam/hari x 1 hari = 12.500,0001 kg • Volume bahan untuk 1 hari = 12.500,0001 kg 912,28 kg/m 3 = 13,7019 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 13,7019 m3 = 16,4423 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) • Volume shell tangki (VS) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 V = Vs + 2Vh = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 = 16,4423 m3 = 5π 3 D 12 D = 2,3249 m H = 3,0999 m c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 5,8585 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 = (walas, 1988) 2,3249 m = 0,5812 m 4 d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) Volume tutup tangki (Vh) = π 3 π 3 D = (2,3249 m ) = 1,6441 24 24 Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = (16,4423 – 2(1,6441)) m3 = 13,1541 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 13,1541 m 3 π (2,3249 m ) = 3,1001 m 2 4 L = Hh + H = 2 (0,5812) + 3,0999 = 4,2623 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 912,28 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 4,2623 m = 38.106,4282 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 38,106,4282 Pa = 40.011,7496 Pa = 40,0117 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,0125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P 40,0117 kPa x 2,3249 m x 39,37 inc = (Brownell dan Young, 1979) m (2 x 87218,714 x 0,85) − (1,2 x 40,0117 kPa ) + 0,125 inc = 0,1497 in Tebal shell standar yang dipilih = 1/8 in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 1/8 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,0381 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,0142 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 0,5812 – 0,0142 – 0,0381 = 0,5289 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 2,3249 / 2 = 1,1625 m maka r = b+ BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) 2 (0,5289) r = 0,52892 + 2r (0,0142) + 1,16252 – 2(1,1625)(0,0142) r = 0,6441 m LC-9 Tangki Pencampur (TP-101) Fungsi : Mencampur sabun dengan gliserin, EDTA dan pewangi. Kondisi : T = 90 oC, P = 1 atm Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel LC-9 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Sabun 72.916,6666 1029 EDTA 166,67 860 Gliserin 6.083,3333 1261 Pewangi 4.166,6667 912,28 H2O 29.613,0985 1 Total 112.946,4351 4.063,28 Densitas campuran = 4.063,28 kg/m3 = 253,6358 lbm/ft3 Perhitungan : a. Volume • Bahan masuk = 112.946,4351 kg/jam • Bahan masuk 1hari = 112.946,4351 kg/jam x 3 jam/hari = 338.839,3053 kg • Volume bahan untuk 3 hari = 338.839,3053 kg 4.063,28 kg/m 3 = 83,3906 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 83,3906 m3 = 100,0687 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) Hh D L Hc Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat H Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Hh Gambar LC.5 Ukuran Tangki • Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 V = Vs + 2Vh = = 100,0687 m3 = 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 D = 4,2448 m = 13,9264 ft H = 5,6597 m = 18,5685 ft c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 4,2448 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 = (walas, 1988) 4,2448 m = 1,0612 m 4 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) π 3 π 3 D = (4,2448 m ) = 10,0067 24 24 Volume tutup tangki (Vh) = Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (100,0687 – 2(10,0067)) m3 = 80,0553 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 80,0553 m 3 π (4,2448 m ) = 5,6598 m 2 4 L = Hh + H = 2 (1,0612) + 5,6597 = 7,7821 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 196,69 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 7,7821 m = 15.000,4802 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 15.000,4802 Pa = 15.750,5043 Pa = 15,7505 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,71 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 15,7505 kPa x 4,2448 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc = 0,1428 in (2 x 87218,71 x 0,85) − (1,2 x 15,7505 kPa ) Tebal shell standar yang dipilih = 3/16 in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 3/16 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,034 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,01 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 1,0612 – 0,1428 – 0,034 = 0,8844 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 4,2448 / 2 = 2,1224 m maka r = b+ BC 2 − AB 2 (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) + icr2 2 (0,8844) r = 0,88442 + 2r (0,01) + 2,12242 – 2(2,1224)(0,01) + (0,01)2 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. r = 2,9989 m f. Perancangan Pengaduk Jenis pengaduk = sixblade flat turbin Jumlah baffle = 4 buah Perbandingan ukuran tangki dari Waren L, Mc. Cabe, 1994 : Da 1 H 1 E J W 1 L 1 = ; = 1; = ; = 1; = ; = D t 3 Dt Dt 12 Da Da 5 Da 4 Diameter tangki (Dt) = 4,2448 m Diameter turbin (Da) = 1,4149 m = 4,6420 ft Tinggi baffle (H) = 4,2448 m Lebar baffle (J) = 0,3537 m Jarak pengaduk (E) = 1,4149 m Lebar impeller (W) = 0,2829 m Panjang impeller (L) = 0,3537 m Turbin beroperasi pada = 2 putaran/detik Viskositas larutan sabun, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Daya pengaduk (P): Bilangan Reynold, D a .n.ρ 2 NRe = µ = (4,6420)2 x 2 x 253,6358 0,0367 NRe = 297.854,0214 Dari fig.3.4-4, curva 1, Gean Koplis: NP = 2 N .D ρ 2 x (4,6420) 5 x 253,6358 P= P a = 32,17 gc 5 P = 7.321,6680 lbf/s P= 7.321,6680 550 P = 13 Hp; efisiensi motor 0,8 maka daya motor yang di pakai: Pm = 13 x 0,8 = 10 Hp g. Jaket pemanas Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Ditetapkan jarak jaket (j) = 5/8 in = 0,02 m Diameter dalam jaket (D1) = D + (2 x Tebal bejana) = 3,1636 + (2 x 0,02) = 3,2036 m Diameter luar jaket (D2) = 2 j + D1 = ( 2 x 0,02) + 3,2036 = 3,2436 m Luas (A) = ( π 2 2 D 2 − D1 4 ) = π/4 ((3,2436)2 – (3,2036)2 ) = 0,2023 m2 LC-10 Flash Drum (FD-101) Fungsi = memisahkan campuran uap air dari larutan/cairan sabun Bentuk = Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal Bahan = carbon steel SA-283 grade C Jumlah = 1 unit Tabel LC-10 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Sabun 72.916,6666 1029 EDTA 166,67 860 Gliserin 6.083,3333 1261 Pewangi 4.166,6667 912,28 H2O 29.613,0985 1 Total 112.946,4351 4.063,28 Densitas campuran = 4.063,28 kg/m3 = 253,6358 lbm/ft3 Perhitungan : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. a. Volume • Bahan masuk = 112.946,4351 kg/jam • Bahan masuk 1hari = 112.946,4351 kg/jam x 1 jam/hari = 112.946,4351 kg • Volume bahan untuk 1 hari = 112.946,4351 kg 4.063,28 kg/m 3 = 27,7969 m3 • Faktor keamanan tangki 20 %, maka: • Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 27,7969 m3 = 33,3562 m3 b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H) Volume shell tangki (VS) Vs = 1 π D2H ; 4 Maka H = Vs = • 4 D 3 1 4 π π D2 . D = D3 4 3 3 Volume tutup tangki (Vh) Vh = • asumsi, D : H = 3 : 4 π Di 3 24 (Walas, 1988) Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh = = 33,3562 m3 = π 3 π 8π 3 π 3 D + 2 D3 = D +2 D 3 24 24 24 10π 3 5π 3 D = D 24 12 5π 3 D 12 D = 2,9432 m = 9,6560 ft H = 3,9243 m = 12,8747 ft Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. c. Diameter dan Tinggi Tutup Diameter tutup tangki = diameter tangki = 2,9432 m Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988) 2,9432 m = 0,7358 m 4 = d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979) π 3 π 3 D = (2,9432 m ) = 3,3356 24 24 Volume tutup tangki (Vh) = Volume cairan dalam shell (Vc Shell) = V - 2.Vh = (33,3562 – 2(3,3356)) m3 = 26,685 m3 Tinggi cairan (Hc) = Vc Shell π D2 4 = 26,685 m 3 π (2,9432 m ) = 3,9243 m 2 4 L = Hh + H = 2 (0,7358) + 3,9243 = 5,3959 m Tekanan hidrostatik : P = ρ x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 253,6358 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 5,3959 m = 13.412,2155 Pa Faktor kelonggaran = 5% Maka : Pdesign = (1,05) x 13.412,2155 Pa = 14.082,8262 Pa = 14,0828 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa Corrosion allowance (CA) = 0,125 in/tahun Umur alat (n) = 10 tahun C = n x CA Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal Shell Tangki : T = PD +C 2SE − 1,2P (Brownell dan Young, 1979) 14,0828 kPa x 2,9432 m x 39,37 inc = m + 0,125 inc = 0,1360 in (2 x 87218,714 x 0,85) − (1,2 x 14,0828 kPa ) Tebal shell standar yang dipilih = 3/16 in e. Ukuran Tutup Tangki Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka: Tebal tutup tangki = 3/16 in Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai : Sf = Flange lurus = 1 ½ in = 0,034 m icr = Radius sudut bagian dalam = 9/6 in = 0,01 m Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf Dimana (Brownell dan Young, 1979) OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki b = Pinggan bagian dalam a = Radius dalam r = radius pinggan Sehingga pinggan dalam, b = 0,7358 – 0,1360 – 0,034 = 0,5658 m Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar: r = b + AC Dimana : AC = BC 2 − AB 2 AB = a – icr BC = r – icr a = D/2 = 2,9432 / 2 = 1,4716 m maka r = b+ BC 2 − AB 2 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. (r – b)2 = (r – icr)2 – (a – icr)2 r2 – 2br + b2 = (r2 – 2r(icr) + icr2) – (a2 – 2a(icr) + icr2) 2br = b2 + 2r(icr) + a2 – 2a(icr) + icr2 2 (0,5658) r = 0,56582 + 2r (0,01) + 1,4716 2 – 2(1,4716)(0,01) + (0,01)2 r = 2,2098 m LC-11 Dryer (V-101) Funsi = mengeringkan produk sabun Bentuk = silinder vertikal dengan tutup atas lipsoidal dan bawah konis Jenis = vacum spray chamber Material = carbon steel SA-283 grade C Jumlah = 1 unit a. Volume Drying Chamber Tekanan operasi, P0 = 0,39 atm Suhu operasi, T0 = 760C Laju alir uap,F = 5.325,0273 kg/jam Laju alir larutan,F = 88.663,6943 kg/jam Densitas uap jenuh = 0,2515 kg/m3 Densitas sabun padat = 1056 kg/m3 Waktu tinggal dalam tangki, t = 5 detik Volume tangki, Vt = Volume fraksi uap + Volume fraksi larutan/cairan 5 5 88.663,6943 x 3600 3600 + 1056 0,2515 5.325 x = = 29,1166 m3 b. Dimensi Drying Chamber Rasio =¾ Volume shell, Vs = 1 π D2 H 4 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Volume tangki, Vt = 1 π D 2 H = 29,1166 m3 4 Dengan substitusi H diperoleh: Diameter tangki,D = Vt 1 π 3 3 = 3 29,1166 1 π 3 = 3,0299 m (119,2873 in) Tinggi tangki, H = = 4 D 3 4 x 3,0299 3 = 4,0398 m c. Dimensi Tutup Elips dan Konis Rasio axis elips =½ Sudut apex konis = 450 Diameter tutup, Dc = 3,0299 m Tinggi tutup elips, He = ½ (½ D) = ½ (½ 3,0299) = 0,7575 m , Diameter outlet suction conicial, D = 0,8 D = 0,8 x 3,0299 = 2,4239 m Tinggi tutup tangki, Hk = ½ (D – D,) tan 450 = ½ (3,0299 – 2,4239) 1 = 0,606 m d. Tebal plat Dinding Tangki Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal plat dinding tangki dihitung berdasarkan kondisi eksternal pressure, disebabkan tekanan di luar tangki lebih besar dari tekanan dalam tangki. Untuk desain diambil tekanan desain sama dengan tekanan atmosfer, Pdesain = 14,7 Psi Tebal plat sheel, ts = = Pd D + CA 2SE − 1,2Pd (Brownell and Young 1979) 14,7 x 119,2873 + 0,125 2 x 12650 x 0,85 − 1,2 x 14,7 = 0,2066 Dipakai plat dengan tebal 3/16 in Tebal dinding tutup tangki diambil sama dengan tebal dinding shell 3/16 in LC-12 Cyclone Separator (CS-101) Fungsi = memisahkan padatan sabun yang terbawa arus uap dari dryer Jenis = single cyclone Material = carbon steel SA-283 grade C Jumlah = 1 unit a. Dimensi shell cyclone Diameter pipa inlet (exit dryer) ke cyclone diaprokmasimasi sebagai berikut : Laju alir uap, F = 5.325,0273 kg/jam = 13,8507 lb/hr Densitas uap jenuh = 0,2515 kg/m3 = 0,0157 lb/ft3 Densitas sabun padat = 1056 kg/m3 = 65,9239 lb/ft3 Dia. Optimum = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 = 3,9 x ( 13,8507 )0,45 x 0,01570,13 0,0157 x 3600 = 1,2070 in Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Digunakan saluran 2 in (0,2794 m) Kecepatan uap masuk cyclone, vu = 5.325,0273 1 0,2515 x x π 0,2794 2 x 3600 4 = 15,1936 m/s Direncanakan menggunakan cyclone dengan diameter, D = 1,5 m (59,0551 in) Percepatan sentrifugal partikel sabun, as = v 2 15,1936 2 = 1 R x 1,5 2 = 307,7939 m/s2 Kecepatan pengendapan crystal dihitung dengan menggunkan hukum stokes : vt = (ρ s − ρ )a s D 2 p 18µ Viskositas uap, µu = 0,021 cP = 0,0021 kg/m.s (760C; 1 atm) Diameter partikel sabun diasumsikan, DP = 0,1 mm (0,0001 m) vt = (1056 − 0,2515) x 307,7939 x (0,1 x 10 −3 ) 2 18 x (2,1 x 10 −3 ) Waktu untuk mencapai dinding cyclone, tp = = 0,0859 m/s Dopt vt = 0,2794 = 3,2526 s 0,0859 Waktu yang dibutuhkan uap untuk melakukan satu kali rotasi: 1 2 x π x x 1,5 2πR = 0,3101 s 2 tr = = 15 , 1936 vu karena lintasan yang dilalui berupa screw (helix) ke arah bawah maka diasumsikan tidak afa jarak antar lintasan rotasi udara dalam cyclone, sehingga jarak antar lintasan dapat diambil sama dengan diameter inlet udara, yaitu 0,2794 m tinggi shell cyclone, H = 3,2526 x 0,2794 = 2,9305 m ; ini adalah tinggi 0,3101 shell minimum. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Untuk desain diambil tinggi shell cyclone, H = 2,9305 + 1 = 3,9305 b. Bottom conical, θ = 600 Diameter bottom opening (product outlet suction) DC = 0,1 D = 0,1 x 1,5 = 0,15 m Tinggi conical head, HC = ½ (D - DC) tan 600 = ½ x (1,5–0,15) x tan 600 = 1,1691 m c. Top conical head dan gas tail pipe Sudut apex conical θ = 300 Diameter gas tail pipe, Dt = Dopt = 11 in (0,2794 m) Tinggi conical head, Hc = ½ (D–Dt) tan 300 = ½ x (1,5–0,2794) x tan 300 = 0,3524 Panjang gas tail pipe, Lt = H (mininum) + Hc = 2,9305 + 0,3524 = 3,2829 d. Tebal plat dinding cyclone Tebal plat dinding dihitung berdasarkan kondisi eksternal pressure, disebabkan tekanan di luar tangki lebih besar dari tekanan dalam tangki. Peks = 1 – 0,39 = 0,61 atm (8,967 Psi) Untuk desain diambil tekanan desain sama dengan tekanan atmosfer, Pdesain = 14,7 Psi Tebal plat shell, ts = = Pd D + CA 2SE − 1,2Pd 14,7 x 59,0551 + 0,125 2 x 12650 x 0,85 − 1,2 x 14,7 = 0,168 in Dipakai plat dengan tebal 3/16 in LC-13 Bar Soap Finishing Machine (BSFM) Fungsi = membentuk sabun menjadi batangan dari serpihan sabun Jumlah = 1 unit Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kapasitas mesin = 83.333,3333 kg/jam sabun >> Ukuran batangan sabun = 1056 kg/m3 Densitas sabun Direncanakan massa satu batangan sabun = 878 gram (0,878 kg) Direncanakan bentuk batangan sabun adalah persegi empat (balok) dengan perbandingan ukuran: lebar, l = tinggi, t = 1/3 panjang, P Volume 1 batangan sabun = Lebar batangan, l = 3 ( 0,878 = 0,00083143939 m 3 83,1439 cm 3 1056 ) 83,1439 = 3,0262 cm 3 Tinggi batangan, t = 3,0262 cm Panjang batangan, P = 3 x 3,0262 = 9,0787 cm LC-14 Gudang Produk (G101) Fungsi : Untuk menyimpan produk (sabun padat) selama 20 hari. Kondisi : T = 30 oC, P = 1 atm Material : dinding bata, pondasi beton, atap dari rangka plat dan seng Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C Jumlah : 1 unit >> Dimensi gudang Densitas sabun = 1056 kg/m3 Laju produksi sabun = 83.333,3333 kg/jam Kapasitas simpan = 20 hari Kebutuhan ruang, V = 83.333,3333 x 20 = 1.578,2828 m 3 1056 Diasumsikan tinggi maksimum penyimpanan = 8 m Direncanakan: panjang, P = lebar, l Panjang gudang, P = 1.578,2828 = 14,0458 8 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Untuk menutupi kebutuhan ruang bagi peralatan, material pembantu dan jalan maka diambil: Panjang gudang = 20 m Lebar gudang = 20 m Tinggi gudang = 16 m LC-15 Pompa RBDPs (P-101) Fungsi = memompakan RBDPs ke tangki reaktor Jenis = gear type pump Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 230.982,168 kg/jam (141,4482 lb/s) Suhu operasi = 900C Densitas fluida, ρ = 862 kg/m3 (53,8146 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 5,1 Cp (0,003431 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 141,4482 = 2,6284 ft 3 / s 53,8146 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (2,6284)0,45 x (53,8146)0,13 = 10 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 10 in Diameter dalam, di = 10,02 in (0,8348 ft) Diameter luar,do = 10,75 in (0,8955 ft) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal dinding, t = 0,322 in (0,0026 ft) Luas muka, a” = 78,8 in2 (6,5644 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 2,6284 = 0,4004 ft / s 6,5644 = ρ v di µ = 53,8146 x 0,4004 x 0,8348 0,003431 = 5.242,7108 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = = Friction factor, f ε di 0,00015 = 0,00002 10,02 = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,8348 = 267,136 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,8348 = 69,2647 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,8348 = 33,392 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,8348 = 19,24 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+267,136+69,2647+33,392+19,24 = 489,032 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 0,09 x (0,4004) x 489,032 2 x 32,17 x 0,4004 2 = = 0,6841 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,6841 = 30,6841 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = = Wf ρ Q 550η 30,6841 x 53,8146 x 2,6284 550 x 0,85 = 9Hp(dipakai pompa dengan daya maksimum 9 Hp) LC-16 Pompa NaOH (P-102) Fungsi = memompakan larutan NaOH ke tangki reaktor Jenis = centrifugal aliran radial Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 29.613,0985 kg/jam (18,1344 lb/s) Suhu operasi = 300C Densitas fluida, ρ = 2130 kg/m3 (132,9759 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 60 Cp (0,04037 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Laju volumetrik, Q = = F ρ 18,1344 = 0,1364 ft 3 / s 132,9759 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (0,1364)0,45 x (132,9759)0,13 = 3 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 3 in Diameter dalam, di = 3,068 in (0,2556 ft) Diameter luar,do = 3,50 in (0,2915 ft) Tebal dinding, t = 0,2030 in (0,0169ft) Luas muka, a” = 7,38 in2 (0,6149 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 0,1364 = 0,2218 ft / s 0,6149 = ρ v di µ = 132,9759 x 0,2218 x 0,2556 0,04037 = 186,7397 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = ε di Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = Friction factor, f 0,00015 = 0,00005 3,068 = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,2556 = 81,792 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,2556 = 46,008 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,2556 = 10,224 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,2556 = 12,78 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+81,792+46,008+10,224+12,78 = 240,58 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i = 0,09 x (0,2218) x 240,58 2 x 32,17 x 0,2556 2 = 0,2920 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,2920 = 30,2920 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = Wf ρ Q 550η Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 30,2920 x 132,9759 x 0,2218 550 x 0,85 = 2 Hp(dipakai pompa dengan daya maksimum 2 Hp) LC-17 Pompa reaktor (P-103) Fungsi = memompakan reaktan ke separator Jenis = gear type pump Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 290.208,365 kg/jam (177,7169 lb/s) Suhu operasi = 900C Densitas fluida, ρ = 6.987 kg/m3 (91,9174 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 177,7169 = 1,9334 ft 3 / s 91,9174 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 = 3,9 x (1,9334) 0,45 (Timmerhouse, 1980) 0,13 x (91,9174) = 9,4 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 10 in Diameter dalam, di = 10,02 in (0,8348 ft) Diameter luar,do = 10,75 in (0,8955 ft) Tebal dinding, t = 0,280 in (0,0233 ft) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Luas muka, a” = 78,8 in2 (6,5644 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 1,9334 = 0,2945 ft / s 6,5644 = ρ v di µ = 91,9174 x 0,2945 x 0,8348 0,0367 = 615,7429 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = = Friction factor, f ε di 0,00015 = 0,00002 10,02 = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,8348 = 267,136 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,8348 = 69,264 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,8348 = 33,392 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,8348 = 19,24 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+267,136+69,264+33,392+19,24 = 489,032 ft Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i 0,09 x (0,2945) x 489,032 = 2 x 32,17 x 0,8348 2 = 0,2413 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,2413 = 30,2413 ft.lbf/lbm Daya pompa, P = = Wf ρ Q 550η 30,2413 x 91,9174 x 1,9334 550 x 0,85 = 4,5Hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 4½Hp) LC-18 Pompa separator (P-104) Fungsi = memompakan sabun cair ke tangki pencampur II Jenis = gear type pump Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 290.208,365 kg/jam (177,7169 lb/s) Suhu operasi = 900C Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Densitas fluida, ρ = 5.256 kg/m3 (69,3792 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 177,7169 = 2,5615 ft 3 / s 69,3792 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (2,5615)0,45 x (177,7169)0,13 = 11,68 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 12 in Diameter dalam, di = 12,09 in (1,0073 ft) Diameter luar,do = 12,75 in (1,0621 ft) Tebal dinding, t = 0,280 in (0,0233 ft) Luas muka, a” = 115 in2 (9,5812 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 2,5615 = 0,2673 ft / s 9,5812 = ρ v di µ = 177,7169 x 0,2673 x 1,0073 0,0367 = 1303,8284 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Relative roughness ε = di 0,00015 = 0,00002 12,09 = Friction factor, f = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) 0 = 2 x 160 x 1,0073 = 322,336 ft 6 elbow 90 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 1,0073 = 181,314 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 1,0073 = 40,292 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 1,0073 = 50,365 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+322,336+181,314+40,292+50,365 = 694,307 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i 0,09 x (0,2673) x 694,307 = 2 x 32,17 x 1,0073 2 = 0,0689 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,0689 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 30,0689 ft.lbf/lbm Daya pompa, P Wf ρ Q = 550η = 30,0689 x 177,7169 x 2,5615 550 x 0,85 = 4,5Hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 4½Hp) LC-19 Pompa gliserin (P-105) Fungsi = memompakan gliserin ke tangki pencampur II Jenis = centrifugal aliran radial Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 6.083,3333 kg/jam (3,7254 lb/s) Suhu operasi = 300C Densitas fluida, ρ = 1261 kg/m3 (78,7242 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 60 Cp (0,04037 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 3,7254 = 0,0473 ft 3 / s 78,7245 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (0,0473)0,45 x (78,7242)0,13 = 1,7 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 2 in Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Diameter dalam, di = 2,067 in (0,1722 ft) Diameter luar,do = 2,38 in (0,1983 ft) Tebal dinding, t = 0,145 in (0,0121 ft) Luas muka, a” = 3,35 in2 (0,2790 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 0,0473 = 0,1695 ft / s 0,2790 = ρ v di µ = 78,7242 x 0,1695 x 0,1722 0,04037 = 56,9184 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = = Friction factor, f ε di 0,00015 = 0,00007 2,067 = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,1722 = 55,104 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,1722 = 30,996 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,1722 = 6,888 ft Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,1722 = 8,61 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+55,104+30,996+6,888+8,61 = 201,598 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i 0,09 x (0,1695) x 201,598 = 2 x 32,17 x 0,1722 2 = 0,2776 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,2776 = 30,2776 ft.lbf/lbm Daya pompa, P Wf ρ Q = 550η = 30,2776 x 78,7242 x 0,0473 550 x 0,85 =0,2Hp(dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8Hp) LC-20 Pompa Tangki pencampur (P-106) Fungsi = memompakan larutan sabun ke flash drum Jenis = gear type pump Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Data: Laju alir, F = 108.779,7684 kg/jam (66,6142 lb/s) Suhu operasi = 900C Densitas fluida, ρ = 3151 kg/m3 (196,7169 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 66,6142 = 0,3386 ft 3 / s 196,7169 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (0,3386)0,45 x (196,7169)0,13 = 4 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 4 in Diameter dalam, di = 4,026 in (0,3354 ft) Diameter luar,do = 4,50 in (0,3749 ft) Tebal dinding, t = 0,280 in (0,0233 ft) Luas muka, a” = 12,7 in2 (1,0581 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 0,3386 = 0,3200 ft / s 1,0581 = ρ v di µ = 196,7159 x 0,3200 x 0,3254 0,0367 = 573 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = ε di 0,00015 = 0,00004 4,026 = Friction factor, f = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,3354 = 107,328 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,3354 = 60,372 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,3354 = 13,416 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,3354 = 16,77 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+107,328+60,372+13,416+16,77 = 297,886 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i = 0,09 x (0,3200 ) x 297,886 2 x 32,17 x 0,3354 2 = 0,3976 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 0 + 30x1 + 0,3976 = 30,3976 ft.lbf/lbm Daya pompa, P Wf ρ Q = 550η = 30,3976 x 196,7169 x 0,3386 550 x 0,85 = 4 Hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 4 Hp) LC-21 Pompa flash drum (P-107) Fungsi = memompakan larutan sabun ke vacum dryer Jenis = gear type pump Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 108.779,7684 kg/jam (66,6142 lb/s) Suhu operasi = 900C Densitas fluida, ρ = 3151 kg/m3 (196,7169 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 54,6 Cp (0,0367 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 66,6142 = 0,3386 ft 3 / s 196,7169 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (0,3386)0,45 x (196,7169)0,13 = 4 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Ukuran normal = 4 in Diameter dalam, di = 4,026 in (0,3354 ft) Diameter luar,do = 4,50 in (0,3749 ft) Tebal dinding, t = 0,280 in (0,0233 ft) Luas muka, a” = 12,7 in2 (1,058 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 0,3386 = 0,3200 ft / s 1,0581 = ρ v di µ = 196,7169 x 0,3200 x 0,3354 0,0367 = 573 Dari Appendik C, Alan Foust: Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = = Friction factor, f ε di 0,00015 = 0,00004 4,026 = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) 0 6 elbow 90 standard (L/D = 30) = 2 x 160 x 0,3354 = 107,328 ft = 6 x 30 x 0,3354 = 60,372 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,3354 = 13,416 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,3354 = 16,77 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+107,328+60,372+13,416+16,77 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 297,886 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i = 0,09 x (0,3200 ) x 297,886 2 x 32,17 x 0,3354 2 = 0,3976 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,3976 = 30,3976 ft.lbf/lbm Daya pompa, P Wf ρ Q = 550η = 30,3976 x 196,7169 x 0,3385 550 x 0,85 = 4 Hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 4Hp) LC-22 Pompa Tangki parfum (P-108) Fungsi = memompakan parfum ke vacum spray chamber Jenis = centrifugal aliran radial Material = carbon steel Jumlah = 1 unit Data: Laju alir, F = 4.166,6667 kg/jam (2,5516 lb/s) Suhu operasi = 300C Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Densitas fluida, ρ = 912,28 kg/m3 (56,9536 lb/ft3) Viskositas fluida, µ = 60 Cp (0,04037 lb/ft.s) Spesifikasi pipa Laju volumetrik, Q = = F ρ 2,5516 = 0,0448 ft 3 / s 56,9536 Diameter optimum, Do= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhouse, 1980) = 3,9 x (0,0448)0,45 x (56,9536)0,13 = 1,6 in Dari Appendik C, Alan Foust dipakai pipa: Schedule number = 40 Ukuran normal = 2 in Diameter dalam, di = 2,067 in (0,1722 ft) Diameter luar,do = 2,38 in (0,1983 ft) Tebal dinding, t = 0,145 in (0,0117 ft) Luas muka, a” = 3,35 in2 (0,2790 ft2) Friction Factor Kecepatan linear, v Bilangan Reynold, Re = Q a ′′ = 0,0448 = 0,1606 ft / s 0,2790 = ρ v di µ = 56,9536 x 0,1606 x 0,1722 0,04037 = 39,0158 Dari Appendik C, Alan Foust: Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Digunakan material pipa berupa commercial steel Roughness factor, ε = 0,00015 Relative roughness = ε di 0,00015 = 0,0007 2,067 = Friction factor, f = 0,09 Ekivalensi Pemipaan Pipa lurus = 100 ft Dari Appendik C, Alan Foust 2 gate ½ open (L/D = 160) = 2 x 160 x 0,1722 = 55,104 ft 6 elbow 900 standard (L/D = 30) = 6 x 30 x 0,1722 = 30,996 ft Pipe entrance (k = 0,78; L/D = 40) = 40 x 0,1722 = 6,888 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 50) = 50 x 0,1722 = 8,61 ft Total ekivalensi pemipaan, ΣL = 100+55,104+30,996+6,888+8,61 = 201,598 ft Fraksi pada pipa, Ff = f v 2 ΣL 2g c d i = 0,09 x (0,1606 ) x 201,598 2 x 32,17 x 0,1722 2 = 0,2630 ft.lbf/lbm Daya pompa Efisiensi motor, η = 0,85 Tinggi pemompaan = 30 ft Beda tekanan, ∆P = 0 Psi Kerja pompa, Wf = ∆P ρ + ∆z g + Ff gc = 0 + 30x1 + 0,2630 = 30,2630 ft.lbf/lbm Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Wf ρ Q Daya pompa, P = 550η = 30,2630 x 56,9536 x 0,0448 550 x 0,85 = 0,16 Hp (dipakai pompa dengan daya maksimum 1/8Hp) LC-23 Screw Conveyor (SC-101) Fungsi : Mentransfer EDTA ke tangki pencampur. Jenis : rotary vane feeder. Jumlah : 1 Unit ρ EDTA : 860 kg/m3 = 0,86 lbm/m3 Q (kapasitas yang diperlukan) = 166,67 kg/jam = 0,1667 ton/jam L (panjang) conveyor menurun = 30 m γ (loading efficiency) = 0,32 n (kecepatan putar) = 1 rpm C (faktor kemiringan) = 0,9 D (diameter screw) = 3 4.Q 60.π.0,8.n.γ.ρ.c = 3 4 x0,1667 = 0,26 m = 10 in 60 x3.14 x0,8 x1x0,32 x0,86 x0,9 (Zainuri, 2006) Daya motor yang dibutuhkan ; W0 (faktor gesekan) = 2,5 N0 = = Q.L.W0 - sin β 367 (Zainuri, 2006) 0,1667 x30 x 2,5 - sin 5 = 0,99 kw. 367 Jika efisiensi motor 90 %, maka : N = N0 0,99 = = 1,11 kw = 1,48 hp η 0,9 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LC-24 Belt Conveyor (BC-101) Fungsi : mentransfer sabun ke BSFM Jenis : Horizontal Belt Conveyor Material : Commercial Steel Kondisi Operasi : Temperatur (T) : 300C Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi) Laju bahan yang diangkat : 83.333,3333 kg/jam Faktor kelonggaran : 30% (Class – D27 – Phosphate Rock) (Tabel 21-5, Perry, 1999 ) Kapasitas : 1,03 x 83.333,3333 kg/jam = 85.833,3333 kg/jam = 85,83 ton/jam Untuk Belt Conveyor kapasitas > 32 ton/jam, spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Tabel 21-7, Perry, 1999) 1. Lebar Belt = 14 in = 35 cm 2. Luas Area = 0,11 ft2 = 0,010 m2 3. Kecepatan Belt normal = 200 ft/menit = 61 m/menit 4. Kecepatan Belt maksimum = 300 ft/menit = 91 m/menit 5. Belt Plies minimum =3 6. Belt Plies maksimum =5 7. Kecepatan Belt = 100 ft/menit = 30,5 m/menit 8. Daya motor yang digunakan = 0,44 Hp LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS L.D.1 Pompa Air Sumur Bor (Po – 1) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Fungsi : Memompa air sumur bor ke Bak Pengendapan. Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ............................ (Geankoplis, 1997) = 0,000538 lbm/ft.s ...................... (Kirk Viskositas air (µ) = 0,8007 cP Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft Desain Pompa Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ........................................ (Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0111 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1175 m = 4 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = in Schedule number = 40 Diameter dalam (ID) = 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft Diameter Luar (OD) = 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft Luas Penampang dalam (At) Kecepatan linier, v = = 0,008219 m2 0,0111 m 3 / s Q = =1,3505 m / s = 4,4307 ft/s At 0,008219 m 2 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Bilangan Reynold, NRe = ρ V D (62,158 lbm / ft 3 ) (4,4307 ft / s ) (0,336 ft ) = = 171.999,181 0,000538 lbm / ft.s µ Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m ... (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada NRe = 171.999,181 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,01 ..................................................................... (Fig.12-1, Peters, 2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 150 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13 .................................. (App.C-2a, Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30 .................................... (App.C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ......................(App.C-2a, Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ........................... (App.C-2a, Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 197,544 ft Faktor gesekan , F= f .v 2 . ∑ L (0,01) × (4,4307) 2 × (197,544) = = 1,7936 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. W = ∆Z V2 g + ∆ gc 2ag c + ∆(Pv ) + ΣF ....................................................... (Peters, 2004) Tinggi pemompaan, ∆Z = 30 ft Velocity Head, ∆V 2 =0 2g c Pressure Head, Static head, ∆Z ∆P ρ =0 g = 30 ft.lbf/lbm gc Maka, W = 30 + 0 + 0 + 1,7936 = 31,7936 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q ρ = (31,7936 ft.lbf/lbm)(0,3974 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 785,3524 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P = 785,3524 = 1,6789 Hp 550 x 0,8 Digunakan pompa dengan daya standar 2 Hp L.D.2 Bak Pengendapan ( BP ) Fungsi : tempat menampung air sementara dari pompa sumur bor untuk diproses. Bahan Konstruksi : Beton Bentuk : Persegi Panjang dengan alas datar Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi : Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ............................ (Geankoplis, 1997) Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft.s ...................... (Kirk Othmer,1967) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 62,158 lbm / ft 3 Direncanakan lama penampungan 2 jam Faktor Kelonggaran : 20 % Perhitungan : a. Volume Bak Volume larutan, Vl = 40.246,5507 kg / jam x 2 jam = 81,0319 m 3 3 995,68 kg / m Volume bak, Vt = (1 + 0,2) x 81,0319 m3 = 97,2382 m3 b. Spesifikasi Bak Asumsi apabila : Panjang Bak (P) = 2 x Lebar Bak (L) = Tinggi Bak (T) Maka : Volume Bak 97,2382 m3 L Maka : P T =PxLxT = 2L x L x L = 3,6498 m = 2 x 3,6498 = 7,2996 m = L = 3,6498 m L.D.3 Pompa Bak Pengendapan (Po – 2) Fungsi : Memompa air dari sumur bor ke Bak Pengendapan. Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 .......................(Geankoplis, 1997) Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft.s................. (Kirk Othmer,1967) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 62,158 lbm / ft 3 Desain Pompa Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ....................................(Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0111 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1175 m = 4 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 4 in Schedule number = 40 Diameter dalam (ID) = 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft Diameter Luar (OD) = 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft Luas Penampang dalam (At) Kecepatan linier, v = = 0,008219 m2 0,0111 m 3 / s Q = =1,3505 m / s = 4,4307 ft/s At 0,008219 m 2 Bilangan Reynold, NRe == ρ V D (62,158 lbm / ft 3 ) (4,4307 ft / s ) (0,336 ft ) = = 171.999,181 0,000538 lbm / ft.s µ Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m ... (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada NRe = 171.999,181 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Maka harga f = 0,01 ..................................................................... (Fig.12-1, Peters, 2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 25 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13 .................................. (App.C-2a, Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30 .................................... (App.C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ..................... (App.C-2a, Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ........................... (App.C-2a, Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,544 ft Faktor gesekan , F= f .v 2 . ∑ L (0,01) × (4,4307) 2 × (72,544) = = 0,6587 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z V2 g + ∆ gc 2ag c + ∆(Pv ) + ΣF ........................................................ (Peters, 2004) Tinggi pemompaan, ∆Z = 30 ft Velocity Head, ∆V 2 =0 2g c Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Pressure Head, Static head, ∆Z ∆P ρ =0 g = 30 ft.lbf/lbm gc Maka, W = 30 + 0 + 0 + 0,6587 = 30,6587 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q ρ = (30,6587 ft.lbf/lbm)(0,3974 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 757,3186 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P = 757,3186 = 1,6199 Hp 550 x 0,8 Digunakan pompa dengan daya standar 2 Hp L.D.4 Sand Filter ( SF ) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang terbawa dalam air yang keluar dari clarifier Jenis : Selinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan Konstruksi Jumlah : Carbon steel SA – 283 grade C : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ............. (Geankoplis, 1997) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan = 20 % F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 62,158 lbm / ft 3 Sand filter direncanakan untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan : a. Volume Tangki Volume air, Vl = 40.246,5507 kg / jam x 0,25 jam =10,1289 m 3 3 995,68 kg / m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 10,1289 m3 = 12,1548 m3 b. Spesifikasi Tangki Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 1 : 2 Vtotal = 1 πD 2 H 4 12,1548 m3 = 1 πD 2 (2 D) 4 12,1548 m3 = 1 3 πD 2 (Brownell, 1959) D = 1,9783 m Maka, D = 1,9783 m H = 3,9565 m Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 1,9783 m Hh = 1/6 D Tinggi tutup = 1 x (1,9783 m) = 0,3297 m 6 Tinggi tangki total = 1 x 2(0,3297) = 0,6594 m Tebal Silinder dan Tutup Tangki Tinggi penyaring (Hp) = 1 x 3,9565 = 0,9891 m 4 Tinggi cairan dalam tangki (Hs) = P air vl vtotal x H= 10,1289 x 3,9891 m = 3,3242 m 12,1548 = ρ x g x Hs = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,3242 m = 32,4366 kPa P penyaring = ρ x g x HP = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,9891 m = 9,6513 kPa Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 32,4366 kPa + 9,6513 kPa + 101,325 kPa = 143,4129 kPa Faktor kelonggaran 5 % Maka, P desain = (1,05) x 143,4129 kPa = 150,5836 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 = 12.650 ............................................ (Peters,2004) Allowable stress (S) psi = 87.218,714 ....... (Brownell,1959) Tebal Shell, t = PD 2 SE − 1,2 P ........................................................... (Peters,2004) Maka, tebal shell : t= (150,5836 kPa) (1,9783 m) = 0,002 m = 0,0794 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(150,5836) Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0794 in + 1/8 in = 0,1766 in Tebal Shell standard yang digunakan = 3/16 in ........................... (Brownell,1959) Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 3/16 in L.D.5 Pompa Sand Filter (Po – 3) Fungsi : Memompa air dari sand filter ke menara air. Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi Jumlah : Commercial steel : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ............................ (Geankoplis, 1997) = 0,000538 lbm/ft.s ...................... (Kirk Viskositas air (µ) = 0,8007 cP Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft Desain Pompa Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ........................................ (Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0111 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1175 m = 4 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 4 in Schedule number = 40 Diameter dalam (ID) = 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft Diameter Luar (OD) = 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft Luas Penampang dalam (At) = 0,008219 m2 0,0111 m 3 / s Q Kecepatan linier, v = = =1,3505 m / s = 4,4307 ft/s At 0,008219 m 2 Bilangan Reynold, NRe == ρ V D (62,158 lbm / ft 3 ) (4,4307 ft / s ) (0,336 ft ) = = 171.999,181 0,000538 lbm / ft.s µ Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 m ... (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada NRe = 171.999,181 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,01 ..................................................................... (Fig.12-1, Peters, 2004) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 30 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13 .................................. (App.C-2a, Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30 .................................... (App.C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ..................... (App.C-2a, Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ........................... (App.C-2a, Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 77,544 ft Faktor gesekan , F= f .v 2 . ∑ L (0,01) × (4,4307) 2 × (77,544) = = 0,1589 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z V2 g + ∆ gc 2ag c + ∆(Pv ) + ΣF ........................................................ (Peters, 2004) Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft ∆V 2 Velocity Head, =0 2g c Pressure Head, ∆P ρ =0 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Static head, ∆Z g = 10 ft.lbf/lbm gc Maka, W = 10 + 0 + 0 + 0,1589 = 10,1589 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q ρ = (10,1589 ft.lbf/lbm)(0,3974 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 250,9409 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P = 250,9409 = 0,5368 Hp 550 x 0,8 Digunakan pompa dengan daya standar 1 Hp L.D.6 Menara Air ( MA ) Fungsi :Menampung air sementara untuk didistribusikan ke unit lain, dan sebagian dipakai sebagai air domestik. Jenis : Selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan Konstruksi : Carbon steel SA – 283 grade C Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Laju alir massa (F) Densitas air (ρ) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ............................ (Geankoplis, 1997) Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft.s ................. (Kirk Othmer,1967) F Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft = 20 % Tangki direncanakan menampung air setiap 1 jam Perhitungan : a. Volume Tangki Volume air, Vl = 40.246,5507 kg / jam x 1 jam = 40,5159 m 3 3 995,68 kg / m Volume tangki, Vt = (1 + 0,2) x 40,5159 m3 = 48,6191 m3 b. Spesifikasi Tangki Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Silinder (Shell) Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4 Vs = π D2 4 (Brownell, H 1959) Maka, Vs = π D2 4 Vs = D 3 4 π D3 48,6191 m3 = 3 π D3 3 Maka, D = 3,5947 m H = 4,7929 m Tinggi air dalam tangki (Hs) = vl vtotal x H= 40,5159 x 4,7929 m = 3,9941 m 48,6191 Tebal Tangki Tekanan hidrostatik P air = ρ x g x Hs = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 3,9941 m = 38,9463 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 38,9463 kPa + 101,325 kPa = 140,2713 kPa Faktor kelonggaran 20 % Maka, P desain = (1,2) x 140,2713 kPa = 168,3255 kPa Joint Efficiency (E) = 0,85 ............................................................... (Peters,2004) Allowable stress (S) = 12.650 psi = 87.218,714 kPa ................... (Brownell,1959) Tebal Shell, t = PD 2 SE − 1,2 P ........................................................... (Peters,2004) Maka, tebal shell : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. t= (168,3255 kPa) (3,5947 m) = 0,0041 m = 0,1616 in 2 (87.218,714 kPa)(0,85) − 1,2(168,3255) Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,1616 in + 1/8 in = 0,2866 in Tebal Shell standard yang digunakan = 3/16 in (Brownell,1959) Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan ditetapkan tebal tutup 3/16 in L.D.7 Penukar Kation / Cation Exchanger ( CE ) Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air Tipe : silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53 grade B Kondisi penyimpanan : Temperatur = 28°C Tekanan Densitas air (ρ) = 1 atm = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 .................... (Geankoplis, 1997) Viskositas air (µ) = 0,000538 lbm/ft.s .............. (Kirk = 0,8007 cP Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = Faktor keamanan F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft = 20 % Ukuran Cation Exchanger Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar kation = 2 ft = 0,6096 m - Luas penampang penukar kation = 0,78544 ft2 - Tinggi resin dalam cation exchanger = 2,5 ft - Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,3048 m Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Sehingga tinggi cation exchanger = 0,9144 + 0,3048 = 1,2192 m = 3,9999 ft Diameter tutup = diameter tangki = 0,6096 m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E) : 0,8 -Faktor korosi : 1/8 in .................................... (Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po : 1 atm = 14,7 Psi - Faktor Keamanan : 20 % - Tekanan desain, P = 1,2 x14,7 = 17,64 Psi Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (2 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,1363 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi) t= Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in............................. (Brownell,1959) L.D.8 Tangki Pelarutan H2SO4 (T – 1) Fungsi : Tempat membuat larutan H2SO4. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-53 grade B. Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm - H2SO4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50 % (% berat) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. - Densitas H2SO4 (ρ) = 1.387 kg/m3 = 85,587 lbm/ft3 .................... (Perry, 1999) - Laju alir massa H2SO4 = 0,0392 kg/jam - Kebutuhan perancangan = 1 hari - Faktor keamanan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl = = 20% 0,0392 kg/jam × 24 jam / hari × 30 hari = 0,0128 m3 3 0,5 × 1.387 kg/m Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0128 m3 = 0,0153 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3 1 πD 2 H 4 1 3 0,0153 m 3 = πD 2 D 4 4 3 0,0153 m 3 = πD 3 16 Maka: V= D = 0,2962 m = 0,9718 ft H = 0,2222 m = 0,7288 ft Tinggi larutan H2SO4 dalam tangki = 0,0153m 3 1 π (0,2962m) 2 4 = 0,2224 m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E) : 0,8 - Faktor korosi : 1/8 in .................................... (Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po : 1 atm = 14,7 Psi - Faktor Keamanan : 20 % - Tekanan desain, P = 1,2 x14,7 = 17,64 Psi Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (0,9718 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,1318 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi) t= Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in ............................. (Brownell,1959) Daya Pengaduk : Dt/Di = 3, Baffel = 4 ...................................................................... (Brownell, 1959) Dt = 0,9718 ft Di = 0,3239 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas H2SO4 50 % = 3,4924 x 10-4 lbm/ft.det .................. (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, NRe = ρ .N.D (85,5874)(1)(0,9718) = = 238.156,6697 µ (3,4924.10 − 4 ) Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk NRe = 238.156,6697 diperoleh Np = 0,9. Sehingga : Np.N 3 .Di 5 .ρ P = ...................................................................... (Geankoplis, gc 1997) = (0,9)(1) 3 (0,3239) 5 (85,587) = 0,0085 32,174 Efesiensi penggerak motor = 80 % Daya penggerak motor = 0,0085 = 0,0101Hp 0,8 L.D.9 Tangki Pelarutan NaOH (T – 2) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah : 1 unit Laju alir massa NaOH = 0,2589 kg/jam Waktu regenerasi = 24 jam NaOH yang dipakai berupa larutan 10% (% berat) Densitas larutan NaOH 10% = 1.518 kg/m3 = 94,765 lbm/ft3 ........... (Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20% Ukuran Tangki Volume larutan, Vl = 0,2589 kg/jam × 24 jam × 30 hari = 0,0308 m3 3 0,1 × 1.518 kg/m Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0308 m3 = 0,0369 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3 1 πD 2 H 4 1 3 0,0308 m 3 = πD 2 D 4 4 3 0,0308 m 3 = πD 3 16 Maka: V= D = 0,3740 m = 1,2270 ft H = 0,2805 m = 0,9203 ft Tinggi larutan NaOH dalam tangki = 0,0308m 3 1 π (0,3740 m) 2 4 = 0,2805 m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. - Efisiensi sambungan (E) : 0,8 -Faktor korosi : 1/8 in (Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po : 1 atm = 14,7 Psi - Faktor Keamanan : 20 % - Tekanan desain, P = 1,2 x14,7 = 17,64 Psi Tebal Dinding tangki cation exchanger: PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (1,2270 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,1337 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi) t= Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in (Brownell,1959) Daya Pengaduk : Dt/Di = 3, Baffel = 4 (Brownell, 1959) Dt = 1,2270 ft Di = 0,409 ft Kecepatan Pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10 % = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold, NRe = ρ .N.D (94,765)(1)(1,2270) = = 270.285,1116 µ (4,302.10 − 4 ) Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1997) untuk NRe = 270.285,1116 diperoleh Np = 0,9. Sehingga : Np.N 3 .Di 5 .ρ P= gc (Geankoplis, 1983) = (0,9)(1) 3 (0,409) 5 (94,765) = 0,0303 32,174 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Efesiensi penggerak motor = 80 % Daya penggerak motor = 0,0303 = 0,0379 Hp 0,8 L.D.10 Pompa Kation Exchanger (Po – 5) Fungsi : Memompa air dari cation exchanger ke anion exchanger. Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi Temperatur = 30 oC Tekanan = 1 atm Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 ..................................... (Perry, 1999) = 0,000538 lbm/ft.s ...................... (Kirk Viskositas air (µ) = 0,8007 cP Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Laju alir volumetric, Q = F ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft Desain Pompa Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ........................................ (Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0111 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1175 m = 4 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 4 in Schedule number = 40 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Diameter dalam (ID) = 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft Diameter Luar (OD) = 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft Luas Penampang dalam (At) Kecepatan linier, v = = 0,008219 m2 0,0111 m 3 / s Q = =1,3505 m / s = 4,4307 ft/s At 0,008219 m 2 Bilangan Reynold, NRe == ρ V D (62,158 lbm / ft 3 ) (4,4307 ft / s ) (0,336 ft ) = = 171.999,181 0,000538 lbm / ft.s µ Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 ...... (Fig.12-1, Peters, 2004) 0,000046 m Pada NRe = 171.999,181 diperoleh harga ε = = 0,00045 D 0,1023 m Maka harga f = 0,01 ..................................................................... (Fig.12-1, Peters, 2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 10 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13 .................................. (App.C-2a, Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30 .................................... (App.C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 ..................... (App.C-2a, Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 ........................... (App.C-2a, Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 57,544 ft Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Faktor gesekan , F= f .v 2 . ∑ L (0,01) × (4,4307) 2 × (57,544) = = 0,5225 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z V2 g + ∆ gc 2ag c + ∆(Pv ) + ΣF ........................................................ (Peters, 2004) Tinggi pemompaan, ∆Z = 15 ft Velocity Head, Pressure Head, Static head, ∆Z ∆V 2 =0 2g c ∆P ρ =0 g = 15 ft.lbf/lbm gc Maka, W = 15 + 0 + 0 + 0,5225 = 15,5225 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q ρ = (15,5225 ft.lbf/lbm)(0,3974 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 383,4304 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P = 383,4304 = 0,8202 Hp 550 x 0,8 Digunakan pompa dengan daya standar 1 Hp L.D.11 Tangki Kaporit (T – 3) Fungsi : Tempat membuat larutan tangki Kaporit Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283, grade C Jumlah : 1 unit Laju alir massa kaporit = 0,0028 kg/jam Waktu regenerasi = 24 jam (Ca(ClO)2) yang dipakai berupa larutan 50% (% berat) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Densitas kaporit (Ca(ClO)2) = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3 ............. (Perry, 1999) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20% Ukuran Tangki Volume larutan, Vl = 0,0028 kg/jam × 24 jam × 30 hari = 0,0032 m3 3 0,5 × 1.272 kg/m Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0032 m3 = 0,0038 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 1 πD 2 H 4 1 3 0,0038 m 3 = πD 2 D 4 2 3 0,0038 m 3 = πD 3 8 Maka: V= D = 0,1478 m = 0,4849 ft H = 0,2217 m = 0,7274 ft Tinggi larutan dalam tangki = 0,0032m 3 1 π (0,1478 m) 2 4 = 0,1871m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E) : 0,8 -Faktor korosi : 1/8 in .................................... (Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po : 1 atm = 14,7 Psi - Faktor Keamanan : 20 % - Tekanan desain, P = 1,2 x14,7 = 17,64 Psi Tebal Dinding tangki cation exchanger: Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (0,4849 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,128 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi) t= Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in ............................ (Brownell,1959) L.D.12 Ketel Uap ( KU ) Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses. Jenis : Water tube boiler Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah Data : 1 unit : Uap jenuh: suhu 1400C tekanan 140oC dan 3,1216 atm Kalor laten steam (H) = 763,1 kJ/kg = 328,074 Btu/lbm (Smith, dkk.,1987) Kebutuhan uap = 19.353,2941 kg/jam = 43.749,5784 lbm/jam Menghitung Daya Ketel Uap: W= 34,5 x P x 970,3 H Dimana: P = daya boiler, hp W = kebutuhan uap, lbm/jam H = kalor laten steam, Btu/lbm Maka, P= 43.749,5784 x 328,074 = 428,7662 hp 34,5 x 970,3 Menghitung Jumlah Tube Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 1 ft2/hp Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 1 ft2/hp = 428,7662 hp x 1 ft2/hp Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = 428,7662 ft2 Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi: - Panjang tube, L = 12 ft - Diameter tube 3 in - Luas permukaan pipa, a’ = 0,917 ft2/ft (Kern, 1965) Sehingga jumlah tube, Nt = A 428,7662 = = 38,9645 buah L x a ' 12 x 0,917 Jadi tube yang digunakan 39 buah. L.D.13 Deaerator ( DE ) Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk : Silinder tegak dengan tutup dan alas ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah :1 Kondisi operasi : Temperatur = 1400C Tekanan Kebutuhan Perancangan : Laju alir massa (F) = 3,1216 atm 24 jam = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 Faktor keamanan = 62,141 lbm/ft3 = 20 % Perhitungan Ukuran Tangki Volume larutan, Vl = 40.246,5507 kg/jam x 12 jam x 1 hari 995,68 kg/m 3 = 486,1911 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 486,1911 m3 = 583,4294 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 1 πD 2 H 4 1 3 583,4294 m 3 = πD 2 D 4 2 3 583,4294 m 3 = πD 3 8 Maka: V= D = 7,9130 m = 25,9610 ft H = 11,8695 m = 38,9414 ft Tinggi air dalam tangki = 583,4294m 3 1 π (7,9130 m) 2 4 = 11,8695 m Tebal dinding tangki : Direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53 grade B. Dari Brownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data : - Allowable working stress (S) : 18.750 Psi - Efisiensi sambungan (E) : 0,8 -Faktor korosi : 1/8 in (Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, Po : 1 atm = 14,7 Psi - Faktor Keamanan : 20 % - Tekanan desain, P = 1,2 x14,7 = 17,64 Psi Tebal Dinding silinder tangki : PD + CA 2SE − 1,2P (17,64 Psi) (25,9610 ft)(12 in/ft) = + 0,125in = 0,3032 in 2(18.750 Psi)(0,8) − 1,2(17,64 Psi) t= Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tebal shell standar yang digunakan = 3/16 in (Brownell,1959) L.D.14 Pompa Deaerator (Po – 6) Fungsi : untuk memompakan air dari deaerator ke ketel uap Jenis : centrifugal pump Bahan Konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi Operasi - Temperatur = 30 oC - Tekanan = 1 atm = 995,68 kg/m3 = 62,158 lbm/ft3 Densitas air (ρ) (Perry, 1999) Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,000538 lbm/ft.s (Kirk Othmer,1967) Laju alir massa (F) = 40.246,5507 kg/jam = 24,7034 lbm/s F Laju alir volumetric, Q = ρ = 24,7034 lbm / s = 0,3974 ft 3 / s = 0,0111 m3/s 3 62,158 lbm / ft Desain Pompa : Di,opt = 0,363 (Q) 0,45 (ρ) 0,13 ...................................................... (Per.12-15, Peters, 2004) = 0,363 (0,0111 m3/s)0,45.(995,68 kg/m3) 0,13 = 0,1175 m = 4 in Ukuran Spesifikasi Pipa Dari Appendix A.5 Geankoplis, 1997, dipilih pipa commercial steel dengan ukuran sebagai berikut : Ukuran pipa nominal = 4 in Schedule number = 40 Diameter dalam (ID) = 4,026 in = 0,1023 m = 0,336 ft Diameter Luar (OD) = 4,500 in = 0,1143 m = 0,375 ft Luas Penampang dalam (At) = 0,008219 m2 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kecepatan linier, v = 0,0111 m 3 / s Q = =1,3505 m / s = 4,4307 ft/s At 0,008219 m 2 Bilangan Reynold, NRe == ρ V D (62,158 lbm / ft 3 ) (4,4307 ft / s ) (0,336 ft ) = = 171.999,181 0,000538 lbm / ft.s µ Karena NRe > 4100, maka aliran turbulen Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 0,000046 ....... (Fig.12-1, Peters, 2004) Pada NRe = 171.999,181 diperoleh harga ε D = 0,000046 m = 0,00045 0,1023 m Maka harga f = 0,01 (Fig.12-1, Peters, 2004) Instalasi pipa - Panjang pipa lurus, L1 = 25 ft - 1 buah gate valve fully open ; L/D = 13 (App.C-2a, Foust,1980) L2 = 1 x 13 x 0,336 = 4,368 ft - 2 buah standard elbow 90o ; L/D = 30 (App.C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,336 = 20,16 ft - 1 buah sharp edge entrance ;K = 0,5; L/D = 27 (App.C-2a, Foust,1980) L4 = 0,5 x 27 x 0,336 = 4,536 ft - 1 buah sharp edge exit ; K = 1,0 ; L/D = 55 (App.C-2a, Foust,1980) L5 = 1,0 x 55 x 0,336 = 18,48 ft Panjang pipa total (ΣL) = 72,544 ft Faktor gesekan , Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. F= f .v 2 . ∑ L (0,01) × (4,4307) 2 × (72,544) = = 0,6587 ft.lbf / lbm 2 g c .D 2(32,174)(0,336) Kerja Pompa : Dari persamaan Bernoulli : W = ∆Z V2 g + ∆ gc 2ag c + ∆(Pv ) + ΣF (Peters, 2004) Tinggi pemompaan, ∆Z = 15 ft Velocity Head, Pressure Head, Static head, ∆Z ∆V 2 =0 2g c ∆P ρ =0 g = 15 ft.lbf/lbm gc Maka, W = 15 + 0 + 0 + 0,6587 = 15,6587 ft.lbf/lbm Daya Pompa P = W Q ρ = (15,6587 ft.lbf/lbm)(0,3974 ft3/s)(62,158 lbm/ft3) = 386,7948 ft.lbf/s Efisiensi pompa 80% : P = 386,7948 = 0,8274 Hp 550 x 0,8 Digunakan pompa dengan daya standar 1 Hp Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI Perhitungan analisa ekonomi dalam Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat ini menggunakan beberapa asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 300 hari dalam setahun 2. Kapasitas maksimum adalah 600.000 ton/tahun 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang 4. Harga alat disesuaikan Mei 2009, dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 10.310,- (Harian Analisa 27 Mei, 2009) LE.1. Modal Investasi Tetap LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) LE.1.1.1. Biaya Tanah Lokasi Pabrik Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp. 180.000,-/m2 Luas tanah seluruhnya = 10.000 m2 Harga tanah seluruhnya = 10.000 m2 x Rp 180.000,-/m2 = Rp 1.800.000.000,Harga perataan tanah diperkirakan 5% dari harga tanah seluruhnya (Timmerhaus, 1991) Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 1.800.000.000,- = Rp. 90.000.000,- Total biaya tanah (A) = Rp. 1.800.000.000,- + Rp. 90.000.000,= Rp. 1.710.000.000,- LE.1.1.2. Harga Bangunan Tabel LE-1 Perincian harga bangunan No Jenis areal Luas 2 (m ) Harga/m2 (Rp) Harga total (Rp) 1 Area proses 1600 3.000.000,- 4.800.000.000,- 2 Area produk 300 1.000.000,- 300.000.000,- 3 Bengkel 150 500.000,- 75.000.000,- 4 Area bahan baku 300 750.000,- 225.000.000,- 5 Pengolahan limbah 400 400.000,- 160.000.000,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 6 Laboratorium 150 1.000.000,- 150.000.000,- 7 Stasiun operator 80 1.000.000,- 80.000.000,- 8 Pengolahan air 500 750.000,- 375.000.000,- 9 Pembangkit listrik 100 1.000.000,- 100.000.000,- 10 Unit pemadam kebakaran 80 1.500.000,- 120.000.000,- 11 Perpustakaan 100 1.000.000,- 100.000.000,- 12 Kantin 100 500.000,- 50.000.000,- 13 Parkir 150 200.000,- 30.000.000,- 14 Perkantoran 200 1.000.000,- 200.000.000,- 15 Daerah perluasan 800 200.000,- 160.000.000,- 16 Pos keamanan 32 750.000,- 24.000.000,- 17 Tempat berkumpul darurat 200 200.000,- 40.000.000,- 18 Tempat ibadah 100 500.000,- 50.000.000,- 19 Poliklinik 64 750.000,- 48.000.000,- 20 Perumahan karyawan 1000 1.500.000,- 1.500.000.000,- 21 Taman 450 100.000,- 45.000.000,- 22 Jalan 1600 200.000,- 320.000.000,- 23 Sarana olah raga 600 100.000,- 60.000.000,- Total 10.000 - 9.012.000.000,- Total Biaya bangunan dan Sarana (B) = Rp. 9.012.000.000,- LE.1.1.3. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: X Cx = Cy 2 X1 Dimana m Ix I y (Timmerhaus, 2004) Cx = Harga peralatan pada tahun 2009 Cy = Harga peralatan pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = Kapasitas alat yang tersedia X2 = Kapasitas alat yang diinginkan Ix= = Indeks harga pada tahun 2009 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Iy = Indeks harga pada tahun yang tersedia m = faktor eksponensial (tergantung jenis alat) Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi koefisien korelasi : [n.∑ X .Y − ∑ X .∑ Y ] r= i i i i [n.∑ X i − ( X i ) 2 x(n∑ Yi − (∑ Yi ) 2 ] 2 2 (Montgomery, 1992) Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift Tahun Indeks X1 (Y1) 1 1987 2 Xi2 Yi2 XiYi 814 3948169 662596 1617418 1988 852 3952144 725904 1693776 3 1989 895 3956121 801025 1780155 4 1990 915,1 3960100 837403 1821049 5 1991 930,6 3964081 866016 1852824,6 6 1992 943,1 3968064 889438 1878655,2 7 1993 964,2 3972049 929682 1921650,6 8 1994 993,4 3976036 986844 1980839,6 9 1995 1027,5 3980025 1055756 2049862,5 10 1996 1039,1 3984016 1079729 2074043,6 11 1997 1056,8 3988009 1116826 2110429,6 12 1998 1061,9 3992004 1127632 2121676,2 13 1999 1068,3 3996001 1141265 2135531,7 14 2000 1089,0 4000000 1185921 2178000,0 15 2001 1095,9 4004001 1196617 2188893,9 16 2002 1102,5 4008004 1215506 2207205,0 Total 31912 15846,4 63648824 15818164 31612010,5 N Sumber: Timmerhaus , 2004 Data : n = 16 ∑Xi = 31912 ∑Yi = 15846,4 ∑XiYi = 31612010,5 ∑Xi2 = 63648824 ∑Yi2 = 15818164 Dengan memasukkan harga pada Tabel LE.2 , maka diperoleh harga koefisien korelasi: Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. [(16)(31612010,5) − (31912)(15846,4)] r= [(16)(63648824) − (31912) 2 ]x[(16)(15818164) − (15846,4) 2 ] =1 Harga koefisien +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antara variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier, Y = a + b X Dengan Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2009) X = variabel tahun ke n – 1 a,b = tetapan persamaan regresi Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan, lebih dahulu dicari tetapan a dan b : (Montgomery, 1992) [ΣX a= 2 1 ] xΣY1 − [ΣX 1 xΣ( X 1 .Y1 )] (n.∑ X i ) − (∑ X i ) 2 b= 2 (n.∑ X iYi ) − (∑ X i ∑ Yi ) (n.∑ X i ) − (∑ X i ) 2 2 Jika disubtitusikan harga pada tabel LE. 2, diperoleh harga a= b= [63648824 x15846,4] − [31912 x 31612010,5)] = -36351,8529 (16 x 63648824) − (31912) 2 [16 x 31612010,5] − [31912 x 15846,4)] (16 x 63648824) − (31912) 2 = 18,7226 Sehingga persamaan regresi linier adalah: Y = a + b.X Y = -36351,8529 + 18,7226 x X Dengan demikian harga indeks pada tahun 2009 (X = 2009) adalah Y2008 = -36351,8529 + 18,7226 (2009) Y = 1243,1279 Perhitungan harga peralatan menggunakan adalah eksponensial (m) Marshall & Swift. Harga faktor eksponen beracuan pada Tabel 6.4 Timmerhaus (2004). Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya dianggap 0,6 (Timmerhaus, 2004). Tabel LE.3 Beberapa tipe harga eksponensial peralatan dengan metode Marshall & Swift Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Peralatan Batasan Ukuran Satuan Eksponen (m) Reaktor 102 - 104 Gallon 0,54 Pompa sentrifugal 0,5 – 1,5 Hp 0,63 Pompa sentrifugal 1,5 – 40 Hp 0,09 Tangki 102 - 104 Gallon 0,49 10 - 102 ft2 1 – 10 m2 Dryer 0,76 Sumber : Timmerhaus, 2004 Contoh perhitungan estimasi harga peralatan Nama alat : Tangki Gliserin Jumlah : 1 unit Kapasitas (X2) = 46,31 m3 (Lampiran C) X1 = 1 m3 (Timmerhaus, 2004) Cy = US$ 6.900,- (Timmerhaus, 2004) Ix 2008 = 1.243,1279 Iy 2002 = 1.102,5 m = 0,49 Maka, 46,31 Cx = US$ 6.900,- x 1 0 , 49 1.243,1279 x x Rp 10.310,-/US$ 1.102,5 = Rp 391.242.386,-/unit Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat yang digunakan dalam proses yang dapat dilihat pada Tabel. LE. 4 sedangkan harga peralatan yang digunakan pada utilitas dapat dilihat pada Tabel. LE. 5 di bawah ini : Tabel LE. 4 Perkiraan Harga Peralatan Proses No 1 2 3 4 Nama Alat Tangki RBDPS Gudang NaOH Tangki Reaktor* Tangki Gliserin Unit 3 1 1 1 Harga/unit Harga Total (Rp) (Rp) 591.033.600,408.946.998,407.984.503,391.242.386,- 1.773.100.800,408.946.998,407.984.503,391.242.386,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Tangki EDTA Tangki Pencampur* Tangki Parfum Mixer Separator* Flash Drum* Vacum Dryer* Cyclone * BSFM* Gudang Produk Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Pompa 7 Pompa 8 Screw Conveyor* Belt Conveyor* Elevator* 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 173.852.069,367.164.824,216.825.291,260.720.341,437.422.129,368.159.596,989.852.673,520.167.886,843.320.876,364.600.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,87.200.000,86.500.000,143.729.629,- Total 173.852.069,367.164.824,216.825.291,260.720.341,437.422.129,368.159.596,989.852.673,520.167.886,843.320.876,364.600.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,8.000.000,87.200.000,86.500.000,143.729.629,7.904.790.001,- Tabel LE.5 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas No 1 2 3 4 5 6 7 Nama Alat Bak Pengendapan Sand Filter Menara Air Tangki Kaporit Tangki H2SO4 Tangki NaOH Cation Exchanger* Unit 1 1 1 1 1 1 1 Harga/unit Harga Total (Rp) (Rp) 614.285.221,176.407.324,405.277.105,6.044.117,3.598.573,5.362.041,114.585.646,- 614.285.221,176.407.324,405.277.105,6.044.117,3.598.573,5.362.041,114.585.646,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Anion Exchanger* Deaerator* Boiler* Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Genset 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Total 114.585.646,56.841.935,92.725.265,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,150.248.066,- 114.585.646,56.841.935,92.725.265,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,5.000.000,150.248.066,1.769.924.939,- Ket : *) untuk peralatan impor Untuk harga alat impor sampai dilokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut: 1. Biaya transportasi =5% 2. Biaya asuransi =1% 3. Bea masuk = 15 % (Rusjdi, 2004) 4. PPn = 10 % (Rusjdi, 2004) 5. PPh = 10 % (Rusjdi, 2004) 6. Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 % 7. Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 % 8. Transportasi lokal = 0,5 % 9. Biaya tidak terduga = 0,5 % Total = 43 % Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : 1. PPn = 10 % (Rusjdi, 2004) 2. PPh = 10 % (Rusjdi, 2004) 3. Transportasi lokal = 0,5 % 4. Biaya tidak terduga = 0,5 % Total = 21 % Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (Purchased Equipment Delivered) adalah : = (1,43 x (Rp. 4.251.502.116,- + Rp. 378.738.492,-) + (1,21 x (Rp. 3.653.287.885,- + Rp. 1.391.186.447,-)) = Rp. 12.725.058.010,Biaya pemasangan diperkirakan 15% dari haraga peralatan (Timmerhaus,2004) Biaya pemasangan = 0,15 x Rp 12.725.058.010,= Rp 1.908.758.701,- LE.1.1.4 Harga Peralatan Terpasang (HPT) Harga Peralatan Terpasang (C) = Rp 12.725.058.010,-+Rp. 1.908.758.701,= Rp. 14.633.816.711,- LE.1.1.5 Instrumentasi dan Alat Kontrol Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 10 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,1 x Rp. 14.633.816.711,=Rp. 1.463.381.671,- LE.1.1.6 Biaya Perpipaan Diperkirakan biaya perpipaan 80 % dari HPT Biaya perpipaan (E) (Peters, dkk. 2004). = 0,8 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 11.707.053.369,- LE.1.1.7 Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya instalasi listrik (F) = 0,1 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 1.463.381.671,LE.1.1.8 Biaya Insulasi Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT. (Peters dkk. 2004) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Biaya insulasi (G) = 0.08 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 1.170.705.337,- LE.1.1.9 Biaya Inventaris Kantor Diperkirakan biaya inventaris kantor 1 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya inventaris kantor (H) = 0,01 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 146.338.167,- LE.1.1.10 Biaya Fasilitas Servis Diperkirakan biaya fasilitas servis 1 % dari HPT (Peters, dkk. 2004). Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (I) = 0,01 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 146.338.167,- LE.1.1.11 Sarana Transportasi Sarana transportasi untuk mempermudah pekerjaan dapat dilihat pada tabel LE.6 dibawah ini. Tabel LE.6 Rincian Biaya Sarana Transportasi Peruntukan Dewan Komisaris Unit Tipe 2 Sedan Altis Harga/unit (Rp) 250.000.000 Harga Total (Rp) 500.000.000 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Direktur 1 Kijang Inova 170.000.000 170.000.000 Manager 4 Sedan Soluna 150.000.000 900.000.000 Kepala Bagian 6 Toyota Avanza 110.000.000 660.000.000 Kepala Seksi 7 Sedan timor 90.000.000 630.000.000 Bus Karyawan 2 Bus 300.000.000 600.000.000 Truk 3 Tuk 200.000.000 600.000.000 Ambulance 1 Mini Bus 200.000.000 200.000.000 Pemadam Kebakaran 1 Truk Tangki 360.000.000 360.000.000 Total 4.620.000.000 Total biaya sarana transportasi (J) adalah sebesar Rp. 4.620.000.000,- Total Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) MITL = A + B+ C + D + E + F + G + H + I + J = Rp 46.073.015.093,- LLE.1.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) LLE.1.2.1 Pra Investasi Diperkirakan 7 % dari modal investasi tetap langsung (MITL) (Peters, dkk., 2004) Pra Investasi (K) = 0,07 x Rp. 46.073.015.093,= Rp. 3.225.111.057,- LE.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi Diperkirakan 10 % dari modal investasi tetap langsung (MITL) (Peters, dkk., 2004) Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,1 x Rp. 46.073.015.093,= Rp. 4.607.301.509,Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LE.1.2.3 Biaya Legalitas Diperkirakan 4 % dari modal investasi tetap langsung (MITL) (Peters, dkk., 2004) Biaya Legalitas (M) = 0,04 x Rp. 46.073.015.093,= Rp. 1.842.920.604,- LE.1.2.4 Biaya Kontraktor Diperkirakan 10 % dari MITL (Peters, dkk. 2004) Biaya Kontraktor (N) = 0,1 x Rp. 46.073.015.093,= Rp. 4.607.301.509,- LE.1.2.5 Biaya Tidak Terduga Diperkirakan 10 % dari total harga peralatan Biaya Tidak Terduga (O) (Peters, dkk. 2004) = 0,1 x Rp. 46.073.015.093,= Rp. 4.607.301.509,- Total MITTL =K+L+M+N+O = Rp. 18.889.936.188,- Total MIT = MITL +MITTL = ( Rp. 46.073.015.093,- + Rp. 18.889.936.188,- ) = Rp. 64.962.951.281,- LE.2 Modal Kerja Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik hasil penjualan dan memutar keuangannya. Modal kerja dihitung untuk mengoperasikan pabrik selama 3 bulan (90 hari). Modal kerja terdiri dari : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LE.2.1 Persediaan Bahan Baku LE.2.1.1 Bahan Baku Proses 1. RBDPS Kebutuhan Harga Harga total = 230.982,168 kg/jam = Rp.4.000,- /kg (PT. Adolina, 2008) = 90 hari x 24 jam/hari x 230.982,168 kg/jam x Rp.4.000,= Rp. 1.995.685.931.520,- 2. NaOH Kebutuhan = 29.613,0985 Kg/jam Harga = Rp. 10.000- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 29.613,0985 Kg/jam x Rp. 10.000 (PT. Bratachem,2008) = Rp. 639.642.927.600,3. Gliserin Kebutuhan = 6.083,3333 Kg/jam Harga = Rp. 32.000,- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 6.083,333 Kg/jam x Rp. 32.000 (CV. Rudang Jaya,2008) = Rp. 420.479.997.696,4. EDTA Kebutuhan = 166,67 kg / jam Harga = Rp. 150.000,- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 166,67 kg/jam x Rp. 150.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2008) = Rp. 5.410.800.000,- 5. Parfum Kebutuhan = 4.166,6667 kg / jam Harga = Rp. 150.000,- /liter (CV. Rudang Jaya, 2008) Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Harga total = 90 hari x 8 jam/hari x 4.166,6667 kg/jam x 150.000 / liter 0,912 kg/liter = Rp493.421.056.579,- LE.2.1.2 Bahan Baku Utilitas 1. Kaporit Kebutuhan = 0,0028 kg/jam Harga = Rp. 7.000,- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 0,0028 kg/jam x Rp. 7.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2008) = Rp. 42.336,2. NaOH Kebutuhan = 0,2589 kg/jam Harga = Rp.10.000,- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 0,2589 kg/jam x Rp. 10.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2008) = Rp. 5.592.240,3. Asam Sulfat Kebutuhan = 0,0392 kg/jam Harga = Rp.10.000,- /kg Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 0,0392 kg/jam x Rp. 10.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2008) = Rp. 846.720,4. Solar Kebutuhan = 1.697,2917Liter/jam Harga solar industri = Rp. 5.500,- /Liter (PT. Pertamina, 2008) Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 1.697,2917 Liter/jam x Rp. 5.500, = Rp. 20.163.825.396,- 5. Na2CO3 Kebutuhan = 0,0038 kg/jam Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Harga Harga total = Rp.10.000,- /kg (CV. Rudang Jaya, 2008) = 90 hari x 24 jam/hari x 0,0038 kg/jam x Rp. 10.000,-/kg = Rp.82.080,- Total biaya bahan baku proses dan utilitas Total = Rp. 3.554.640.713.395,- + Rp. 20.170.388.772,= Rp. 3.574.811.102.167,Total Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp. 3.574.811.102.167,Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun : 12 = xRp 3.574.811.102.167,- 3 = Rp 14.299.244.408.668,- LE.2.2 Kas LE.2.2.1 Gaji Pegawai Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS Jabatan Jlh Gaji/bln (Rp) Total gaji/bln (Rp) Dewan Komisaris 2 25.000.000 50.000.000 Direktur 1 15.000.000 15.000.000 Manajer Produksi 1 10.000.000 10.000.000 Manajer Teknik 1 10.000.000 10.000.000 Manajer Umum dan Keuangan 1 10.000.000 10.000.000 Manajer Pemasaran 1 10.000.000 10.000.000 Kabag Produksi 1 7.000.000 7.000.000 Kabag Utilitas 1 7.000.000 7.000.000 Kabag Teknik 1 7.000.000 7.000.000 Kabag Umum dan Keuangan 1 7.000.000 7.000.000 Kabag Pemasaran 1 7.000.000 7.000.000 Kepala Seksi R & D, QC/QA 1 7.000.000 7.000.000 Kepala Seksi Pengolahan air dan Limbah 1 5.000.000 5.000.000 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Kepala Seksi Mesin / Instrumentasi 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Keamanan 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Hubungan Masyarakat 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Kesehatan 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Pembelian dan Pemasaran 1 5.000.000 5.000.000 Kepala Seksi Proses 1 5.000.000 5.000.000 Sekretaris 1 3.000.000 3.000.000 Karyawan Produksi 80 2.500.000 200.000.000 Karyawan Teknik 10 2.500.000 25.000.000 Karyawan Utilitas 5 2.500.000 12.500.000 Karyawan R & D, QC / QA 10 2.500.000 25.000.000 Karyawan Administrasi dan Keuangan 5 2.500.000 12.500.000 Karyawan Pemasaran dan Personalia 10 2.500.000 25.000.000 Dokter 1 4.000.000 4.000.000 Perawat 2 1.500.000 3.000.000 Petugas Keamanan 7 2.000.000 14.000.000 Supir 5 1.500.000 6.000.000 Petugas Kebersihan 7 1.000.000 7.000.000 Total 163 519.000.000,- Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp. 519.000.000,Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp. 1.557.000.000,- LE.2.2.2 Biaya Administrasi Umum Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai Biaya Administrasi Umum (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 1.557.000.000,= Rp. 155.700.000,- LE.2.2.3 Biaya Pemasaran Diperkirakan 10 % dari gaji pegawai (Peters, dkk. 2004). Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Biaya Pemasaran = 0,1 x Rp. 1.557.000.000,= Rp. 155.700.000,- LE.2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan Menurut UU No 20 Tahun 2004 Jo UU No 21 Tahun 2004, Tabel LE.8 Perincian Pajak Bumi dan Bangunan Objek Pajak Luas (m2) Bumi Bangunan NJOP (Rp) Per m2 Jumlah 10.000 100,000,- 1.000.000.000,- 10.000 300,000,- 3.000.000.000,- Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB = Rp 1.000.000.000,- + 3.000.000.000,= Rp 4.000.000.000,NJOP tidak kena pajak = Rp 24.000.000,- (PERDA Sumatera Utara 2005) NJOP untuk perhitungan PBB = Rp 4.000.000.000,- - Rp 24.000.000,= Rp 3.976.000.000 ,Nilai Jual Kena Pajak = 20 % x Rp 3.976.000.000 ,= Rp. 795.200.000 ,Tarif Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) = 0,5 % x Rp795.200.000 ,= Rp 39.760.000, - PBB per 3 bulan = 3 x 39.760.000 = Rp 9.940.000,12 Berikut perincian Biaya kas pada tabel LE.9. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel LE.9 Perincian Biaya Kas No Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1 Gaji Pegawai 2 Administrasi Umum 155.700.000,- 3 Pemasaran 155.700.000,- 4 Pajak Bumi dan Bangunan Total 1.557.000.000,- 9.940.000,1.878.340.000,- LE.2.3 Biaya Start –Up Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (MIT) (Peters, dkk. 2004). Biaya Start-Up = 0,12 x Rp. 64.962.951.281,= Rp 7.795.554.154,- E.2.4 Piutang Dagang PD = IP x HPT ……………………………… 12 (Peters dkk, 2004) Dimana : PD : Piutang Dagang IP : Jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan) HPT : Hasil Penjualan Tahunan Penjualan : Penjualan : Harga jual sabun = US S 6.125 /ton Produksi sabun = 600.000 ton/tahun (PT.HPC.2008) Hasil penjualan sabun tahunan = 600.000 ton/tahun x USS 4.125 /ton x Rp. 10.310 =Rp. 25.517.250.000.000,- /tahun Piutang Dagang = 3 x Rp. 25.517.250.000.000,12 = Rp. 6.379.312.500.000,- Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel LE.10 dibawah ini. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja No Perincian Jumlah (Rp) 1 Bahan Baku 2 Kas 1.878.340.000,- 3 Start – Up 7.795.554.154 ,- 4 Piutang Dagang 14.299.244.408.668 6.379.312.500.000,- Total 20.688.230.802.822,- Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 64.962.951.281,- + Rp. 20.688.230.802.822,= Rp. 20.753.193.754.103,- Modal ini berasal dari : 3. Modal Sendiri Besarnya modal sendiri adalah 60 % dari total modal investasi Modal sendiri adalah sebesar = 0,6 x Rp 20.753.193.754.103,= Rp. 12.451.916.252.462,2. Pinjaman dari Bank Besarnya modal sendiri adalah 40 % dari total modal investasi Pinjaman dari bank adalah sebesar = 0,4 x Rp. 20.753.193.754.103,= Rp. 8.301.277.501.641,- LE.3 Biaya Produksi Total LE.3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC) LE.3.1.1 Gaji Tetap Karyawan Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 1 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga besarnya gaji total adalah sebagai berikut : Gaji total (P) = (12+1) x Rp. 519.000.000,= Rp. 6.747.000.000,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. LE.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank Bunga pinjaman bank adalah sebesar 10 % dari total pinjaman. Bunga pinjaman bank (Q) = 0,1 x Rp. 8.301.277.501.641,= Rp. 830.127.750.164,- LE.3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari satu (1) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada Pra Rancangan Pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straiht line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang – undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 Ayat 6 dapat dilihat pada tabel LE.11 dibawah ini. Tabel LE.11 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Kelompok Harta Masa Tarif Berwujud (Tahun) (%) Kelompok 1 4 25 Kelompok 2 8 12,5 Mobil, truk kerja Kelompok 3 10 6,25 Mesin industri kimia, mesin industri mesin 20 5 Beberapa Jenis Harta I. Bukan Bangunan Mesin kantor, alat perangkat industri II. Bangunan Permanen Bangunan sarana dan penunjang (Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji, 2004) Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol. D= P−L …………………………………… n D = Depresiasi per tahun P = Harga awal peralatan L = Harga akhir peralatan n = Umur peralatan (tahun) (Peters dkk,2004) Dimana : Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Perincian biaya depresiasi sesuai UU Republik Indonesia dapat dilihat pada tabel LE.12 dibawah ini. Tabel LE.12 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 Komponen Biaya (Rp) Bangunan Umur (Tahun) Depresiasi (Rp) 9.012.000.000,- 20 1.802.400.000,- 12.725.058.010,- 10 1.272.505.801,- 1.463.381.671,- 4 58.535.267,- 11.707.053.369,- 4 468.282.135,- Instalasi listrik 1.463.381.671,- 4 58.535.267,- Insulasi 1.170.705.337,- 4 46.828.213,- Inventaris kantor 146.338.167,- 4 5.853.527,- Fasilitas servis 146.338.167,- 4 5.853.527,- 4.620.000.000,- 8 369.600.000,- Peralatan proses dan utilitas Instrumentasi dan Alat control Perpipaan Sarana transportasi Total 4.457.993.737,- Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi. Pengeluaran untuk memperoleh harta tidak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan merapkan taat azas (UURI Pasal 11 Ayat 1 No. 17 Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok 4 (empat) tahun sesuai pendekatan perkiraan harta tidak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004). Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 20 % dari MITTL, sehingga biaya amortisasi adalah sebagai berikut : Biaya Amortisasi = 0,2 x Rp. 18.889.936.188,= Rp. 3.777.987.238,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Total biaya depresiasi dan amortisasi = Rp. 4.457.993.737,- + Rp. 3.777.987.238,= Rp. 8.235.980.975,Total biaya depresiasi dan amortisasi (R) =Rp 8.235.980.975,- LE.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan 1. Perawatan mesin dan alat – alat proses Diperkirakan 10 % dari harga peralatan terpasang di pabrik (Peters, dkk. 2004) Biaya perawatan mesin = 0,1 x Rp. 14.633.816.711,= Rp. 1.463.381.671,- 2. Perawatan bangunan Diperkirakan 10 % dari harga bangunan Perawatan bangunan (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 9.012.000.000,= Rp. 901.200.000,- 3. Perawatan kendaraan Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan Perawatan kendaraan (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 4.620.000.000,= Rp. 462.000.000,- 4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Peters, dkk. 2004). Perawatan instrumen = 0,1 x Rp. 1.463.381.671,= Rp. 146.338.167,- 5. Perawatan perpipaan Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan Perawatan perpipaan (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 11.707.053.369 = Rp. 1.170.705.337,- 6. Perawatan instalasi listrik Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik (Peters, dkk. 2004). Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Perawatan listrik = 0,1 x Rp. 1.463.381.671,= Rp. 146.338.167,- 7. Perawatan insulasi Diperkirakan 10 % dari harga insulasi Perawatan insulasi (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 1.170.705.337,= Rp. 117.070.533,- 8. Perawatan inventaris kantor Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor Perawatan inventaris (Peters, dkk. 2004). = 0,1 x Rp. 146.338.167,= Rp. 14.633.817,- 9. Perawatan fasilitas servis Diperkirakan 10 % dari harga fasilitas servis (Peters, dkk. 2004). Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp. 146.338.167,= Rp. 14.633.817,Total biaya perawatan (S) =Rp. 4.436.301.509,- LE.3.1.5 Biaya Tambahan (Plant Overhead Cost) Diperkirakan 20% dari modal investasi tetap (MIT) (Peters, dkk, 2004) (T) = 0,2 x Rp. 64.962.951.281,= Rp. 12.992.590.256,- LE.3.1.6 Biaya Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 10% dari biaya tambahan (U) = 0,1 x Rp. 12.992.590.256,= Rp 1.299.259.026,- LE.3.1.7 Asuransi a, Asuransi pabrik diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (MIT) = 0,01 x Rp 46.962.951.281,= Rp 469.629.513,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. b. Asuransi karyawan 2,54 % dari total gaji karyawan, dimana 1 % ditanggung oleh karyawan dan 1,54 % ditanggung oleh perusahaan = 0,0154 x (12/3) x Rp 519.000.000,= Rp 31.970.400,Total biaya asuransi V = Rp 469.629.513,- + Rp 31.970.400,= Rp 501.599.913,- LE.3.1.8 Pajak Bumi dan Bangunan PBB (W) = 39.760.000 Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U + V + W = Rp. 864.340.481.843 ,- LE.3.2 Biaya Variabel A. Biaya variabel bahan baku proses dan utilitas pertahun sama dengan biaya tetap bahan baku proses dan utilitas pertahun. Total biaya bahan baku dan utilitas selama 1 tahun : 12 xRp 3.574.811.102.167,- 3 Rp 14.299.244.408.668,B. Biaya Variabel Pemasaran Diperkirakan 10 % dari biaya tetap pemasaran = 0,1 x Rp 155.700.000,= Rp 15.570.000,C. Biaya Variabel Perawatan Diperkirakan 15% dari biaya tetap perawatan = 0,15 x Rp 4.436.301.509,= Rp. 665.445.226,- D. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5% dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 12.992.590.256,= Rp 649.629.513,- Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Total Biaya Variabel (Variabel Cost) = A + B + C + D = Rp 14.300.575.053.407,Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel = Rp 864.340.481.843,- + Rp 14.300.575.053.407,= Rp 15.164.915.535.250,LE.4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan LE.4.1 Laba Sebelum Pajak Laba sebelum pajak = Total Penjualan – Total Biaya Produksi = Rp. 25.517.250.000.000,- - Rp. 15.164.915.535.250,= Rp. 10.352.334.464.750,- LE.4.2 Pajak Penghasilan, Perhitungan Pajak Penghasilan (PPh) atas perhitungan dihitung berdasarkan Undang-Undang No,17 tahun 2000 Tentang Perubahan Ketiga Atas UU No. 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah : Tabel LE.13 UU No.17 Tahun 2000 Tarif Pajak Jumlah Penghasilan Kena Pajak (%) Penghasilan sampai dengan Rp,50,000,000,- 10 Penghasilan Rp,50,000,000,- s/d Rp,100,000,000,- 15 Penghasilan di atas Rp,100,000,000,- 30 Maka Pajak Penghasilan yang harus dibayar adalah : 10 % x Rp.50.000.000.- = Rp. 5.000.000,- 15 % x (Rp.100.000.000.- - Rp, 50.000.000.-) = Rp. 7.500.000,- 30 % x (Rp. 10.352.334.464.750,- Rp. 100.000.000,-) =Rp. 3.105.670.339.425 + Total pajak penghasilan (PPh) = Rp. 3.105.682.839.425,- LE.4.3 Laba Setelah Pajak Laba setelah pajak = Laba sebelum pajak – PPh = Rp. 10.352.334.464.750,- - Rp. 3.105.682.839.425,Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. = Rp. 7.246.651.625.325,- LE.5. Analisa Aspek Ekonomi A. Profit Margin (PM) PM = Laba sebelum pajak x 100% total penjualan PM = Rp. 10.352.334.464.750,x 100% Rp. 25.517.250.000.000,- = 40,57 % B. Break Even Point (BEP) BEP = Biaya Tetap x 100% Total Penjualan - Biaya Variabel BEP = Rp. 864.340.481.843 ,x 100% Rp. 25.517.250.000.000,- - Rp. 14.300.575.053.407,- = 15,86 % C Return on Investement (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal setiap tahun dari penghasilan bersih. ROI = ROI = Laba setelah pajak x 100% Total modal investasi Rp. 7.246.647.590.625,x 100% Rp. 20.753.169.622.583,- = 39,92 % D. Pay Out Time (POT) POT = 1 x 1 Tahun ROI POT = 1 x 1 Tahun = 2,5 Tahun 0,3992 Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. E. Return On Network (RON) RON = Laba setelah pajak x 100 % Modal sendiri RON = Rp. 7.246.647.590.625,x 100 % Rp. 12.451.901.773.549,- RON = 58,2 % F. Internal Rate of Return (IRR) Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut ”Cash Flow”. Untuk memperoleh cast flow diambil ketentuan sebagai berikut : - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun. - Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun. - Amortasi dihitung untuk 5 tahun. - Masa pembangunan disebut tahun ke-nol. - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun. - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke-10. - Cash flow = Laba sesudah pajak + Depresiasi + Harga tanah + Amortasi Internal rate of return merupakan persentase yang menggambarkan keuntungan rata - rata bunga pertahun dari semua pengeluaran dan pemasukan, apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga rill yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan, tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga rill yang berlaku maka pabrik dianggap rugi. Dari Tabel LE.14 diperoleh IRR = 49,46 %, sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini yaitu sebesar 25 % (Bank Indonesia, 2008). Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009. Ade Friadi Lubis : Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat Dari RBDPs (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun, 2009.