PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ETANOL DAN
advertisement
TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ETANOL DAN ASAM ASETAT KAPASITAS 10.000 TON / TAHUN Oleh : JONAS NASTITI I 0502031 HERMAWAN SAPUTRO I 0505034 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 Halaman Pengesahan TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ETANOL DAN ASAM ASETAT KAPASITAS 10.000 TON / TAHUN Oleh : JONAS NASTITI NIM. I 0502031 HERMAWAN SAPUTRO NIM. I 0505034 Dosen pembimbing Ir. Endah Retno D., MT. NIP. 19690719 200003 2 001 Dipertahankan di depan Tim Penguji : 1. Dwi Ardiana S.,ST.,MT 1. ...................................... NIP. 19730131 199802 2 001 2. Ari Diana S.,ST.,MT. 2. ...................................... NIP. 19750123 200812 2 002 Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Kimia Ir. Arif Jumari, M.Sc. NIP. 19650315 199702 1 001 ii ii INTISARI Jonas Nastiti, Hermawan Saputro, 2010, Prarancangan Pabrik Etil Asetat dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Etil asetat dengan rumus molekul (CH3COOC2H5) adalah salah satu bahan kimia yang digunakan sebagai bahan pelarut terutama dalam industri farmasi dan kosmetik. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, dirancang pabrik etil asetat dari etanol dan asam asetat dengan kapasitas 10.000 ton/tahun. Bahan baku etanol (C2H5OH) sebanyak 7101 ton/tahun diperoleh dari PT. Molindo Raya, Lawang, Jawa Timur sedangkan asam asetat sebanyak 5631 ton/tahun diperoleh dari PT. Indo Acidatama, Solo, Jawa Tengah. Pabrik direncanakan berdiri di Lawang, Jawa Timur pada tahun 2015 dan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung selama 24 jam per hari. Tahapan proses yang terjadi meliputi persiapan bahan baku etanol dan asam asetat, reaksi pembentukan etil asetat dalam reaktor menara Reactive Distillation. Etil asetat dibuat dengan cara mereaksikan etanol dan asam asetat dengan cara esterifikasi. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation secara adiabatic-non isothermal. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Konversi etil asetat untuk reaksi ini mencapai 100 %. Kondisi operasi reaktor berlangsung pada tekanan 3 atm dan suhu 90 – 110 oC dengan katalis resin aktif amberlyst 35 wet. Pemisahan bahan dilakukan dalam dekanter dan pemisahan produk dengan sisa reaktan dilakukan dalam Stripping Column. Hasil atas Stripping Column dikembalikan lagi ke dalam dekanter. Sedangkan hasil bawah Stripping Column merupakan produk etil asetat dengan kemurnian 99,75 %. Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air, steam, udara tekan, tenaga listrik. Kebutuhan air untuk umpan boiler, air konsumsi, air pendingin dan sanitasi diperoleh dari air sungai Brantas, sedangkan untuk steam diperoleh dari boiler dengan suhu 138 oC dan tekanan 3,37 atm. Kebutuhan udara tekan disediakan oleh sebuah kompresor. Kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan sebuah generator sebagai cadangan. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk serta limbah. Bentuk perusahaan yang dipilih Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 191 orang, dimana karyawan shift 76 orang dan karyawan non-shift 115 orang. Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 66,67 % dan 56,67 %, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,3 dan 1,5 tahun, BEP (Break Even Point) 50,89 %, dan SDP (Shut Down Point) sebesar 33,37 %, DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 21,45 %. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan di Indonesia. xiii KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Endah Retno D, MT selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 2. Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 3. Ir. Arif Jumari, M.Sc. dan Adrian Nur, ST,MT. selaku Pembimbing Akademik atas bimbingan dan arahannya. 4. Dwi Ardiana S, ST., MT. dan Ari Diana S., ST., MT. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan masukan pada tugas akhir 5. Segenap Civitas Akademika, atas semua bantuannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Surakarta, Januari 2010 Penulis DAFTAR ISI Halaman Judul i Halaman Pengesahan ii Motto dan Persembahan iii Kata Pengantar iv Daftar Isi v Daftar Tabel xii Daftar Gambar xiv Intisari xv BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik 1 1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik 2 1.2.1 Kapasitas Pabrik Etil Asetat di Dunia 3 1.2.2 Kebutuhan Produk di Indonesia 4 1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku 4 1.2.4 Kapasitas Pabrik Minimum 4 1.3 Penentuan Lokasi Pabrik 4 1.4 Tinjauan Pustaka 6 1.4.1 Macam – Macam Proses 6 1.4.2 Kegunaan Produk 11 1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 12 1.4.4 Tinjauan Proses 15 v BAB II DESKRIPSI PROSES 16 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 16 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku 16 2.1.2 Spesifikasi Katalis 16 2.1.3 Spesifikasi Produk Utama 17 2.1.4 Spesifikasi Produk Samping 17 2.2 Konsep Proses 18 2.2.1 Dasar Reaksi 18 2.2.2 Mekanisme Reaksi dan Kinetika Reaksi 18 2.2.3 Tinjauan Termodinamika 19 2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses 21 2.3.1 Diagram Alir Proses 21 2.3.2 Tahapan Proses 21 2.3.2.1 Tahap Penyimpanan Bahan Baku 21 2.3.2.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku 21 2.3.2.2 Tahap Sintesis 22 2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk 22 2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas 23 2.4.1 Neraca Massa 23 2.4.2 Neraca Panas 27 2.5 Tata letak Pabrik dan Peralatan 30 2.5.1 Tata Letak Pabrik 30 2.5.2 Tata Letak Peralatan 36 vi BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 40 3.1 Tangki Penyimpan Asam Asetat (T-01) 40 3.2 Tangki Penyimpan Etanol (T-02) 41 3.3 Tangki Penyimpan Produk Etil Asetat (T-03) 42 3.4 Menara Reactive Destillation 43 3.5 Stripping Column 44 3.6 Decanter 45 3.7 Pompa I (P-01) 55 3.8 Pompa II (P-02) 56 3.9 Pompa III (P-03) 57 3.10 Heat Exchanger I (HE-01) 57 3.11 Heat Exchanger II (HE-02) 58 3.12 Heat Exchanger III (HE-03) 58 3.13 Reboiler I (RE-01) 59 3.14 Reboiler II (RE-02) 59 3.15 Kondenser I 59 3.15 Kondenser II 59 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses 60 61 4.1.1 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air 61 4.1.2 Unit Pengadaan Steam 69 4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan 70 4.1.4 Unit Pengadaan Listrik 70 vii 4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar 4.2 Laboratorium 71 73 4.2.1 Program Kerja Laboratorium 74 4.2.2 Alat-alat Utama Laboratorium 75 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 76 5.1 Bentuk Perusahaan 76 5.2 Struktur Organisasi 78 5.3 Tugas dan Wewenang 89 5.3.1 Pemegang Saham 74 5.3.2 Dewan Komisaris 74 5.3.3 Dewan Direksi 74 5.3.4 Kepala Bagian 74 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan 93 5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah 93 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 93 5.7 Kesejahteraan Karyawan 97 BAB VI ANALISA EKONOMI 99 6.1 Dasar Perhitungan 103 6.2 Penafsiran Harga Peralatan 106 6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) 106 6.3.1 Fixed Capital Invesment (FCI) 108 6.3.2 Working Capital Investment (WCI) 108 6.3.3 Total Capital Investment (TCI) 108 viii 6.4 Penentuan Total Manufacturing Cost (TMC) 106 6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) 109 6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) 109 6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) 110 6.4.4 Total Manufacturing Cost (TMC) 110 6.5 Penentuan Total Production Cost (TPC) 106 6.5.1 General Expense (GE) 110 6.5.2 Total Production Cost (TPC) 110 6.6 Profitability 106 6.7 Analisa Kelayakan 106 6.7.1 Percent Return On Investment (%ROI) 111 6.7.2 Pay Out Time (POT) 111 6.7.1 Break Even Point (BEP) 111 6.7.1 Shut Down Point (SDP) 111 6.7.1 Discounted Cash Flow (DCF) 111 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Lampiran A Data Sifat Fisis Bahan Lampiran B Neraca Massa Lampiran C Neraca Panas Lampiran D Perancangan Reaktor Menara Reactive Distillation ix DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Impor Etil Asetat di Indonesia 3 Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik Etil Asetat 3 Gambar 2.1 Diagram Alir Proses 31 Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif 32 Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif 33 Gambar 2.4 Layout Pabrik 38 Gambar 2.5 Layout Peratan Proses Pabrik 39 Gambar 2.5 Sistem Pengolahan Air Pabrik Etil Asetat 39 Gambar 2.5 Proses pengolahan Limbah Pabrik Etil Asetat 39 Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan 81 Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index 105 Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan 112 xiv DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Etil Asetat di Dunia 3 Tabel 1.2 Impor Etil Asetat di Indonesia tahun 2003-2007 4 Tabel 1.3 Perbandingan Beberapa Proses Produksi Etil Asetat 14 Tabel 2.1 Komponen Dalam Tiap Arus 23 Tabel 2.2 Neraca Massa Overall 24 Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Reactive Destillation 25 Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Decanter 25 Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Stripping Column 25 Tabel 2.6 Neraca Panas Overall 27 Tabel 2.7 Neraca Panas di sekitar Reactive Destillation 27 Tabel 2.8 Neraca Panas di sekitar Decanter 28 Tabel 2.9 Neraca Panas di sekitar Stripping Column 29 Tabel 4.1 Kebutuhan Air Untuk Steam 92 Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin 94 Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Utilitas 96 Tabel 4.4 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan 96 Tabel 4.5 Total Kebutuhan Listrik Pabrik 96 Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Operasi 96 Tabel 5.2 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Keamanan 96 Tabel 5.3 Jumlah Karyawan Sesuai Dengan Tingkat Pendidikan 96 Tabel 5.4 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan 96 xii Tabel 6.1 Indeks Harga Alat 104 Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment 107 Tabel 6.3 Working Capital Investment 108 Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost 109 Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost 109 Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost 110 Tabel 6.7 General Expense 110 Tabel 6.8 Analisa Kelayakan 111 xiii Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 1 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan industri sebagai bagian dari usaha pembangunan ekonomi jangka panjang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi yang lebih kokoh dan seimbang dengan titik berat industri maju yang didukung oleh sektor – sektor lain yang kokoh. Dengan adanya globalisasi perdagangan, memacu kita untuk lebih cermat menemukan terobosan – terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai pangsa pasar, daya saing tinggi, efektif dan efisien disamping harus ramah terhadap lingkungan. Salah satu produk industri yang dibutuhkan saat ini adalah etil asetat yang merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan sebagai pelarut dalam industri cat dan tinta. Selain itu juga banyak digunakan dalam industri kosmetik dan parfum. Etil asetat mempunyai nama kimia etil etanoat dan mempunyai rumus kimia CH3COOC2H5. Etil asetat berbentuk cairan yang tidak berwarna, dan mendidih pada temperatur 77 ºC. Dengan bertambah banyaknya industri – industri kimia, terutama industri cat, dan kosmetik di Indonesia, juga meningkatnya permintaan akan etil asetat Bab I Pendahuluan di dunia, maka dapat dipastikan kebutuhan akan etil asetat Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 2 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun sebagai salah satu bahan pelarut yang ramah terhadap lingkungan akan semakin meningkat. Sehingga penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik etil asetat di Indonesia, untuk membantu menyediakan bahan pembantu serta diharapkan juga dapat menjadi komoditi ekspor. 1.2. Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik Ada beberapa pertimbangan dalam pemilihan kapasitas pabrik etil asetat. Penentuan kapasitas pabrik etil asetat dengan pertimbangan – pertimbangan sebagai berikut: 1.2.1. Kapasitas produksi pabrik etil asetat di dunia Kapasitas produksi pabrik etil asetat di dunia dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Pabrik Etil Asetat di Dunia Perusahaan Lokasi Kapasitas ( x 10 3 Ton/ tahun) Aliachem Pardubice Czech Republic 12 Atanor Buenos Aires, 10 Argentina BP Chemicals Hull UK Celanese La Cangrejera, Mexico 92 Pampa, Texas, US 60 Pulau Sakra Singapore 60 Chiba Ethyl Acetate Ichihar Japan 50 Eastman Kingsport Tennessee, US 27 Bab I Pendahuluan 220 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 3 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Perusahaan Lokasi Kapasitas ( x 10 3 Ton/ tahun) Longview Texas, US 32 Ercros Tarragona, Spain 60 International Ester Ulsan, South Korea 75 Jubilant Organosys Gajraula and Nira, India 32 Korea Alcohol Industry Yokkaichi, Japan 40 Laxmi Organic Industries Mahad, India 35 Rhodia Brasil Paulinia, Brazil Sasol Secunda, South Africa 50 Shandong Jinyimeng Chemical Shandong, China 80 Shanghai Jinyimeng Chemical Wujing, China 30 Showa Denko Nanyo, Japan 150 Showa Esterindo Indonesia Merak, Indonesia 60 Indo Acidatama Solo, Indonesia 7,5 Massachusetts US 14 Treton Michigan, US 11 Svensk Etanolkemi Domsjo, Sweden 35 Union Carbide Stockholm, Swede 30 Yangtze River Acetyls Chongging, China 30 100 1432 Yang Lain Total 83 1515 Sekitar 60% permintaan etil asetat di dunia digunakan dalam industri pelapisan. Sebagai pelarut termasuk di dalamnya industri farmasi dan organik serta tinta menyerap 30 %. Dan sisanya 10% digunakan oleh industri kosmetik. Dari survei internasional permintaan etil asetat setiap Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 4 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun tahunnya akan mengalami kenaikan 5-6 % sehingga diperkirakan pada tahun 2015 permintaan etil asetat akan mencapai angka 2,722 juta ton. (www.chemweek.com) 1.2.2. Kebutuhan produk di Indonesia Meskipun etil asetat telah diproduksi di dalam negeri,namun hingga kini Indonesia masih mengimpor komoditi tersebut. Impor etil asetat ini didatangkan dari beberapa negara antara lain China, India dan Singapura. Data yang diperoleh dari BPS, prediksi kebutuhan etil asetat mengalami peningkatan. Perkembangan impor etil asetat di Indonesia dapat dilihat pada tabel sebagai berikut : Tabel 1.2 Impor etil asetat di Indonesia Tahun Impor ( ton ) 2003 7.721,240 2004 11.862,336 2005 10.433,602 2006 12.401,710 2007 14.547,188 ( www.bps.go.id) Dari tabel diatas dapat diperoleh persamaan garis lurus antara data tahun sebagai sumbu x dan data impor sebagai sumbu y yaitu : y = 1419.1 x – 3E+06 Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 5 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 16000 y = 1419.1x - 3E+06 kapasitas (ton) 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 tahun Gambar 1.1 Grafik Impor Etil Asetat di Indonesia Jika direncanakan mendirikan pabrik pada tahun 2015, maka diperkirakan kebutuhan etil asetat cukup besar yaitu sekitar 17.456,6 ton/tahun. Kapasitas pabrik etil asetat yang telah ada di Indonesia yaitu PT. Indo Acidatama sebesar 7500 ton/tahun, maka dengan didirikannya pabrik dengan kapasitas 10.000 ton/tahun diharapkan dapat memenuhi kebutuhan etil asetat di Indonesia. 1.2.3. Ketersediaan bahan baku Bahan baku pembuatan etil asetat adalah etanol (C2H5OH) dan asam asetat (CH3COOH). Kebutuhan etanol disuplai dari PT. Molindo Raya dengan kapasitas 40.000 kL/tahun yang berlokasi di Lawang, Jawa Timur. Sedangkan asam asetat diperoleh dari PT. Indo Acidatama dengan kapasitas 33.000 ton/tahun yang berlokasi di Solo, Jawa Tengah. Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 6 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 1.2.4. Kapasitas pabrik minimum Kapasitas pabrik yang akan berdiri minimal sama dengan kapasitas pabrik yang paling kecil yang telah berdiri, dimana dengan kapasitas tersebut pabrik sudah mendapatkan keuntungan. Kapasitas minimal pabrik yang layak berdiri dapat diketahui dari kapasitas pabrik – pabrik yang telah ada, yaitu PT Indo Acidatama yang memproduksi etil asetat dengan kapasitas 7500 ton / tahun. Berdasarkan pertimbangan di atas maka kapasitas pabrik yang akan dibangun sebesar 10.000 ton/tahun, dimana diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri. 1.3. Penentuan Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor utama yang sangat menentukan keberhasilan dan kelangsungan hidup suatu pabrik. Lokasi pabrik dapat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan maupun penentuan kelangsungan produksinya. Pemilihan lokasi pabrik yang tepat, ekonomis, dan menguntungkan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 7 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 1. Ketersediaan bahan baku Bahan baku pembuatan etil asetat adalah etanol yang diperoleh dari PT. Molindo Raya yang terletak di daerah Lawang, Jawa Timur. Sedangkan untuk kebutuhan asam asetat berasal dari PT. Indo Acidatama dan katalis resin Amberlyst-35 wet diperoleh dari PT. Rajawali Mas, Surabaya. 2. Pemasaran Etil asetat digunakan untuk industri tinta, thinner, cat dan lain sebagainya. Pemilihan lokasi di Lawang, dekat dengan pemasaran produk etil asetat yang sebagian konsumennya tersebar di daerah Surabaya. 3. Tenaga kerja mudah didapatkan Daerah Lawang yang dekat dengan Surabaya sehingga untuk mendapatkan tenaga kerja ahli maupun tenaga kerja biasa dari daerah sekitar industri cukup mudah. 4. Sumber tenaga dan bahan bakar Kebutuhan listrik didapatkan dari PLN dan generator sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan, dimana bahan bakarnya diperoleh dari Pertamina 5. Kondisi geografis Penentuan suatu kawasan industri terkait dengan masalah tanah, yaitu tidak rawan terhadap bahaya tanah longsor, gempa maupun banjir, jadi pemilihan lokasi pendirian pabrik di kawasan Lawang tepat, walaupun masih diperlukan kajian lebih lanjut tentang masalah tanah sebelum pabrik didirikan. Kondisi iklim di Lawang pada umumnya tidak membawa Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 8 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun pengaruh yang besar terhadap jalannya proses produksi. Selama ini bencana banjir, gunung meletus, atau bencana alam lainnya belum pernah menimpa daerah Lawang ( stabil ). 6. Sarana dan Prasarana Pendirian pabrik di daerah Lawang dengan mempertimbangkan bahwa di daerah ini telah memiliki sarana dan prasarana yang meliputi jalan, bank-bank, dan jaringan telekomunikasi yang baik dan lengkap. 7. Faktor-faktor lain Lawang merupakan kawasan industri sehingga hal–hal yang sangat dibutuhkan dalam kelangsungan proses produksi suatu pabrik telah tersedia dengan baik seperti sarana transportasi, energi, keamanan lingkungan, faktor sosial, serta perluasan pabrik. Lokasi Pendirian Pabrik S. Brantas Gambar 1.2 Lokasi pendirian pabrik Etil asetat Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 9 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1. Macam – macam proses Ada 4 macam proses pembuatan etil asetat dan 2 diantaranya merupakan proses yang komersial, yaitu : 1. Proses Tischchenko Reaksi yang terjadi : 2 CH3CHO CH3COOCH2CH3 Proses ini pertama kali dikembangkan oleh Tischchenko, dimana konversinya 61 %. Bahan baku yang digunakan adalah asetaldehid dengan katalis alumina etoksida pada T = -20 °C. Proses ini dikembangkan pada industri di Eropa selama satu setengah abad dimana aseteldehid menjadi bahan intermediate yang penting dibandingkan dengan asetilen. ( McKetta, 1976) 2. Etil Asetat dari etilen dan asam asetat Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H4 CH3COOC2H5 Proses berlangsung dengan menggunakan katalis Phorporic acid 10 – 90 %, dengan suhu 100°C - 300 °C dan tekanan 1 atm, konversi yang didapat adalah sebesar 43,6 %. 3. Proses esterifikasi dengan katalis asam sulfat Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H5OH Bab I Pendahuluan katalis asam CH3COOC2H5 + H2O Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 10 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Proses berlangsung dengan menggunakan katalis asam sulfat pada suhu 155 ºC dan tekanan atmosferis dengan konversi kesetimbangan sebesar 66,57 %. ( Faith Keyes, 1957) 4. Proses esterifikasi dengan Reactive Destillation Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H5OH katalis resin CH3COOC2H5 + H2O Proses pembutan ester dapat dilakukan dengan menggunakan Reactive Distillation. Reactive Distillation merupakan suatu alat yang menggabungkan antara proses reaksi kimia dan proses distilasi ke dalam satu unit proses. Dalam beberapa penggunaan khusus di banyak kasus, ketika keseimbangan reaksi termodinamika dapat membatasi konversi yang diperoleh, Reactive Distillation didesain sedemikian rupa sehingga produk reaksi meninggalkan zona reaksi, dengan demikian dapat meningkatkan konversi dan selektivitas secara signifikan. Penggabungan antara proses reaksi dan distilasi tersebut menghasilkan suatu bentuk penyederhana proses yang intensif, selain itu dapat menghasilkan sedikit arus recycle serta berkurangnya kebutuhan untuk pengolahan limbah sehingga dapat mengurangi biaya operasional dan investasi. Katalis yang digunakan dalam aplikasi Reactive Distillation adalah resin aktif yang mempunyai ion H+. Ion ini berperan dalam mempercepat reaksi esterifikasi sebagai contoh adalah amberlyst-35. Proses dijalankan pada Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 11 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun suhu antara 90-110 oC, konversi maksimal yang di dapat juga lebih besar yaitu 100% (Lai et all, 2007) Tabel 1.3 Perbandingan Beberapa Proses Produksi Etil Asetat Pertimbangan Bahan baku Konversi T operasi Korosifitas Unit pemisahan katalis Biaya operasi Etilen dan asam asetat Tishchenko Esterifikasi Etanol berkatalis asam Esterifikasi Reactive Distillation 61% -20˚C kecil ketersediaan etilen di pasar terbatas, karena terbatasi oleh minyak bumi 43,6% 100-300˚C kecil dibutuhkan dibutuhkan dibutuhkan tidak dibutuhkan tinggi sekali tinggi tinggi rendah ketersediaan asetaldehid cukup banyak di pasar ketersediaan etanol di pasar cukup ketersediaan etanol di pasar cukup 66,57% 155˚C besar sekali ~100% 90-110˚C sangat kecil Dari beberapa pertimbangan di atas dipilih proses esterifikasi menggunakan katalis resin aktif karena : 1. Bahan baku mudah di peroleh di dalam negeri 2. Konversi yang didapat sangat tinggi 3. Temperatur relatif rendah 4. Tingkat korosivitas kecil 5. Tidak diperlukan unit pemisahan katalis 6. Mengurangi arus recycle 7. Biaya investasi peralatan dan pengoperasian cukup rendah Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 12 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 1.4.2. Kegunaan Produk Kegunaan utama dari etil asetat adalah sebagai pelarut dalam industri cat, tinta, kosmetik, essens, parfum, dan film foto grafik. Selain itu digunakan dalam bidang farmasi digunakan untuk pemekatan dan pemurnian antibiotik 1.4.3. Sifat–sifat fisik dan kimia bahan baku dan produk a. Bahan Baku 1. Etanol Sifat fisik etanol : - Bentuk : cairan tidak berwarna - Rumus molekul : C2H5OH - Berat molekul,gr/grmol : 46,069 - Titik leleh, °C : -112 - Titik didih, °C : 78,4 - Temperatur kritis, °C : 243,1 - Tekanan kritis, atm : 63,1 - Densitas pada 25°C, g/ml : 0,78506 (Yaws, 1999) Sifat kimia Etanol - Etanol dapat dibuat dari fermentasi glukosa C6O12O6 enzim C2H5OH + CO2 - Sangat larut dalam air, eter (Faith Keyes,1957) Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 13 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2. Asam Asetat Sifat fisik Asam Asetat : - Bentuk : cairan tidak berwarna - Rumus molekul : CH3COOH - Berat molekul,gr/grmol : 60,053 - Titik leleh, °C : 16,635 - Titik didih, °C : 118,1 - Temperatur kritis, °C : 321,6 - Tekanan kritis, atm : 57,2 - Densitas pada 25°C, g/ml : 1,044 (Yaws, 1999) Sifat kimia Asam asetat : - Asam asetat dibuat dari oksidasi asetaldehid CH3CHO [O] CH3COOH (Faith Keyes, 1957) b. Katalis Amberlyst 35 wet - Bentuk : padatan - Bentuk ion : H+ - Matrix : Polystyrene Divinyl Benzene - Densitas, g/liter : 800 - Surface area, m2/g : 50 - Ukuran, mm : 0,7-0,95 Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 14 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun - Diameter pori, Amstrong : 300 - Total pori, ml/g : 0,35 (Rhom and Haas Company) c. Produk 1. Etil Asetat Sifat fisik Etil Asetat : - Bentuk : cairan tidak berwarna - Rumus molekul : CH3COOC2H5 - Berat molekul,gr/grmol : 88,016 - Titik didih, °C : 77,1 - Temperatur kritis, °C : 250,1 - Tekanan kritis, atm : 37,8 - Densitas pada 25°C, g/ml : 1,85 (Yaws,1999) Sifat kimia - Merupakan senyawa derivat dari asam karboksilat - Etil asetat adalah senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai resiko peledakan ( bersifat eksplosif ). - Etil asetat dapat dibuat dari esterifikasi antara asam asetat dan etanol. (Faith Keyes, 1957) 2. Air Sifat fisik Air : - Rumus molekul Bab I Pendahuluan : H2O Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 15 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun - Berat molekul, gr/gmol : 18,015 - Spesifik gravity :1 (Yaws,1999) Sifat kimia Air : - Pelarut kimia yang baik (paling sering digunakan) - Merupakan reagen penghidrolisa pada reaksi hidrolisa - Memiliki sifat netral (pH 7 ) (Faith Keyes,1957) 1.4.4. Tinjauan Pustaka Etil asetat dihasilkan dari reaksi esterifikasi antara etanol dan asam asetat. Reaksi yang terjadi bersifat reversible. Katalis yang digunakan adalah resin aktif Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation secara non-isothermal adiabatic pada suhu 90 – 110 oC dan tekanan 3 atm. Reactive Distillation adalah suatu menara destilasi yang disertai dengan reaksi. Terdiri dari dua bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi. Dalam seksi reaksi berisi padatan katalis. Etanol dan asam asetat masuk reaktor yang berupa menara Reactive Distillation pada bagian base coloumn dimana terdapat padatan katalis paling banyak . Hasil atas menara yang berupa etil asetat, etanol dan air kemudian dikondensasikan. Selanjutnya bersama dengan hasil atas Stripping Column dimasukkan ke dalam dekanter. Dalam dekanter terjadi proses pemisahan Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 16 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun cair-cair berdasarkan berat jenis. Dekanter digunakan untuk memisahkan antara etil asetat dan air. Campuran yang mengandung sebagian besar etil asetat akan keluar sebagai hasil atas (Light Component). Light Component ini sebagian dikembalikan ke reaktor menara Reactive Distillation dan sebagian lagi diumpankan ke ke Stripping Column untuk selanjutnya mengalami pemurnian.. Hasil bawah Stripping Column akan diambil sebagai produk dengan kemurnian etil asetat 99,75%. Sedangkan hasil atas diumpankan kembali ke dalam dekanter. Bab I Pendahuluan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Bab I Pendahuluan 17 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 17 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk 2.1.1. Spesifikasi bahan baku a. Etanol - Bentuk : Cairan tidak berwarna - Rumus molekul : C2H5OH - Berat molekul,gr/grmol : 46,069 - Titik leleh, °C : -112 - Titik didih, °C : 78,4 - Densitas pada 25°C, g/ml : 0,78506 - Kemurnian : 95,58 % - Komposisi : Etanol 96,5 % volum Air 3,5 % volum (PT. Molindo Raya) b.Asam Asetat - Bentuk : Cairan tidak berwarna - Rumus molekul : CH3COOH - Berat molekul,gr/grmol : 60,053 - Titik leleh, °C : 16,635 - Titik didih, °C : 118,1 Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 18 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun - Densitas pada 25°C, g/ml : 1,044 - Komposisi : Asam asetat 99 % berat Air 1% berat ( PT. Indo Acidatama) 2.1.2. Spesifikasi bahan pendukung (katalis) Amberlyst 35 wet - Bentuk : Padatan - Bentuk ion : H+ - Matrix : Polystyrene Divinyl Benzene - Densitas, g/liter : 800 - Surface area, m2/g : 50 - Ukuran, mm : 0,7-0,95 - Diameter pori, Amstrong : 300 - Total pori, ml/g : 0,35 (Rhom and Haas Company ) 2.1.3. Spesifikasi produk a. Etil Asetat - Bentuk : Cairan tidak berwarna - Rumus molekul : CH3COOC2H5 - Berat molekul,gr/grmol : 88,106 - Titik didih, °C : 77,1 - Temperatur kritis, °C : 250,1 - Tekanan kritis, atm : 37,8 Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 19 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun - Densitas pada 25°C, g/ml : 1,85 - Komposisi : Etil asetat 99,5 % berat min : Air 0,05 % berat max (www.davyprotech.com) b. Air - Rumus Molekul : H2O - Berat Molekul : 18,015 g/gmol - Wujud : Cair - Warna : Tidak berwarna ( Yaws,1999) 2.2. Konsep Proses 2.2.1. Dasar Reaksi Pembuatan etil asetat dengan bahan baku etanol dan asam asetat merupakan reaksi esterifikasi. Reaksinya adalah sebagai berikut : C2H5OH + CH3COOH katalis CH3COOC2H5 + H2O Reaksi terjadi pada fase cair dengan katalis padat yaitu resin Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation yang beroperasi secara non-isothermal adiabatic. Sehingga pada setiap stage terjadi perubahan suhu. Reaksi bersifat eksotermis, panas reaksi yang dihasilkan digunakan untuk menguapkan produk yang terbentuk. Bab II Deskripsi Proses Pada reaksi reversible ( (bolak-balik ) apabila Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 20 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun produk dari suatu sistem diambil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk yang diambil. Reaksi dilakukan pada suhu 90 – 110 oC dengan perbandingan mol antara asam asetat dan etanol = 0,985 ( Lai et all, 2007 ) 2.2.2. Mekanisme Reaksi Reaksi yang terjadi: C2H5OH + CH3COOH k1 CH3COOC2H5 + H2O k2 (E) (A) ( EA ) (W) Mekanisme reaksi : Tahapan-tahapan yang mengontrol kecepatan reaksi berkatalis resin dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu : 1. Reaksi permukaan 2. Difusi internal 3. Difusi eksternal ( Phallak, 2004 ) Reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan etanol dengan katalis resin, difusi eksternal dan internal pada katalis resin dapat diabaikan. Difusi eksternal merupakan difusi dari bulk liquid ke permukaan resin. Ketika cairan melewati permukaan resin maka akan terbentuk lapisan diam (stagnant boundary layer) dimana kecepatan cairan mendekati nol. Pada lapisan ini kecepatan transfer dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi pada lapisan diam serta koefisien difusivitas. Pada bulk liquid kecepatan transfer Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 21 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun hanya dipengaruhi difusivitas. Proses difusi eksternal untuk resin sangat cepat karena lapisan yang timbul sangat tipis pada kecepatan cairan yang rendah. Difusi eksternal juga tidak mengontrol kecepatan reaksi untuk viskositas reaktan yang cukup rendah. Namun untuk viskositas yang tinggi atau kecepatan pengadukan yang rendah difusi eksternal perlu diperhitungkan. Difusi internal partikel merupakan difusi cairan dari permukaan resin melalui pori. Difusi internal terjadi sangat cepat, karena ukuran partikelnya yang relatif kecil. Sehingga difusi internal dapat diabaikan dan tahanan transfer massa juga dapat diabaikan. Pada reaksi esterifikasi asam asetat dengan etanol dengan katalis resin, reaktan yang bersifat polar adalah etanol. Ion H+ yang berada dalam katalis bergerak bebas dan terlarut sebagaimana pada reaksi homogen. Ikatan polimer resin dengan –SO3H akan terdisosiasi. Ion H+ akan bergerak bebas dalam cairan pada pori-pori resin sebagai bagian aktif (active sites) yang akan menjadi agen katalis untuk mempercepat terjadinya reaksi esterifikasi. Sementara itu –SO3 akan tetap berada pada permukaan polimer. Pendekatan ini dapat diambil jika cairan bersifat polar. Sehingga kecepatan reaksi dapat didekati dengan Pseudo-homogenous model. Yang berarti reaksi dapat dianggap sebagai reaksi homogen. (Du Troit, 2003) Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 22 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2.2.3. Tinjauan Kinetika Dari hasil studi kinetik, konstanta kecepatan reaksi pada proses pembentukan etil asetat dengan katalis resin dapat dihitung dengan persamaan : r = mkat (k1CA CE – k2 CEA CW )………………………………………( 2.1) k1 = 1,24 x 109 exp (-6105,6 / T ) k2 = 1,34 x 108 exp (-5692,1 / T ) dengan r = kecepatan reaksi ( mol /min ) mkat = massa katalis ( gram ) k ( cm6 mol-1 g-1 min-1 ) = konstanta kecepatan reaksi CA = konsentrasi asam asetat (mol/liter) CE ( mol/liter ) = konsentrasi etanol CEA = konsentrasi etil asetat ( mol/liter ) CW = konsentrasi air ( mol/liter ) T (K) = suhu ( Lai et all, 2007 ) 2.2.3. Tinjauan Termodinamika Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi (endotermis/eksotermis) dan arah reaksi (reversible/ irreversible). Penentuan panas reaksi berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan perhitungan panas pembentukan standart (Hfo) pada P= 1 atm dan T= 298,15oK. Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 23 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Reaksi yang terjadi antara asam asetat dan etanol : CH3COOH + C2H5OH Data H H o H o H o H o H o o f 298 katalis untuk tiap mol masing-masing komponen : f 298 CH3COOH = -484.500 J f 298 C2H5OH f 298 CH3COOC2H5 = -480.000 J f 298 H2O = -285.830 J 298 CH3COOC2H5 + H2O = -277.690 J = - 480.000 - 285.830 + 484.500 + 277.690 = - 3640 J Harga H o 298 bernilai negatif sehingga reaksi bersifat eksotermis Data G o f 298 untuk tiap mol masing –masing komponen : G o f 298 CH3COOH = - 389.900 J G o f 298 C2H5OH = -174.780 J G o f 298 CH3COOC2H5 = - 322.200 J G o f 298 H2O = -237.130 J G o 298 = - 322.200 - 237.130 + 389.900 + 174.780 = -1.650 J ln K298 = = K298 G o 298 RT 4650 = 1,8759 8 ,314 x 298 = 6,5266 Pada suhu reaksi 109,658 oC = 382,658 K, harga K dapat dihitung dari Smith Van Ness Equation 15.17 sebagai berikut : Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 24 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun KT H o 298 1 1 ln K 289 = R 298 ……………………………..(2.2) T ln KT = 6 ,5266 3640 1 1 8 ,314 382 , 658 298 KT = 4, 8586 Nilai K kecil sehingga reaksi bersifat reversible. (Smith JM, 2001) 2.3. Diagram Alir Proses Dan Tahapan Proses 2.3.1 Diagram Alir Proses Diagram alir ada tiga macam, yaitu : a. Diagram alir proses (gambar 2.1) b. Diagram alir kualitatif (gambar 2.2) c. Diagram alir kuantitatif (gambar 2.3) 2.3.2 Tahapan Proses Proses pembuatan etil asetat dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu : 1. Tahap persiapan bahan baku 2. Tahap reaksi pembentukan etil asetat 3. Tahap pemurnian produk 2.3.2.1. Tahap persiapan bahan baku Bahan baku yang berupa etanol dan asam asetat disimpan pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dalam fase cair. Asam asetat dari tangki penyimpan (T-01) dipompa melalui P-01 kemudian dipanaskan di HE-01 sehingga suhunya menjadi 109,66 oC dan tekanan 3 atm. Sedangkan etanol Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 25 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun dari tangki penyimpan (T-02) dipompa melalui P-02 kemudian dipanaskan di HE-02 sehingga suhunya juga menjadi 109,66 oC dan tekanan 3 atm. 2.3.2.2. Tahap reaksi pembentukan etil asetat Asam asetat dan etanol diumpankan pada bagian base coloumn reaktor menara Reactive Distillation yang berisi katalis resin amberlyst 35 wet. Reaktor beroperasi secara non isothermal-adiabatic pada tekanan 3 atm dan suhu 90 – 110 oC. Reaksi esterifikasi etil asetat terjadi pada fase cair dan bersifat eksotermis. Reaktor yang berupa menara Reactive Distillation terdiri dari dua bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi. Seksi enriching berada pada bagian atas menara. Pada seksi ini tidak terjadi reaksi melainkan terjadi pemurnian produk yakni memisahkan etil asetat terhadap komponen yang lebih berat. Pada seksi reaksi terdapat 12 stage termasuk pada base column. Sebelas seksi reaksi berisi katalis resin amberlyst 35 seberat 1 kg. Sedangkan pada base column berat katalis adalah 10,642 kg. Suhu atas menara sebesar 92,85 oC dan suhu bawah menara sebesar 109,66 oC. Dengan kondisi yang seperti ini, penggabungan antara performa dari seksi enriching dan seksi reaksi maka konversi dapat mencapai 100%. Hasil atas yang keluar dari reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) berupa campuran etil asetat, etanol dan air. Sedangkan asam asetat telah habis bereaksi. Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 26 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2.3.2.3. Tahap pemurnian produk Arus keluar dari reaktor Reactive Distillation (RD-01) dikondensasikan dengan kondenser (CD-01) kemudian dipisahkan dalam Dekanter (DC-01) bersamaan dengan hasil atas Stripping Column (SC-01). Dekanter (DC-01) beroperasi pada suhu 92,85 oC dan tekanan 2,8 atm. Dekanter digunakan untuk memisahkan campuran yang berupa etil asetat, etyanol dan air. Arus keluar dari Dekanter (DC-01) berupa 2 fase yaitu Light component (fase ringan)dan Heavy component (fase berat). Arus fase ringan akan keluar sebagai hasil atas dan arus fase berat akan keluar sebagai hasil bawah. Arus fase ringan yang sebagian besar mengandung etil asetat dipompa melalui P-03 sebagai refluk menuju reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) dan sebagian lagi diumpankan ke Stripping Column (SC-01). Sedangkan arus fase berat yang sebagian besar mengandung air dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Di dalam Stripping Column (SC-01) campuran etil asetat akan dimurnikan lebih lanjut. Stripping Column (SC-01) merupakan packed tower dengan bahan isian rasching ring keramik. Kondisi operasi berlangsung pada tekanan 2,7 atm. Hasil bawah Stripping Column (SC-01) yang bersuhu 101,463 oC diambil sebagai produk dengan kemurnian etil asetat 99,75 %berat, etanol 0,2 % berat dan air 0,05 % berat. Selanjutnya hasil ini akan ditampung dalam tangki penyimpan produk (T-03) yang sebelumnya terlebih dahulu didinginkan melalui HE-03 sampai suhu 35 o C. Sedangkan hasil atas Stripping Column (SC-01) yang bersuhu 92,85 oC Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 27 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun dikondensasikan dalam kondenser (CD-02), kemudian diumpankan lagi ke dalam Dekanter (DC-01). Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun DAP Bab II Deskripsi Proses 28 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun DAP kuali Bab II Deskripsi Proses 29 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun DAP kuanti Bab II Deskripsi Proses 30 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 31 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk : Etil asetat 99,75 % Kapasitas perancangan : 10.000 ton/tahun Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam 2.4.1 Neraca Massa Diagram alir neraca massa sistem tabel Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan : kg Tabel 2.1 Komponen dalam tiap arus Arus komponen Bab II Deskripsi Proses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Asam asetat v - - - - - - - - Etanol - v v v v v v v v Etil asetat - - v v v v v v v Air v v v v v v v v v Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 32 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Neraca Massa Total Tabel 2.2 Neraca Massa Total komponen Etil asetat Etanol Air Asam asetat total Masuk (kg/jam) Arus 1 Arus 2 0,0000 0,0000 0,0000 682,6244 8,9662 28,4427 887,6577 0,0000 896,6239 711,0670 1607,6909 Keluar (kg/jam) Arus 5 Arus 7 26,0500 1259,4697 21,1086 2,5253 297,9061 0,6313 0,0000 0,0000 345,0647 1262,6263 1607,6909 Neraca Massa di sekitar Reactive Distillation Tabel 2.3 Neraca massa di sekitar Reactive Distillation komponen Etil asetat Etanol Air Asam asetat total Arus 1 0,0000 0,0000 8,9662 887,6577 896,6239 Masuk (kg/jam) Arus 2 0,0000 682,6244 28,4427 0,0000 711,0670 7503,7584 Arus 4 5301,6269 180,1278 414,3127 0,0000 5896,0674 Keluar (kg/jam ) Arus 3 6587,1465 203,7617 712,8501 0,0000 7503,7584 7503,7584 Neraca Massa di sekitar Dekanter Tabel 2.4 Neraca massa di sekitar Dekanter komponen Etil asetat Etanol Air Asam asetat total Bab II Deskripsi Proses Masuk (kg/jam) Arus 3 Arus 8 6587,1465 3688,6937 203,7617 165,5933 712,8501 386,0589 0,0000 0,0000 7503,7584 4240,3459 11744,1043 Keluar (kg/jam) Arus 9 Arus 5 10249,7903 26,0500 348,2464 21,1086 801,0029 297,9061 0,0000 0,0000 11399,0396 345,0647 11744,1043 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 33 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Neraca Massa di sekitar Stripping Coloumn Tabel 2.5 Neraca massa di sekitar Stripping Coloumn komponen Etil asetat Etanol Air Asam asetat total Masuk (kg/jam) Arus 6 4948,1634 168,1185 386,6902 0,0000 5502,9721 5502,9721 Keluar (kg/jam) Arus 7 Arus 8 1259,4697 3688,6937 2,5253 165,5933 0,6313 386,0589 0,0000 0,0000 1262,6263 4240,3459 5502,9721 2.4.2 Neraca Panas Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan : kJ Neraca panas total Tabel 2.6 Neraca panas total Arus Q arus 1 Q arus 2 Q arus 5 Q arus 7 total Input (kJ/jam) 171991,3537 152600,4903 0,0000 0,0000 324591,8440 Output (kJ/jam) 0,0000 0,0000 97151,0656 227440,7783 324591,8440 Neraca panas di sekitar Reactive Distillation Tabel 2.7 Neraca panas di sekitar Reactive Distillation Arus Q arus 1 Q arus 2 Q arus 3 Q arus 4 Q reaksi Hvap Bab II Deskripsi Proses input (kJ/jam) output (kJ/jam) 171991,3537 0,0000 152600,4903 0,0000 0,0000 747694,8826 2045893,1026 0,0000 2414894,6196 0,0000 0,0000 12759938,4578 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Q reboiler total 8722253,7741 0,0000 13507633,3404 13507633,3404 Neraca panas di sekitar Dekanter Tabel 2.8 Neraca panas di sekitar Dekanter arus Q arus 8' Q arus 3' Q arus 5 Q arus 9 input kJ/jam output kJ/jam 1457800,4956 0,0000 2594737,3046 0,0000 0,0000 97151,0656 0,0000 3955386,7346 4052537,8003 4052537,8003 Neraca panas di sekitar Stripping Column Tabel 2.9 Neraca panas di sekitar Stripping Column Arus Q arus 6 Q arus 7 Q arus 8 Qr Input Output (kJ/jam) (kJ/jam) 1956130,7612 0,0000 0,0000 227440,7783 0,0000 3023557,1774 1294867,1945 0,0000 3250997,9557 3250997,9557 Neraca panas di sekitar HE-01 Tabel 2.10 Neraca panas di sekitar HE-01 arus Q arus 1' Q HE Q arus 1 total Bab II Deskripsi Proses input kJ/jam output kJ/jam 9432,025 0,000 162268,457 0,000 171991,354 171991,354 171991,354 34 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Neraca panas di sekitar HE-02 Tabel 2.11 Neraca panas di sekitar HE-02 arus Q arus 2' Q HE Q arus 2 total input kJ/jam output kJ/jam 15435,584 0,000 137164,906 0,000 0,000 152600,490 152600,490 152600,490 Neraca panas di sekitar HE-03 Tabel 2.12 Neraca panas di sekitar HE-03 arus Q arus 3’ Q HE Q arus 3 total Bab II Deskripsi Proses input kJ/jam output kJ/jam 227440,778 0,000 0,000 167377,642 0,000 60063,1360 227440,778 227440,778 35 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 36 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan 2.5.1 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja para pekerja serta keselamatan proses. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah : 1. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa depan. 2. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan tata letak selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas beracun. 3. Sistim kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara out door. 4. Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan. (Vilbrant, 1959) Secara garis besar tata letak dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu : a. Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 37 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual b. Daerah proses Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung. c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk. Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk. d. Daerah gudang, bengkel dan garasi. Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses. e. Daerah utilitas Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrant, 1959) Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 38 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 15 6 9 16 2 18 8 20 3 1 8 4 10 21 7 15 16 14 5 12 11 17 13 19 Jalan Raya ________________________________________________________________________________________________ Gambar 2.4 Tata Letak Pabrik Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Keterangan : 1. Area perluasan 2. Bahan baku 3. Area proses dan bahan baku 4. Ruang kontrol dan kualiti kontrol 5. Laboratorium 6. Area parkir forklift 7. Bengkel teknik 8. Hydrant 9. Utilitas 10. Gudang produk 11. Kantor 12. Gedung serba guna 13. Area parkir mobil dan bus karyawan 14. Poliklinik 15. Mushola 16. Kantin 17. Pintu utama 18. Pintu darurat 19. Pos satpam 20. Parkir truk 21. pemadam kebakaran Bab II Deskripsi Proses 39 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 40 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2.5.2 Tata Letak Peralatan Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak peralatan proses pada pabrik etil asetat, antara lain : 1. Aliran bahan baku dan produk Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan keamanan produksi. 2. Aliran udara Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 3. Cahaya Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan. 4. Lalu lintas manusia Dalam perancangan tata letak pabrik perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga diprioritaskan. Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 41 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 5. Pertimbangan ekonomi Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. 6. Jarak antar alat proses Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan. (Vilbrant, 1959) Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : - Kelancaran proses produksi dapat terjamin - Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia - Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan produktifitas kerja disamping keamanan yang terjadi Bab II Deskripsi Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Keterangan : 1. Tangki Asam asetat (T-01) 2. Tangki Etanol (T-02) 3. Tangki Etil Asetat (T-03) 4. Pompa (P-01, P-02, P-03) 5. Pemanas / heater (HE-01, HE-02) Bab II Deskripsi Proses 42 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 6. Pendingin / cooler (HE-03) 7. Reboiler (RB-01, RB-02) 8. Kondenser (CD-01, CD-02) 9. Reaktor Menara Reactive Distillation (RD-01) 10. Dekanter (DC-01) 11. Stripping Column (SC-01) Bab II Deskripsi Proses 43 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 44 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Tangki Penyimpan Asam Asetat Kode : T-01 Fungsi : Menyimpan bahan baku asam asetat selama satu bulan Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof Jumlah : 1 Buah Bahan : Stainless steel SA 167 grade 3 Kondisi operasi : Tekanan Suhu : 1 atm : 30˚C Dimensi : Diameter tangki : 10,6681 m Tinggi tangki : 9,1441m Tebal tangki : Course 1 : 0,0143 m Course 2 : 0,0127 m Course 3 : 0,0127 m Course 4 : 0,0111 m Course 5 : 0,0111 m Tebal Head : 0,0064 m Tinggi Head : 1,9403 m Tinggi Total : 11,08448 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 45 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3.2. Tangki Penyimpan Etanol Kode : T-02 Fungsi : Menyimpan bahan baku etanol selama dua minggu Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof Jumlah : 1 Buah Bahan : Carbon steel SA 283 grade C Kondisi operasi : Tekanan Suhu : 1 atm : 30 ˚C Dimensi : Diameter Tangki : 9,1441 m Tinggi Tangki : 5,4865 m Tebal Tangki : Course 1 : 0,0143 m Course 2 : 0,0127 m Course 3 : 0,0127 m Tebal Head : 0,0079 m Tinggi Head : 1,2244 m Tinggi total : 6,7109 m 3.3. Tangki Penyimpan Produk Etil Asetat Kode : T-03 Fungsi : Menyimpan produk etil asetat selama satu bulan Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 46 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Jumlah : 1 Buah Bahan : Carbon Steel SA 283 grade C Kondisi operasi : Tekanan Suhu : 1 atm : 35˚C Dimensi : Diameter Tangki : 12,1921 m Tinggi Tangki : 10,9729 m Tebal Tangki : Course 1 : 0,0222 m Course 2 : 0,0206 m Course 3 : 0,0191 m Course 4 : 0,0175 m Course 5 : 0,0175 m Tebal Head : 0,0111 m Tinggi Head : 1,6326 m Tinggi Total : 12,6055 m 3.4. Reaktor Menara Reactive Distillation Kode : RD-01 Fungsi : Mereaksikan asam asetat dengan etanol menjadi etil asetat Tipe : Sieve Tray Tower Material : Stainless steel SA 167 grade 3 P : 3 atm Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 47 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Kondisi operasi Puncak : T = 92,85 oC Bawah : T = 109,66 oC Shell Diameter : 1,016 m Tebal shell : 0,00635 m Tinggi shell : 9,556 m Head Tipe : Torispherical head Tebal head : 0,00635 m Tinggi head : 0,219 m Tinggi total : 12,823 m 3.5. Dekanter Kode : DC-01 Fungsi : Memisahkan etil asetat hasil atas RD sebagai Light component dan air sebagai Heavy component Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head Jumlah : 1 Buah Volume : 4,41 m3 Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C Kondisi : Tekanan Suhu Bab III Spesifikasi Peralatan Proses : 2,8 atm : 92,85 ˚C Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 48 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Dimensi : Diameter tangki : 1,23 m Panjang tangki : 3,698 m Tebal : 0,0064 m Head Tipe : Torispherical Dished Head Tebal Head : 0,0064 m Waktu tinggal : 15,33 menit 3.6. Stripping Column Kode : SC-01 Fungsi : Memurnikan produk etil asetat dari air dan etanol Tipe : Packed tower Material : Carbon Steel SA 283 grade C P : 2,7 atm Kondisi operasi Puncak : T = 92,85 oC Bawah : T = 101,46 oC Bahan isian : Rasching Ring Keramik Shell Diameter : 0,88 m Tebal shell : 0,00476 m Tinggi shell : 11,85 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 49 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Head Tipe : Torispherical head Tebal head : 0,00476 m Tinggi head : 0,23 m Tinggi total : 15,13 m 3.7. Pompa I Kode : P-01 A/B Fungsi : Mengalirkan asam asetat dari tangki penyimpan asam asetat (T-01) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) Jenis : Single Stage Centrifugal Pump Bahan : Stainless steel SA 167 grade 3 Jumlah : 2 Buah Kapasitas : 6,08 gpm Power Pompa : 0,25 HP Power Motor : 0,5 HP Tegangan : 220/380 volt Frekuensi : 50 Hz NPSH required : 0,95 ft = 0,2896 m NPSH available : 47,83 ft = 14,2786 m Pipa yang digunakan: D, Nominal Size : 1 in =0,0254 m Schedule Number : 40 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 50 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun ID : 1,049 in = 0,0266 m OD : 1,32 in = 0,0335m 3.8. Pompa II Kode : P-02 A/B Fungsi : Mengalirkan etanol dari tangki penyimpanan etanol (T-02) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD01) Jenis : Single Stage Centrifugal Pump Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C Jumlah : 2 Buah Kapasitas : 4,76 gpm Power Pompa : 0,25 HP Power Motor : 0,33 HP NPSH required : 0,8 ft = 0,2438 m NPSH available : 44,18 ft =13,4661 m Pipa yang digunakan: D, Nominal Size : 1 in = 0,0254 m Schedule Number : 40 ID : 1,049 in =0,0266 m OD : 1,32 in = 0,0335 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 51 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3.9. Pompa III Kode : P-03 A/B Fungsi : Mengalirkan light component dari Dekanter (DC-01) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) dan Stripping Column (SC-01) Jenis : Single Stage Centrifugal Pump Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C Jumlah : 2 Buah Kapasitas : 73,82 gpm Power Pompa : 6 HP Power Motor : 9 HP NPSH required : 4,995 ft = 1,5224 m NPSH available : 71,94 ft =21,9273 m Pipa yang digunakan: D, Nominal Size : 3 in =0,0762 m Schedule Number : 40 ID : 3,068 in =0,0779 m OD : 3,5 in =0,0889 m 3.10. Heat Exchanger I Kode : HE-01 Fungsi : Memanaskan asam asetat dari Tangki penyimpan asam asetat (T-01) sebelum masuk ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 buah Beban panas : 162268,457 kJ/jam Luas area transfer : 20,88 ft2 Bahan konstruksi : Stainless steel SA 167 grade 3 Pipa dalam Fluida : Saturated steam Kapasitas : 91,3918 lb/jam Suhu masuk : 138 oC Suhu keluar : 138 oC IPS : 2 in = 0,0508 m SN : 40 Diameter luar : 2,38 in = 0,0605 m Diameter dalam : 2,067 in =0,0525 m Panjang hairpin : 12 ft =3,6576 m Jumlah hairpin : 2 buah Pipa luar Fluida : Umpan asam asetat Kapasitas : 1976,697 lb/jam Suhu masuk : 30 oC Suhu keluar : 109,66 oC IPS : 3 in = 0,0762 m SN : 40 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 52 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 53 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Diameter luar : 3,5 in =0,0889 m Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m 3.11. Heat Exchanger II Kode : HE-02 Fungsi : Memanaskan etanol dari tangki penyimpan etanol (T-02) sebelum masuk ke ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 buah Beban panas : 137164,906 kJ/jam Luas area transfer : 20,88 ft2 Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam Fluida : Saturated steam Kapasitas : 92,2954 lb/jam Suhu masuk : 138 oC Suhu keluar : 138 oC IPS : 2 in = 0,0508 m SN : 40 Diameter luar : 2,38 in = 0,0605 m Diameter dalam : 2,067 in = 0,0525 m Panjang hairpin : 12 ft = 3,6576 m Jumlah hairpin : 2 buah Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 54 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Pipa luar Fluida : Umpan etanol Kapasitas : 1567,6184 lb/jam Suhu masuk : 30 oC Suhu keluar : 109,66 oC IPS : 3 in =0,0762 m SN : 40 Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m 3.12. Heat Exchanger III Kode : HE-03 Fungsi : Mendinginkan hasil bawah Stripping Column (SC01) sebelum masuk ke tangki penyimpanan produk (T-03) Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 buah Beban panas : 471201,6963 kJ/jam Luas area transfer : 156,6 ft2 Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam Fluida : Air pendingin Kapasitas : 9323,2165 lb/jam Suhu masuk : 30 oC Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Suhu keluar : 50 oC IPS : 1,25 in = 0,0318 m SN : 40 Diameter luar : 1,66 in = 0,0422 m Diameter dalam : 1,38 in =0,0350 m Panjang hairpin : 12 ft = 3,6576 m Jumlah hairpin : 15 buah Pipa luar Fluida : Hasil bawah Stripping Column (SC-01) Kapasitas : 2783,5859 lb/jam Suhu masuk : 101,46 oC Suhu keluar : 35 oC IPS : 2,5 in =0,0635 m SN : 40 Diameter luar : 2,88 in = 0,0732 m Diameter dalam : 2,469 in = 0,0627 m 3.13. Reboiler I Kode : RB-01 Fungsi : Menguapkan hasil bawah reactor menara Reactive Distillation (RD-01) Jenis : Kettle Reboiler Jumlah : 1 Buah Luas Transfer Panas : 1231,5072 ft2 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 55 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 56 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Beban Panas : 8267068,957 Btu/jam Bahan konstruksi : Tube : Stainless steel SA 167 grade 3 Shell : Stainless steel SA 167 grade 3 Spesifikasi Tube : OD : 1 in =0,0254 m ID : 0,732 in =0,0186 m BWG : 10 Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1,25 in = 0,0318 m Jumlah Tube : 294 Passes :2 Panjang Tube : 16 ft = 4,8768 m Spesifikasi Shell ID : 25 in = 0,635 m Baffle Spacing : 7,5 in = 0,1905 m Passes :1 3.14. Reboiler II Kode : RB-02 Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah Stripping Column (SC-01) Jenis : Kettle Reboiler Jumlah : 1 Buah Luas Transfer Panas : 180,596 ft2 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Beban Panas : 1215957,922 Btu/jam Bahan konstruksi : Tube : Carbon steel SA 283 grade C Shell : Carbon steel SA 283 grade C Spesifikasi Tube : OD : 0,75 in = 0,0191 m ID : 0,482 in =0,0122 m BWG : 10 Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1 in = 0,0254 m Jumlah Tube : 92 Passes :2 Panjang Tube : 10 ft =3,048 m Spesifikasi Shell : ID : 12 in = 0,3048 m Baffle Spacing : 3,6 in = 0,0914 m Passes :1 3.15. Kondenser I Kode : CD-01 Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 buah Beban panas : 1358300,4875 kJ/jam Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 57 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Luas area transfer : 179,136 ft2 Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam Fluida : Air pendingin Kapasitas : 26875,3903 lb/jam Suhu masuk : 30oC Suhu keluar : 50 oC IPS : 2 in = 0,0508 m SN : 40 Diameter luar : 2,38 in =0,0605 m Diameter dalam : 2,067 in = 0,0525 m Panjang hairpin : 12 ft =3,6576 m Jumlah hairpin : 12 buah Pipa luar Fluida : Hasil atas reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) Kapasitas : 16542,7857 lb/jam Suhu masuk : 92,85 oC Suhu keluar : 92,82 oC IPS : 3 in = 0,0762 m SN : 40 Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 58 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 59 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3.16. Kondenser II Kode : CD-02 Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas Stripping Column (SC-01) Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Jumlah : 1 Buah Beban panas : 3378331,1270 kJ/jam Luas area transfer : 110,04 ft2 Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam Fluida : Air Kapasitas : 89115,4624 lb/jam Suhu masuk : 30 oC Suhu keluar : 50 oC IPS : 3 in =0,0762 m SN : 40 Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m Panjang hairpin : 20 ft = 6,096 m Jumlah hairpin : 3 buah Pipa luar Fluida : Hasil atas Stripping Column (SC-01) Kapasitas : 9348,2665 lb/jam Bab III Spesifikasi Peralatan Proses Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Suhu masuk : 92,85 oC Suhu keluar : 92,38 oC IPS : 4 in = 0,1016 m SN : 40 Diameter luar : 4,5 in = 0,1143 m Diameter dalam : 4,026 in = 0,1023 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 60 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 61 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan sarana penunjang yang penting untuk kelancaran suatu proses dalam pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik Etil asetat adalah : 1. Unit pengadaan dan pengolahan air Berfungsi untuk menyediakan kebutuhan air mulai dari pengolahannya hingga siap digunakan sebagai air sanitasi, air umpan boiler, dan air pendingin. 2. Unit pengadaan steam Digunakan sebagai media pemanas dalam alat penukar panas. 3. Unit pengadaan tenaga listrik Berfungsi sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, maupun untuk pendingin dan penerangan. Listrik utama disuplai dari PLN dan generator sebagai cadangan. 4. Unit pengadaan bahan bakar Berfungsi menyediakan bahan bakar yang digunakan untuk boiler dan generator. 5. Unit pengadaan udara tekan Udara tekan digunakan untuk menjalankan sistem instrumentasi di seluruh area proses dan utilitas. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 62 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 4.1.1 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air 1. Unit Pengadaan Air Kebutuhan air dalam pabrik etil asetat ini dipenuhi dari Sungai Brantas yang mengalir di dekat pabrik sebagai raw water. Pertimbangan digunakan air sungai sebagai sumber untuk mendapatkan air adalah : Air sungai merupakan sumber air yang kontinuitasnya relatif tinggi sehingga kekurangan air dapat dihindari. Pengolahan air sungai relatif lebih mudah dan sederhana serta biaya pengolahan relatif murah. Air yang diperlukan di lingkungan pabrik etil asetat ini antara lain untuk: a. Air sanitasi Air sanitasi digunakan untuk keperluan air minum, laboratorium, kantor dan perumahan. Syarat air sanitasi meliputi: Syarat fisik: Warna jernih Tidak mempunyai rasa Tidak berbau Syarat kimia : Tidak mengandung zat organik maupun anorganik Tidak beracun. Syarat bakteriologis: Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri patogen Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 63 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b. Air pendingin Pada umumnya digunakan air sebagai media pendingin karena faktor-faktor berikut: Air merupakan materi yang dapat diperoleh dalam jumlah besar Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi Tidak terdekomposisi Air pendingin pada pabrik ini digunakan untuk condenser dan cooler. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada air pendingin, meliputi: Kesadahan (hardness), yang dapat menyebabkan kerak. Besi, yang dapat menimbulkan korosi. Silika, yang dapat menyebabkan kerak Oksigen terlarut, yang dapat menyebabkan korosi c. Air umpan boiler Merupakan air yang digunakan untuk menghasilkan steam dan untuk kelangsungan proses. Meskipun kelihatan jernih, tetapi pada umumnya air masih, mengandung larutan garam dan asam yang dapat merusak metal pada sistem steam. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut: Zat – zat yang dapat menyebabkan korosi. Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan asam dan gas – gas yang terlarut seperti O2, CO2, H2S dan NH3. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 64 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Zat yang menyebabkan kerak (scale forming). Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika. Zat yang menyebabkan foaming Air yang diambil dari proses pemanasan biasanya menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat – zat organik, anorganik dan zat-zat yang tak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi akibat adanya alkalinitas yang tinggi. d. Air hidrant Air ini digunakan untuk mencegah kebakaran. Pada umumnya air ini tidak memiliki persyaratan yang spesifik. 2. Unit Pengolahan air Kebutuhan air suatu pabrik dapat diperoleh dari sumber air yang ada disekitar pabrik dengan pengolahan terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. Pengolahan tersebut dapat meliputi pengolahan secara fisik dan secara kimia dengan menambahkan desinfectant maupun dengan penggunaan ion exchanger. Tahapan proses pengolahan air dari air sungai secara umum meliputi : a. Unit Pengolahan Air Tahap Awal Mula – mula raw water diumpankan ke bak penampung I (BU-01), yang sebelumnya melewati penyaring screen yang berupa bilah-bilah besi yang ditata berjajar. Dengan adanya screen akan menyaring bahan-bahan pengotor berupa sampah-sampah, kayu, dan lain-lain. Air masuk ke bak Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 65 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun penampung I (BU-01) dan bak penampung II (BU-02) akan mengalami proses pengendapan. Pengendapan merupakan proses mekanis memisahkan padatanpadatan atau lumpur yang terdapat di dalam air dengan menggunakan gaya gravitasi, pada bak pengandapan dilengkapi dengan penyekat yang berfungsi untuk memisahkan padatan atau lumpur yang telah jatuh sehingga tidak terikut oleh aliran air. Air kemudian masuk ke dalam flokulator (FL). Dalam flokulator air diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan-bahan kimia : Polielektrolit yang berfungsi sebagai coagulant untuk mempercepat proses pengendapan dengan membentuk flok lebih cepat dan lebih besar, sehingga menyempurnakan pengendapan lumpur. Pada tahap ini digunakan tawas (Al2(SO4)3) yang berfungsi sebagai koagulan untuk mengikat partikel-partikel kecil yang menyebabkan keruhnya air menjadi flok-flok yang lebih besar Kapur sebagai pengatur pH Keluar dari flokulator (FL) air dimasukkan ke dalam clarifier (CL) dimana flok-flok yang terbentuk diendapkan secara gravitasi. Lumpur yang diendapkan di blowdown sedangkan air yang keluar dari bagian atas diumpan ke sand filter (SF). Air yang berasal dari clarifier (CL) kemungkinan masih mengandung partikel-partikel kotoran yang halus disaring, kemudian ditampung dalam Bak penampung III (BU-03). Air kemudian diinjeksikan larutan kaporit dari tangki IV (TU-04). Air dalam Bak penampung III (BU03) kemudian dialirkan ke Unit Demineralisasi dan sebagian dialirkan ke: Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 66 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 1. Bak penampung IV (BU-04) berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan make up air pendingin 2. Portable water storage tank (TU-05) berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman. b. Unit Demineralisasi Air Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung di dalam air, seperti Ca2+, Fe2+, Mg2+, Na2+, HCO3-, SO42-, Cl-, dan lain-lain dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water /BFW). Dimineralisasi diperlukan karena Boiler Feed Water harus memenuhi syaratsyarat sebagai berikut : Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang dikehendaki maupun pada tube heat exchanger, jika steam digunakan sebagai pemanas. Hal ini akan menyebabkan turunnya efisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan tidak beroperasi sama sekali. Bebas dari segala gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi terutama gas oksigen dan gas karbondioksida. Pengolahan air di unit demineralisasi meliputi beberapa tahap, yaitu : 1. Cation resin exchanger (KE) Air keluaran Bak penampung III (BU-03) diumpankan ke dalam cation exchanger (KE) untuk menghilangkan kation-kation mineralnya. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 67 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Kemungkinan jenis kation yang ditemui adalah Ca2+, Fe2+, Mg2+, Na2+, Al3+. Cation exchanger merupakan silinder baja tegak yang berisi resin R-H, yaitu suatu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H+. Reaksi yang terjadi : Mn2+ + nR-H RnM + nH+ (logam) (resin) Ion Mn+ dalam operasi akan digantikan oleh ion H+ dari resin R-H sehingga air yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2-3,3. Regenerasi dilakukan jika resin sudah berkurang keaktifannya (jenuh), biasanya dilakukan dalam selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang telah melewati unit ini. Regenerasi ini dilakukan dengan menggunakan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash atau cuci balik, regenerasi dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat, dan pembilasan dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah kebalikan dari reaksi operasi, yaitu : RnM + H2SO4 nR-H + MSO4 (resin jenuh) 2. Anion resin exchanger (AE) Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger untuk menghilangkan anion-anion mineralnya. Jenis anion yang dihilangkan adalah HCO3 -, SO42-, Cl-, dan SiO3 -. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 68 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Seperti pada cation exchanger, anion exchanger juga merupakan silinder baja tegak yang berisi resin. Resin yang terdapat pada anion exchanger dapat dituliskan dengan simbol ROH. Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai berikut : Xn- + nR-OH RnX + nOH- Pada saat operasi reaksi akan berjalan ke kanan, sehingga ion negatif Xnakan digantikan oleh ion OH- dari resin R-OH. Air yang dihasilkan diharapkan mempunyai pH sekitar 8.6-8.9. Regenerasi dilakukan dengan menggunakan NaOH 4 %. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah RnX + nNaOH nR-OH + nNaX Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar 6.1-6.9 dan selanjutnya dikirim ke unit air umpan ketel sebelum digunakan sebagai air umpan ketel uap (Boiler Feed Water). c. Unit Air Umpan Ketel ( Boiler Feed Water ) Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas terlarut terutama oksigen dan karbondioksida. Gas-gas tersebut harus dihilangkan dari air karena dapat menimbulkan korosi. Gas-gas tersebut dihilangkan dalam suatu deaerator. Pada deaerator, gas diturunkan sampai kadar 5 ppm. Proses deaerasi dilakukan dengan cara air diumpankan ke deaerator, sedangkan dari bagian bawah deaerator di spray uap tekanan rendah, sampai air mencapai suhu sedikit di atas titik didihnya. Proses penghilangan gas dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 69 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun dengan uap tekanan rendah (stripping gas) mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Air hasil deaerasi diinjeksian zat-zat kimia sebagai berikut : Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut : 2 N2H2 + O2 2 N2 + H2O NaH2PO4 untuk mencegah terbentuknya kerak silika dan kalsium pada steam drum dan boiler tube. Sebelum diumpankan ke boiler, air terlebih dulu diberi dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan atau pengendapan fosfat. d. Unit Air Pendingin Air pendingin yang digunakan dalam proses sehari-hari berasal dari air pendingin yang telah digunakan dalam pabrik yang kemudian didinginkan pada cooling tower. Kehilangan air karena penguapan, terbawa tetesan oleh udara maupun dilakukan blown down di cooling tower diganti dengan air umpan (make up) yang disediakan oleh Bak penampung IV (BU-04). Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat menimbulkan lumut. Untuk mengatasi hal di atas, maka ke dalam air pendingin diinjeksikan bahan-bahan kimia sebagai berikut : Phosphate, berguna untuk mencegah timbulnya kerak. Klorine untuk membunuh mikroorganisme. Zat dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan (pengendapan phosphate). Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 70 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3. Kebutuhan Air a. Kebutuhan air untuk steam Kebutuhan air untuk steam dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.1 Kebutuhan air untuk steam No Kode Alat Nama Alat 1 HE-01 Heat Exchanger-01 2 HE-02 Heat Exchanger-02 3 RB-01 Reboiler – 01 4 RB-02 Reboiler – 02 Kebutuhan (kg/jam) 41,4551 41,8649 4056,8622 596,7017 Total kebutuhan air untuk steam = 4736,8839 kg/jam Diperkirakan air yang hilang sebesar 20 % (Severn hal 40) sehingga kebutuhan make up air untuk steam (air umpan boiler) = 0,2 x 4736,8839 = 947,3768 kg/jam. b. Kebutuhan air pendingin Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.2 Kebutuhan air pendingin No Kode Alat Nama Alat 1 CD-01 Kondenser-01 2 CD-02 Kondenser-02 3 HE-03 Heat Exchanger-03 Kebutuhan (kg/jam) 16241,7851 40416,0814 4228,9833 Kebutuhan total air pendingin = 60886,8498 kg/jam Diperkirakan air yang hilang sebesar 10 % sehingga kebutuhan make up air untuk pendingin = 0,1 x 60886,8498 = 6088,6850 kg/jam. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 71 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun c. Kebutuhan air untuk konsumsi umum dan sanitasi Kebutuhan air untuk kantor dan perumahan dihitung berdasarkan Tabel 29 Sularso & Tahara ,H “ Pompa dan Kompresor” hal 21. Waktu pemakaian air untuk kantor dan perumahan tiap hari rata-rata 8 jam. Air untuk kantor ( air minum dan sanitasi) = 100 - 120 liter hari orang Air untuk perumahan (air minum dan sanitasi) = 160 – 250 liter hari orang Dirancang : Air untuk kantor (air minum dan sanitasi) = 100 liter hari orang Air kantor dirancang mampu untuk memenuhi 165 orang Air untuk kantor = 100 liter 1 hari x 165 orang x hari orang 8 jam = 2062,5 liter/jam (Densitas air = 1,0230 kg/ ) = 2109,938 kg/jam Air untuk perumahan ( air minum dan sanitasi) = 250 liter hari orang Perumahan disediakan untuk 1 direktur utama, 3 (direktur produksi, direktur umum dan pemasaran, direktur administrasi dan keuangan) dan 7 kepala bagian, sehingga dirancang air mampu mensuplai 11 perumahan dan masing- masing perumahan dihuni 5 orang. Air untuk perumahan = 250 liter 1 hari x 11 x 5 orang x hari orang 8 jam =1718,75 liter/jam =1758,281 kg/jam Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 72 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Laboratorium Menurut Sularso & Tahara H, kebutuhan air untuk laboratorium =100– 200 liter , untuk waktu pemakaian setiap hari rata-rata rata-rata hari orang 8 jam. Kebutuhan air untuk laboratorium dirancang = 150 Kebutuhan air laboratorium = 150 liter hari orang liter 1 hari x 5 orang x hari orang 8 jam = 93,75 liter/jam = 95,906 kg/jam Bengkel Kebutuhan air untuk bengkel sama dengan kebutuhan air untuk laboratorium 150 liter , untuk waktu pemakaian setiap hari hari orang rata-rata 8 jam . Kebutuhan air bengkel = 150 liter 1 hari x 13 orang x hari orang 8 jam = 243,75 liter/jam = 249,356 kg/jam Kantin Kebutuhan air untuk kantin = 15 liter , untuk waktu pemakaian hari orang setiap hari rata-rata 7 jam. Kebutuhan air kantin = 15 liter 1 hari x 20 orang x hari orang 7 jam = 42,857 liter/jam = 43,843 kg/jam Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 73 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Poliklinik Kebutuhan air untuk poliklinik = 250 - 1000 liter , untuk waktu hari orang pemakaian setiap hari rata-rata 10 jam. Kebutuhan air poliklinik dirancang = 300 Kebutuhan air poliklinik = 300 liter hari orang liter 1 hari x 20 orang x hari orang 10 jam = 600 liter/jam = 613,8 kg/jam Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi: = (2109,938 +1758,281 + 95,906 + 249,356 + 43,843 + 613,8) kg/jam = 4621,7679 kg/jam d. Air Hidran dan Taman Air Hidran Air untuk hidran 1000 m3 = 1.000.000 Waktu tinggal air hidran 6 bulan = 4320 jam Kebutuhan air hidran per jam = 1.000.000 iter 4320 jam = 231,481 liter/jam = 236,805 kg/jam Air Taman Kebutuhan air taman = 10 m3/hari = 416,6667 liter/jam = 426,250 kg/jam Kebutuhan air hidran dan taman = ( 236,805 + 426,250 ) kg/jam = 663,055 kg/jam Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 74 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Kebutuhan air keseluruhan : Make up air pendingin = 6088,685 kg/jam Make up umpan boiler = 947,377 kg/jam Air konsumsi umum dan sanitasi = 4621,768 kg/jam Air hidran dan taman = Jumlah = 12320,885 kg/jam 663,055 kg/jam + Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air, diambil kelebihan sebesar 10% sehingga kebutuhan total air = 1,1 x 12320,885 = 13552,974 kg/jam Gambar 4.1 Sistem Pengolahan Air Pabrik Etil asetat 4.1.2 Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada pabrik etil asetat ini digunakan sebagai media pemanas reboiler. Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini mempunyai suhu 138 oC dan tekanan 3,37 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 4731,6 kg/jam. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 75 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun dilebihkan sebanyak 10 %. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 5204,8 kg/jam . Spesifikasi boiler yang dibutuhkan : Kode : B-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam Jenis : boiler pipa api Jumlah : 1 buah Heating surface : 4287,546 ft2 Rate of steam : 5204,8 kg/jam (11474,508 lb/jam) Tekanan steam : 341,38 kPa (3,37 atm) Suhu steam : 138 oC (280,4oF) Efisiensi : 80 % Bahan bakar : IDO Kebutuhan bahan bakar : 518,217 liter/jam 4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik etil asetat ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompressor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan : Kode : KU-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor Jumlah : 1 buah Kapasitas : 100 m3/jam Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm) Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 76 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm) Suhu udara : 35 oC Efisiensi : 80 % Daya kompresor : 11 HP 4.1.4 Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik etil asetat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan yaitu generator arus bolak – balik karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk AC 2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 3. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 4. Listrik untuk penerangan Besarnya kebutuhan listrik masing – masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air diperkirakan sebagai berikut : Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 77 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama Alat Jumlah HP Total HP P-01 2 0,5 1 P-02 2 0,3 0,6 P-03 2 6 12 PU-01 2 0,5 1 PU-02 2 0,1 0,2 PU-03 2 1,0 2,0 PU-04 2 0,5 1,0 PU-05 2 0,5 1 PU-06 2 0,1 0,2 PU-07 2 0,1 0,2 PU-08 2 0,1 0,2 PU-09 2 0,25 0,5 PU-10 2 0,25 0,5 PU-11 2 1 2 PU-12 2 3 6 PU-13 2 1 2 PU-14 2 0,5 1 KU-01 1 11 11 Jumlah 42,4 Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 42,5 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 46,64 HP atau sebesar 34,78 kW. 2. Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15 kW. 3. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 78 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10 kW. 4. Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan : L a.F U .D dengan : L : Lumen per outlet a : Luas area, ft2 F : foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3th ed) U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3th ed) D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3th ed) Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D Lumen Pos keamanan 26 279,85 20 0,42 0,75 17768,56 Parkir 640 6888,74 10 0,49 0,75 187448,57 Musholla 64 688,87 20 0,55 0,75 33399,93 Kantin 80 861,09 20 0,51 0,75 45024,41 Kantor 1000 10763,65 35 0,6 0,75 837172,67 Poliklinik 80 861,09 20 0,56 0,75 41004,38 Ruang kontrol 200 2152,73 40 0,56 0,75 205021,88 Laboratorium 200 2152,73 40 0,56 0,75 205021,88 Proses 2500 26909,12 30 0,59 0,75 1824347,23 Utilitas 1000 10763,65 10 0,59 0,75 243246,30 R.generator 192 2066,62 10 0,51 0,75 54029,30 Bengkel 144 1549,97 40 0,51 0,75 162087,89 Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 79 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Bangunan Luas, ft2 Luas, m2 F U D Lumen Garasi 220 2368,00 10 0,51 0,75 61908,57 Gudang 100 1076,36 5 0,51 0,75 14070,13 Pemadam 144 1549,97 20 0,51 0,75 81043,94 T.bahan baku 384 4133,24 10 0,51 0,75 108058,59 Tangki produk 1056 11366,41 10 0,51 0,75 297161,12 Jalan dan taman 2544 27382,72 5 0,55 0,75 331911,78 Area perluasan 1440 15499,65 5 0,57 0,75 181282,50 Jumlah 12014 Jumlah lumen : 129314,47 4931009,63 Untuk penerangan dalam bangunan = 4417815,34 lumen Untuk penerangan bagian luar ruangan = 513194,29 lumen Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1920 lumen (Tabel 18 Perry 3th ed.). 4417815,34 Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 1920 = 2301 buah Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 3th ed.). 513194,29 Jadi jumlah lampu luar ruangan = = 171 buah 3000 Total daya penerangan = ( 40 W x 2301 + 100 W x 171 ) = 109144,3 W = 109,14 kW Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 80 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk keperluan penerangan 3. Listrik untuk AC 15 4. Listrik untuk laboratoriun dan instrumentasi 10 Total 34,78 109,14 168,92 Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80 %, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 211,15 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 300 kW, sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 88,15 kW. Spesifikasi generator yang diperlukan : Kode : GU-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan listrik Jenis : AC generator Jumlah : 1 buah Kapasitas : 300 kW Tegangan : 220/360 Volt Efisiensi : 80 % Bahan bakar : IDO Kebutuhan bahan bakar : 59,14 liter/jam 4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar bertujuan memenuhi kebutuhan bahan bakar pada boiler dan generator. Bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar cair (IDO = Industrial Diesel Oil) yang diperoleh dari PERTAMINA atau distribusinya. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Pemilihan didasarkan pada pertimbangan bahan bakar cair: Mudah didapat Kesetimbangan terjamin Mudah dalam penyimpanannya Untuk menjalankan generator tersebut digunakan bahan bakar, yaitu: Jenis bahan bakar Gross Heating Value : 19,144 Btu/lb Net Heating Value Effisiensi bahan bakar : 80% Spec.gravity solar : 0,8691 solar : 54,26 lb/ft2 : Solar : 18,848 Btu/lb Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut : Bahan bakar = Kapasitas alat eff . h a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler = 11960592,91 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 518,22 liter/jam b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator = 300 kW = 1023646,23 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 35,48 liter/jam Jadi kebutuhan total IDO sebesar : = 518,22 + 35,48 = 553,70 liter/jam Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 81 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 82 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 4.3. Laboratorium Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk memperoleh data – data yang diperlukan. Data – data tersebut digunakan untuk evaluasi unit – unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian mutu. Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk. Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi. Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift dan non-shift. 1. Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 83 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun selama 24 jam yang dibagi menjadi 3 shift. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok non-shift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain : a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi 4.3.1. Program Kerja Laboratorium Dalam upaya mengoptimalkan pengendalian aktivitas mutu, laboratorium pabrik untuk etil asetat pengujian ini mutu. Pengendalian mutu ini meliputi : a. Analisa bahan baku Dilakukan analisa terhadap kandungan air dalam etanol dan asam asetat. b. Analisa produk etil asetat, terdiri dari : - Kadar etil asetat dan kadar impuritas dengan metoda spektofotometri. - Tes penentuan titik leleh dan titik beku. c. Pemeriksaan mutu unit utilitas Analisa di unit utilitas meliputi analisa : Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 84 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun - Raw material berupa air sungai - Air pendingin, meliputi analisa pH, klor sisa dan kekeruhan. - Air umpan boiler, meliputi analisa pH, jumlah zat padat terlarut, kadar Fe, kadar CaCO3, SO3, PO4¯, SiO2¯. d. Pemeriksaan mutu air limbah, meliputi analisa kadar pH, jumlah etanol, asam asetat dan etil asetat terlarut. Untuk mempermudah program kerja laboratorium, dalam pabrik ini dibagi menjadi 3 bagian laboratorium yaitu : 1. Laboratorium fisik Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisik terhadap semua stream yang berasal dari proses produksi maupun tangki serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan spesifikasi hasil pengamatan. Jadi, pemeriksaan dan pengamatan dilakukan terhadap bahan baku, produk akhir, dan limbah proses. 2. Laboratorium analisa Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan analisa sifat-sifat dan kandungan kimia bahan baku, produk akhir, limbah proses dan bahanbahan kimia yang digunakan (aditif, bahan-bahan injeksi dan lain-lain). 3. Laboratorium penelitian dan pengembangan Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan penelitian dan pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan kualitas mineral terkait dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan penelitian hal-hal Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 85 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun baru untuk keperluan pengembangan. Dalam menjalankan tugasnya, laboratorium ini senantiasa melakukan penelitian terhadap kondisi lingkungan serta mengadakan pengembangan. 4.3.2. Alat – Alat Utama Laboratorium Alat –alat utama yang digunakan untuk melakukan analisa-analisa dalam memproduksi etil asetat adalah sebagai berikut : a. Gas Chromatography ( GC ) Alat ini digunakan untuk menganalisa Etil Asetat. b. Atomic Absorption Spectrophotometer ( AAS ) Alat ini digunakan untuk menganalisa logam terutama Fe, serta untuk menganalisa phospor dan silika pada area utilitas. c. Spektrofotometer UV-Visible Alat ini digunakan untuk menganalisa silika, phosphate, phosphor, kekeruhan, dan warna. d. Autotitrator Alat ini digunakan untuk menganalisa konsentrasi dari asam asetat. e. Moisture Meter ( Karl Ficher) Alat ini digunakan untuk menganalisa kandungan air dalam produk etil asetat yang didapat. f. Conductivity Meter Alat ini digunakan untuk mengukur konduktivitas yang ada pada pure water, blow down boiler, boiler feed water dan juga raw water. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 86 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 4.4. Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan oleh pabrik etil asetat adalah limbah cair. Antara lain sebagai berikut : a. Air buangan sanitasi Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi. Campuran padatan dan cairan terlebih dahulu dipecah dengan menggunakan lumpur aktif dan sistem aerasi yang terdiri dari bak bersistem overflow dan penambahan desinfektan klorin untuk membunuh mikoorganisme yang menimbulkan penyakit. Air yang telah diolah dan memenuhi syarat pembuangan dialirkan ke bak penampung. b. Air berminyak dari alat proses Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat lainnya. Proses pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak di lapisan atas dialirkan ke penampungan minyak dan selanjutnya dibakar dalam tungku pembakar. Sedangkan air di lapisan bawah dialirkan ke penampungan akhir dan selanjutnya dibuang. c. Limbah dari Heavy Component Dekanter Limbah cairan yang berasal dari proses masih mengandung CH3COOC2H5, C2H5OH dan H2O. Pengolahan limbah ini direaksikan dengan bahan active sludge di dalam sebuah bak, selanjutnya hasil keluaran dari bak active sludge dialirkan ke bak pengendap untuk memisahkan limbah yang sudah diolah dengan active sludge yang Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 87 Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun terikut, kemudian active sludge yang terendapkan dipompa kembali ke bak active sludge. Pada tahap awal sebelum limbah diolah, limbah ditampung di dalam bak penampung limbah. Skema pengolahan limbah yang digunakan di pabrik etil asetat dapat dilihat pada gambar 4.2. Gambar 4.2 Proses Pengolahan Limbah Pabrik Etil Asetat Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan Pabrik etil asetat yang akan didirikan direncanakan mempunyai bentuk Perseroan Terbatas (PT). Alasan pemilihan bentuk perusahaan ini adalah didasarkan atas beberapa faktor, sebagai berikut : 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran produksi hanya dipegang pimpinan perusahaan. 3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik adalah para pemegang saham sedangkan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi dewan komisaris. 4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak terpengaruh dengan berhentinya: pemegang saham, direksi beserta stafnya, dan karyawan perusahaan 5. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman. 6. Lapangan usaha lebih luas Suatu perseroan terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga perseroan terbatas dapat memperluas usahanya. Bab V Manajemen Perusahaan 88 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 5.2. Struktur Organisasi Salah satu faktor yang menunjang kemajuan perusahaan adalah struktur organisasi yang terdapat dan dipergunakan oleh perusahaan tersebut. Untuk mendapatkan suatu sistem yang terbaik, maka perlu diperhatikan beberapa pedoman antara lain : Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas Pendelegasian wewenang Pembagian tugas kerja yang jelas Kesatuan perintah dan tanggung jawab Sistem pengontrol atas pekerjaan yang telah dilaksanakan Organisasi perusahaan yang fleksibel Dengan berprinsip pada pedoman tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu sistem Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Kebaikan dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem, organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf, yaitu : 1. Sebagai garis atau line yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. 2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. Bab V Manajemen Perusahaan 89 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 90 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya diwakili oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu oleh Direktur Teknik dan Produksi serta Direktur Keuangan dan Administrasi. Direktur Teknik dan Produksi membawahi bidang teknik dan produksi, sedangkan Direktur Keuangan dan Administrasi membidangi kelancaran pelayanan. Direktur-direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab membawahi atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian membawahi beberapa kepala seksi dan masing – masing kepala seksi akan membawahi beberapa karyawan perusahaan pada masing – masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing – masing seksi. Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 91 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Direktur Utama Kabag Umum Kasi Humas & K3 Kasi Tata Usaha Kasi Personalia Kabag Admnistrasi Kasi Pembelian Kasi Pemasaran Kasi Keuangan Kasi Penelitian & Pengembangan Kasi Lab & Mutu Kasi Peralatan & Bengkel Kabag Keuangan & Pemasaran Kabag Litbang Kabag Teknik Kasi Listrik & Instrumentasi Kasi Utilitas Kasi Proses Produksi Kabag Produksi & Utilitas Direktur Keuangan & Administrasi Kasi Hubungan Masyarakat Direktur Teknik dan Produksi Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan 5.3. Tugas dan Wewenang 5.3.1. Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut para pemegang saham berwenang untuk : 1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan. 5.3.2. Dewan Komisaris Dewan Komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham, sehingga Dewan Komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham. Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi : 1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber-sumber dana dan pengarahan pemasaran. 2. Mengawasi tugas-tugas direksi 3. Membantu direksi dalam tugas-tugas penting 5.3.3. Dewan Direksi Direktur Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur Utama bertanggung jawab terhadap Dewan Komisaris atas segala tindakan dan kebijaksanaan yang diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur Utama membawahi Direktur Teknik dan Produksi, serta Direktur Keuangan dan Administrasi. Tugas-tugas Direktur Utama meliputi : 1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggungjawabkan pekerjaan pada pemegang saham pada akhir jabatan. Bab V Manajemen Perusahaan 92 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2. Menjaga stabilitas organisasi perusahaan dan membuat kontinuitas hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, konsumen, dan karyawan. 3. Mengangkat dan memberhentikan Kepala Bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama dengan Direktur Teknik dan Produksi, dan Direktur Keuangan dan Administrasi. Tugas-tugas Direktur Teknik dan Produksi meliputi : 1. Bertanggung jawab kepada Direktur Utama dalam bidang produksi dan teknik 2. Mengkoordinir, mengatur dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala – kepala bagian yang menjadi bawahannya. 3. Memimpin pelaksanaan kegiatan pabrik yang berhubungan dengan bidang teknik, produksi pengembangan, pemeliharaan peralatan dan laboratorium. Tugas Direktur Keuangan dan Administrasi meliputi : Bertanggung jawab terhadap masalah-masalah pabrik yang berhubungan dengan admistrasi, keuangan, hubungan masyarakat, dan hal umum lainnya. 5.3.4 Kepala Bagian Secara umum tugas Kepala Bagian adalah mengkoordinir, mengatur dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis-garis yang diberikan oleh perusahaan. Kepala Bagian bertanggung jawab kepada Direktur Bidang. Kepala Bagian Bab V Manajemen Perusahaan 93 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun membawahi Kepala Seksi. Kepala Seksi merupakan pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing, agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab terhadap kepala bagian masing – masing sesuai dengan seksinya. Direktur Bidang membawahi 6 Kepala Bagian terdiri dari : 1. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dalam bidang mutu, jalannya operasi pabrik sehari-hari serta menjaga kelangsungan proses produksi. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas membawahi 2 Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Proses Produksi Tugas : Mengawasi jalannya proses produksi.,menjalankan tindakan seperlunya pada peralatan produksi yang mengalami kerusakan, sebelum diperbaiki oleh seksi yang berwenang. Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 5 orang kepala shift (S1/D3 Teknik Kimia) 25 orang operator (STM/SLTA) Bab V Manajemen Perusahaan 94 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 95 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b) Kepala Seksi Utilitas Tugas :Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, kebutuhan uap, air dan tenaga listrik. Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 5 orang kepala shift (S-1/D3 Teknik Mesin) 15 orang operator (STM/SLTA) 2. Kepala Bagian Teknik Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dan bertanggung jawab terhadap pengelolaan pabrik secara teknis yang meliputi pemeliharaan peralatan, bengkel, gudang, dan perlengkapannya. Kepala Bagian Teknik membawahi 2 Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Listrik dan Instrumentasi Tugas : Bertanggung jawab terhadap penyediaan listrik serta alat-alat instrumentasi Pendidikan : Sarjana Teknik Elektro Jumlah : 1 orang Bawahan : 5 orang kepala shift ( S-1 / D3 Teknik Elektro) 5 orang operator (STM Listrik) Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 96 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b) Kepala Seksi Peralatan dan Bengkel Tugas :Bertanggung jawab terhadap kegiatan perawatan dan penggantian alat-alat serta fasilitas pendukungnya, dan melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik. Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 5 orang kepala shift ( S-1/D3 Teknik Mesin) 5 orang operator (STM Mesin) 3. Kepala Bagian Pengembangan dan Penelitian (Litbang) Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dan bertanggung jawab memimpin aktivitas laboratorium, pengendalian mutu, penelitian, dan pengembangan. Kepala Bagian Litbang membawahi 2 Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Laboratorium dan Pengendalian Mutu Tugas :Menyelenggarakan pemantauan hasil (mutu) dan pengolahan limbah Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia Jumlah : 1 orang Bawahan : 4 orang kepala shift (S1 Teknik Kimia / MIPA Kimia) 4 orang operator (D3 MIPA / Analitik) Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b) Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Tugas : Mengkoordinir kegiatan yang berhubungan dengan peningkatan produksi dan efisiensi proses secara keseluruhan Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang ( S1 Teknik Kimia / Elektro / Mesin ) 4. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam bidang administrasi, keuangan dan pemasaran termasuk pembelian bahan baku, bahan pembantun dan penjualan produk. Kepala Bagian Keuangan membawahi 3 Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Keuangan Tugas : Bertanggung jawab terhadap pembukuan serta halhal yang berkaitan dengan keuangan perusahaan Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Akuntansi Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi) 5 orang staff II (SMEA) b) Kepala Seksi Pemasaran Tugas : Mengkoordinasi kegiatan pemasaran produk dan mengatur distribusi barang dari gudang Pendidikan: Sarjana Teknik Industri / Ekonomi Bab V Manajemen Perusahaan 97 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Jumlah : 1 orang Bawahan : 5 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi) 10 orang staff II (SMEA) c) Kepala Seksi Pembelian Tugas :Mengatur dan mengumpulkan semua informasi mengenai bahan baku dan bahan lain yang dibutuhkan perusahaan dan mengadakan tender pembelian. Pendidikan: Sarjana Teknik Industri / Ekonomi Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi) 5. Kepala Bagian Administrasi Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam bidang administrasi pabrik, personalia, dan tata usaha. Kepala Bagian Administrasi membawahi 2 Kepala Seksi: a) Kepala Seksi Personalia Tugas : Mengkoordinasi kegiatan yang berhubungan dengan kepegawaian Pendidikan : Sarjana Hukum / Psikologi Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1/D3 Komunikasi/Psikologi) 2 orang staff II (SLTA) Bab V Manajemen Perusahaan 98 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 99 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b) Kepala Seksi Tata Usaha Tugas : Bertanggung jawab terhadap kegiatan yang berhubungan dengan rumah tangga perusahaan serta tata usaha kantor Pendidikan : Sarjana Hukum / Ekonomi Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I ( S-1/D3 Manajemen Perusahaan) 4 orang staff II (SLTA) 6. Kepala Bagian Umum Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam mengelola bidang hubungan masyarakat, keamanan, dan kesejahteraan karyawan. Kepala Bagian Umum membawahi 2 Kepala Seksi: a) Kepala Seksi Hubungan Masyarakat Tugas : Menyelenggarakan dengan relasi kegiatan perusahaan, yang berkaitan pemerintah dan masyarakat serta mengawasi langsung masalah keamanan perusahaan Pendidikan : Sarjana Hukum / Psikologi / Komunikasi Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff ( S1/D3 Komunikasi) 4 orang kepala regu keamanan 16 orang satpam Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun b) Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Tugas : Bertanggung jawab terhadap masalah kesehatan karyawan dan keluarga serta menangani masalah keselamatan kerja dalam perusahaan 5.4. Pendidikan : Sarjana Kedokteran Umum Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang staff (S1/D3 Hiperkes / Akper) Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik etil asetat direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan dan perawatan (shutdown) pabrik. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan, yaitu : 1. Karyawan non shift / harian Karyawan non shift adalah para karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah Direktur, Staf Ahli, Kepala Bagian, Kepala Seksi serta bawahan yang ada di kantor. Karyawan harian akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu, dan libur pada hari Sabtu, Minggu, dan hari besar, dengan pembagian jam kerja sebagai berikut : Waktu kerja Senin – Kamis Bab V Manajemen Perusahaan : 08.00 – 16.00 (istirahat 12.00 – 13.00) 100 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 101 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Jum’at : 08.00 – 16.00 (istirahat 11.00 – 13.00) 2. Karyawan shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian – bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift antara lain : operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium dan bagian-bagian keamanan. Para karyawan shift akan bekerja bergantian sehari semalam, dengan pengaturan sebagai berikut : Shift pagi : jam 07.00 – 15.00 Shift sore : jam 15.00 – 23.00 Shift malam : jam 23.00 – 07.00 Karyawan shift ini dibagi dalam 4 regu (A,B,C,D) dimana 3 regu bekerja dan 1 regu istirahat dan dikenakan secara bergantian. Tiap regu akan mendapat giliran 3 hari kerja dan 1 hari libur tiap-tiap shift dan masuk lagi untuk shift berikutnya. Tabel 5.1 Jadwal pembagian kelompok shift Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 dst P A A A B B B C C C D D D … S B B C C C D D D A A A B … M C D D D A A A B B B B B … Shift Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Keterangan: P : Shift Pagi S : Shift Sore M : Shift Malam Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan karyawannya. Untuk itu kepada seluruh karyawan diberlakukan absensi dan masalah absensi ini digunakan pimpinan perusahaan sebagai dasar dalam mengembangkan karier para karyawan dalam perusahaan. 5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik etil asetat ini sistem upah karyawan berbeda-beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab dan keahlian. Menurut statusnya karyawan dibagi menjadi 3 golongan sebagai berikut : 1. Karyawan tetap Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan Surat Keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian dan masa kerja. 2. Karyawan harian Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. Bab V Manajemen Perusahaan 102 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 103 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 3. Karyawan borongan Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperluakan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu perusahaan. 5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien. Tabel 5.2. Jumlah karyawan shift No Jabatan Jumlah 1 Karyawan proses 30 2 Karyawan pengendalian 20 3 Karyawan laboratorium 4 4 Karyawan pemasaran 5 5 Karyawan pembelian 3 6 Karyawan pemeliharaan 4 7 Karyawan utilitas 10 Total 76 Tabel 5.3. Jumlah karyawan non shift No Jabatan Jumlah 1 Direktur Utama 1 2 Direktur 2 Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 104 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun No Jabatan Jumlah 3 Staff Ahli 10 4 Litbang 15 5 Sekretaris 4 6 Kepala Bagian 6 7 Kepala Seksi 13 8 Karyawan K3 4 9 Karyawan Keuangan 3 10 Karyawan Personalia 3 11 Karyawan Keamanan 20 12 Dokter 5 13 Perawat 9 14 Sopir 6 15 Pesuruh 14 Total 115 Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat 105 Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 5.4. Perincian golongan dan gaji karyawan Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp.) Kualifikasi I Direktur Utama 50.000.000,00 S-2 II Direktur 30.000.000,00 S-1 III Kepala Bagian 10.000.000,00 S-1 IV Kepala Seksi 5.000.000,00 S-1 V Kepala Shift 3.000.000,00 S-1/D-3 VI Pegawai Staff 1 2.000.000,00 S-1/D-3 VII Pegawai Staff 2 1.000.000,00 SLTA 1.800.000,00 D-3 VIII Operator XI Security 1.000.000,00 SLTA X Pegawai 1.000.000,00 SLTA 5.7. Kesejahteraan Karyawan Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain : 1. Tunjangan a. Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan b. Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan c. Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja Bab V Manajemen Perusahaan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 2. Cuti a. Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1 tahun b. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter 3. Pakaian kerja Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap tahunnya. 4. Pengobatan a.Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang. b.Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan Bab V Manajemen Perusahaan 106 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun BAB VI ANALISA EKONOMI Pada perancangan pabrik etil asetat ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini adalah estimasi harga alat - alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk estimasi analisa ekonomi. Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan/ estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan, dan terjadinya titik impas. Selain itu analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan. Evaluasi kelayakan pendirian pabrik etil asetat dengan kapasitas 10.000 ton/tahun : 6.1. Dasar Perhitungan Kapasitas produksi : 10.000 ton/tahun Satu tahun operasi : 330 hari Pabrik didirikan : 2012 Harga bahan baku asam asetat : US $ 1,058 / kg Harga bahan baku etanol : US $ 0,421 / kg Harga etil asetat : US $ 1,764 / kg Katalis : US $ 10 / kg (www.icispricing.com) Bab VI Analisa Ekonomi 107 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 6.2. Penafsiran Harga Peralatan Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi yang sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap tahun sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa tahun-tahun sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga. Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index 1991 361,3 1992 358,2 1993 359,2 1994 368,1 1995 381,1 1996 381,7 1997 386,5 1998 389,5 1999 390,6 2000 394,1 2001 394,3 2002 390,4 Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003 Bab VI Analisa Ekonomi 108 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 398 396 394 y = 2.4464x - 4499.7071 Indeks 392 390 388 386 384 382 380 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Tahun Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 2,4464 X - 4499,7071 Jika X = 2012 maka Y (indeks tahun 2012) adalah 422,45. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex = Ey . Nx Ny Ex = Harga pembelian pada tahun 2012 Ey = Harga pembelian pada tahun referensi Nx = Indeks harga pada tahun 2012 Bab VI Analisa Ekonomi 109 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Ny = Indeks harga pada tahun referensi (Peters & Timmerhaus, 2003) 6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran - pengeluaran yang diperlukan untuk fasilitas - fasilitas produktif dan untuk menjalankannya. Capital Investment meliputi : Fixed capital investment dan working capital investment Asumsi - asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi : 1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2015. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu 2. Kapasitas produksi adalah 10.000 ton/tahun 3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun 4. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik 5. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan 6. Umur alat - alat pabrik diperkirakan 10 tahun. 7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol 8. Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi 9. Upah buruh asing US $ 11 per manhour 10. Upah buruh lokal Rp. 7.500,00 per manhour 11. Satu manhour asing = 2 manhour Indonesia Bab VI Analisa Ekonomi 110 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 12. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 10.755,00 6.3.1 Fixed Capital Invesment (FCI) Fixed Capital Investment (Modal tetap) adalah investasi yang digunakan untuk mendirikan fasilitas produksi dan pembantunya. Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment No Jenis US $ 1 Purchase equipment cost (EC) 2 instalasi 3 pemipaan 4 instrumentasi 5 isolasi 6 listrik 7 bangunan 8 tanah dan perbaikan 9 utilitas Rp. Total Rp. 705.000 0 7.582.277.895 41.316 135.932.399 580.284.150 160.674 165.444.038 1.893.498.070 79.681 25.487.625 882.461.059 9837 22.357.302 375.021.391 32.791 22.357.302 367.568.956 131.163 0 1.410.656.352 39.349 3.876.317.100 4.299.514.006 622.263 0 6.692.439.439 1.822.075 4.247.895.466 23.844.313.889 Physical Plant Cost 10. Engineering & Construction Direct Plant Cost 11. Contractor’s fee 12. Contingency Fixed Capital Invesment (FCI) 364.415 849.579.093 4.768.862.776 2.186.490 5.097.474.559 28.613.176.667 218.649 509.747.456 2.861.317.667 546.623 1.274.368.640 7.153.294.167 2.951.762 6.881.590.655 38.627.788.500 6.3.2 Working Capital Investment (WCI) Working Capital (Modal Kerja) adalah bagian yang diperlukan untuk menjalankan usaha atau modal dalam operasi dari suatu pabrik selama waktu tertentu dalam harga lancar. Bab VI Analisa Ekonomi 111 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 6.3 Working Capital Investment No. Jenis US $ 1. Persediaan Bahan baku 2. Persediaan Bahan dalam proses 3. Persediaan Produk 4. Extended Credit 5. Available Cash Working Capital Investment (WCI) Rp. Total Rp. 1.008.945 0 10.851.203.274 2.028 27.052.253 48.858.227 446.054 5.951.495.708 10.748.810.023 1.469.756 0 15.807.226.791 446.054 5.951.495.708 10.748.810.023 3.372.837 11.930.043.669 48.204.908.337 6.3.3 Total Capital Investment (TCI) TCI = FCI + WCI = Rp 86.832.696.838,- 6.4. Penentuan Manufacturing Cost (TMC) Total Manufacturing Cost (Biaya pengeluaran ) merupakan jumlah direct, indirect, dan fixed manufacturing cost yang bersangkutan dengan produk 6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) Direct Manufacturing Cost merupakan pengeluaran yang bersangkutan langsung dalam pembuatan produk. Bab VI Analisa Ekonomi 112 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost No. Jenis US $ 1. Harga Bahan Baku 2. Gaji Pegawai 3. Supervisi 4. Maintenance 5. Plant Supplies 6. Royalty & Patent 7. Utilitas Direct Manufacturing Cost Rp. Total Rp. 997.268 0 10.725.618.985 0 2.760.000.000 2.760.000.000 0 2.250.000.000 2.250.000.000 206.623 447.303.393 2.669.537.242 30.993 67.095.509 400.430.586 881.854 0 9.484.336.074 0 61.790.534.854 61.790.534.854 2.116.739 67.314.933.755 90.080.457.742 6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) Indirect Manufacturing Cost adalah pengeluaran sabagai akibat pengeluaran tidak langsung dari operasi pabrik. Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost No. Jenis US $ 1. Payroll Overhead 2. Laboratory 3. Plant Overhead 4. Packaging & Shipping Indirect Manufacturing Cost Rp. Total Rp. 0 552.000.000 552.000.000 0 414.000.000 414.000.000 0 2.208.000.000 2.208.000.000 2.645.561 0 28.453.008.223 2.645.561 3.174.000.000 31.627.008.223 6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) Fixed Manufacturing Cost merupakan harga yang berkenaan dengan fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan dengan fixed capital dimana harganya tetap, tidak tergantung waktu maupun tingkat produksi Bab VI Analisa Ekonomi 113 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost No. Jenis US $ 1. Depresiasi 2. Property Tax 3. Asuransi Fixed Manufacturing Cost Rp. Total Rp. 295.176 668.159.065 3.862.778.850 147.588 103.223.860 1.690.533.752 147.588 137.631.813 1.724.941.705 590.352 929.014.738 7.278.254.308 6.4.4 Total Manufacturing Cost (TMC) TMC = DMC + IMC + FMC = Rp. 128.985.720.272,- 6.5. Penentuan Total Production Cost (TPC) Total Production Cost (TPC) adalah biaya total Manufaturing Cost dan General Expense 6.5.1. General Expense (GE) General Expense (Biaya pengeluaran Umum) adalah pengeluaran yang tidak berkaitan dengan produksi tetapi berhubungan dengan operasional perusahaan secara umum Tabel 6.7 General Expense No. Jenis 1. Administrasi 2. Sales 3. Research 4. Finance General Expense (GE) Bab VI Analisa Ekonomi US $ Rp. Total Rp. 0 3.811.000.000 3.811.000.000 1.763.707 0 18.968.672.149 705.483 0 7.587.468.860 326.757 1.066.793.042 4.581.062.838 2.795.947 4.877.793.042 34.948.203.846 114 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun 6.5.2. Total Production Cost (TPC) TPC 6.6. = TMC + GE = Rp. 163.933.924.119,- Profitability Profitability (keuntungan) adalah selisih antara total penjualan produk dengan total biaya produksi yang dikeluarkan. Profitability sebelum pajak dapat diketahui dengan perhitungan dibawah ini : Profitability = Total penjualan produk - Total biaya produksi Profitability = Rp. 189.686.721.489,- – Rp. 163.933.924.119,= Rp. 25.752.797.370,(Donald, 1989) Jika pajak sebesar 15% dari profitability sebelum pajak maka akan didapat profitability setelah pajak sebesar Rp. 21.889.877.764,- 6.7 Analisa Kelayakan 6.7.1 Percent Return 0n Investment (% ROI) Percent Return 0n Investment adalah rasio keuntungan tahunan dengan mengukur kemampuan perusahaan dalam mengembalikan modal investasi. ROI membandingkan laba rata - rata terhadap Fixed Capital Investment. Prb = Pb ra IF Pra Prb = % ROI sebelum pajak Bab VI Analisa Ekonomi 115 = Pa ra IF Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Pra = % ROI setelah pajak Pb = Keuntungan sebelum pajak Pa = Keuntungan setelah pajak ra = Annual production rate IF = Fixed Capital Investment (Aries-Newton, 1955) 6.7.2 Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. D D = IF Pb ra 0,1 IF = Pay Out time, tahun Pb = Keuntungan sebelum pajak ra = Annual production rate IF = Fixed Capital Investment (Aries-Newton, 1955) 6.7.3 Break Even Point (BEP) BEP adalah titik impas, besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan, dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak menderita kerugian. ra = Bab VI Analisa Ekonomi Fa 0,3 R a Z Sa - Va - 0,7 R a 116 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun ra = Annual production rate Fa = Annual fixed expense at max production Ra = Annual regulated expense at max production Sa = Annual sales value at max production Va = Annual variable expense at max production Z = Annual max production (Peters & Timmerhaus, 2003) 6.7.4 Shut Down Point (SDP) Shut Down Point adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus tutup. ra = 0,3 R a Z Sa - Va - 0,7 R a (Peters & Timmerhaus, 2003) 6.7.5 Discounted Cash Flow (DCF) Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh modal yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi satu setengah kali bunga pinjaman bank. DCF (i) dapat dihitung dengan metode Present Value Analysis dan Future Value Analysis. Present Value Analysis : (FC + WC) = C C C C WC SV + + + ….+ + + 2 3 n n (1 i ) (1 i ) (1 i) (1 i ) (1 i ) (1 i ) n Future Value Analysis : Bab VI Analisa Ekonomi 117 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun (FC + WC) (1 + i)n = (WC + SV) + (1 i) n 1 (1 i )n 2 ... 1 × C dengan trial solution diperoleh nilai i = % (Peters & Timmerhaus, 2003) Dari perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil seperti pada tabel berikut : Tabel 6.8 Analisa Kelayakan No. Keterangan 1. 2. Perhitungan Batasan ROI sebelum pajak 66,67 % min.44 % ROI setelah pajak 56,67 % Percent Return On Investment (% ROI) Pay Out Time (POT), tahun POT sebelum pajak 1,3 tahun POT setelah pajak 1,5 tahun 3. Break Even Point (BEP) 50,89 % 4. Shut Down Point (SDP) 33,37 % 5. Discounted Cash Flow (DCF) 21,45 % Bab VI Analisa Ekonomi 118 max 2 tahun 40 - 60 % min 12 % Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Gambar 6.2 Grafik analisa kelayakan pabrik Bab VI Analisa Ekonomi 119 Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun Bab VI Analisa Ekonomi 120