JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

Transkripsi

1 dari Sodium Carbomat dan CO 2 1 TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK SODIUM BICARBONAT DARI SODIUM CARBONAT DAN CO 2 KAPASITAS TON/TAHUN Hari Asriyanto Oleh: I JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 Jurusan Teknik Kimia UNS

2 dari Sodium Carbomat dan CO 2 2 KATA PENGANTAR Segala puji hanya bagi Tuhan Yang Maha Esa, hanya karena rahmat dan hidayah-nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul dari Sodium Carbonat dan CO 2 Kapasitas ton / tahun. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Sunu H. Pranolo, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 2. Ir. Muljadi., M.Si dan Ir. Arif Jumari., M.Sc., selaku Dosen Pembimbing atas bimbing dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Wusana Agung W, S.T., M.T dan Dr. Sunu H. Pranolo, selaku penguji. 4. Endang Kwartiningsih, S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademis. 5. Segenap Civitas Akademika, atas segala 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, Juli 2012 Penyusun Jurusan Teknik Kimia UNS

3 dari Sodium Carbomat dan CO 2 3 DAFTAR ISI Halaman Judul Lembar Pengesahan Kata Pengantar Daftar Isi. Daftar Tabel Daftar Gambar. Intisari. i ii iii iv ix xi xii BAB I 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Kapasitas Perancangan Penentuan Lokasi Pabrik Faktor Primer Faktor Sekunder Tinjauan Pustaka Macam macam Proses Pembuatan Sodium Bicarbonat Kegunaan Produk Sifat sifat Fisis dan Kimia Sifat-sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku Sifat-sifat Fisis dan Kimia Bahan Pembantu Sifat-sifat Fisis dan Kimia Produk 14 Jurusan Teknik Kimia UNS

4 dari Sodium Carbomat dan CO Tinjauan Proses.. 15 BAB II DISKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan dan Produk Spesifikasi Bahan Baku Spesifikasi Bahan Pembantu Spesifikasi Produk Konsep Proses Dasar Reaksi Mekanisme Reaksi Kondisi Operasi Tinjauan Termodinamika Tinjuan Kinetika Diagram Alir Proses dan Langkah Proses Diagram Alir Kualitatif Diagram Alir Kuantitatif Diagram Alir Proses Langkah Proses Tahap Penyiapan Bahan Baku Tahap Reaksi Tahap Pemurnian Produk Neraca Massa Dan Panas Neraca Massa Jurusan Teknik Kimia UNS

5 dari Sodium Carbomat dan CO Neraca Panas Lay Out Pabrik Dan Peralatan Lay Out Pabrik Lay Out Peralatan BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses Unit Pengadaan Air Air Pendingin Air Umpan Boiler Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Pengolahan Air Kebutuhan Air Unit Pengadaan Steam Unit Pengadaan Udara Tekan Unit Pengadaan Listrik Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit Pengolahan Limbah Laboratorium Laboratorium Fisik Laboratorium Analitik Laboratorium Penelitian danpengembangan Prosedur Analisa Bahan Baku. 80 Jurusan Teknik Kimia UNS

6 dari Sodium Carbomat dan CO Densitas Prosedur Analisa Produk Infra red Spectrofotometer Analisa Air.. 80 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan Struktur Organisasi Tugas dan Wewenang Pemegang Saham Dewan Komisaris Dewan Direksi Staf Ahli Kepala Bagian Pembagian Jam Kerja Karyawan Karyawan non shift / harian Karyawan Shift / Ploog Status Karyawan dan Sistem Upah Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji Penggolongan Jabatan Jumlah Karyawan dan Gaji Kesejahteraan Sosial Karyawan Manajemen Perusahaan Perencanaan Produksi. 107 Jurusan Teknik Kimia UNS

7 dari Sodium Carbomat dan CO Pengendalian Produksi 108 BAB VI ANALISA EKONOMI 6.1. Penaksiran HargaPeralatan Dasar Perhitungan Penentuan Total Capital Investment (TCI) Hasil Perhitungan Fixed Capital Invesment(FCI) Working Capital Investment (WCI) Total Capital Investment (TCI) Direct Manufacturing Cost (DMC) Indirect Manufacturing Cost (IMC) Fixed Manufacturing Cost (FMC) Total Manufacturing Cost (TMC) General Expense (GE) Total Production Cost (TPC) Analisa Kelayakan Daftar Pustaka xiv Lampiran Jurusan Teknik Kimia UNS

8 dari Sodium Carbomat dan CO 2 8 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Sodium Bicarbonat Dunia... 2 Tabel 1.2 Data Import Sodium Bicarbonat Di Indonesia... 3 Tabel 2.1 Neraca Massa di Mixer 1 (M-01) Tabel 2.2 Neraca Massa di Reaktor (R) Tabel 2.3 Neraca Massa di Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF) Tabel 2.4 Neraca Massa di Rotary Dryer (RD-01) Tabel 2.5 Neraca Massa di Cyclone (C01) Tabel 2.6 Neraca Massa di Bucket Elevator (BE-02) Tabel 2.7 Neraca Massa di Total Tabel 2.8 Neraca Panas di Mixer (M-01) Tabel 2.9 Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01) Tabel 2.10 Neraca Panas di HE Tabel 2.11 Neraca Panas di Reaktor (R-01) Tabel 2.12 Neraca Panas di Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF) Tabel 2.13 Neraca Panas di HE Tabel 2.14 Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01) Tabel 2.15 Neraca Panas di Cyclone (C-01) Tabel 2.16 Neraca Panas di Bucket Elevator (BE-02) Tabel 2.17 Neraca Panas Total Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin dan Air Pemadam Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam Jurusan Teknik Kimia UNS

9 dari Sodium Carbomat dan CO 2 9 Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dansanitasi Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses danutilitas Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan Tabel 4.6 Total KebutuhanListrik Tabel 5.1 Perincian Jumlah Karyawan Proses Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan Utilitas Tabel 5.3 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Tabel 5.4 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan Tabel 5.5 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment Tabel 6.3 Working Capital Investment Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost Tabel 6.7 General Expense Tabel 6.8 Analisa Kelayakan Jurusan Teknik Kimia UNS

10 dari Sodium Carbomat dan CO 2 10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Impor Sodium Bicarbonat di Indonesia Gambar 1.2 Peta Kota Cilegon.. 8 Gambar 1.3 Peta Lahan Pendirian Sodium Bicarbonat... 8 Gambar 2.1 Skema Mekanisme Reaksi Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif Gambar 2.4 Diagram Alir Proses Gambar 2.5 Diagram Arus Neraca Massa Pabrik Sodium Bicarbonat Gambar 2.6 Diagram Arus Neraca Panas Pabrik Sodium Bicarbonat Gambar 2.7 Tata LetakPabrik Gambar 2.8 Tata Letak Peralatan Proses Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air KTI 68 Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Sodium Bicarbonat Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index. 111 Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan Pabrik Jurusan Teknik Kimia UNS

11 dari Sodium Carbomat dan CO 2 11 INTISARI Hari Asriyanto, 2012, dari Sodium Carbonat dan CO 2 dengan. Sodium Bicarbonat merupakan bahan bahan kimia berbentuk serbuk putih dan mempunyai peranan penting di berbagai industri khususnya industri makanan. Manfaat lain dari sodium bicarbonat digunakan dalam industri kosmetik, farmasi, produk pencuci, dan masih banyak manfaat lainnya. Untuk memenuhi kebutuhan di dalam negeri, maka dirancang pabrik sodium bicarbonat dengan kapasitas ton/tahun. Hal ini di dasarkan atas kebutuhan sodium bicarbonat yang terus meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan bahan baku pabrik sodium bicarbonat pada kapasitas tersebut adalah sodium carbonate sebesar 63080,58 ton/tahun, H 2 O sebesar 15858,68 ton/tahun dan CO 2 sebesar 30436,97 ton/tahun. Pabrik ini direncanakan berdiri di kawasan industri Cilegon, Banten, pada tahun Pabrik dibangun di atas tanah dengan luas m 2. Pemilihan lokasi tersebut didasarkan pertimbangan penyediaan bahan baku, pemasaran, transportasi, tenaga kerja, dan ketersediaan sarana-sarana pendukung lain. Pabrik beroperasi selama 24 jam per hari, dan 330 hari per tahun dengan waktu shut down satu bulan. Sodium bicarbonat dibuat dari sodium carbonat dan CO 2 pada suhu 40ºC dan tekanan 3 atm dalam reaktor gelembung dengan kondisi isothermal non adiabatik. Bahan baku yang dibutuhkan adalah sodium carbonat 99,8 %. Bahan penunjang prosesnya antara lain CO 2 100%, dan air sebagai pelarut. Konversi untuk reaksi ini 98% dengan yield 98%. Reaksi pembentukan sodium carbonat berlangsung secara eksotermis sehingga diperlukan pendingin. Tahap proses meliputi tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi pembentukan sodium bicarbonat, dan tahap pemurnian produk. Pemurnian produk dilakukan dengan proses filterisasi, dan pengeringan. Produk yang dihasilkan adalah sodium bicarbonat dengan kemurnian 99,9% dan impuritas berupa air. Unit pendukung proses pabrik meliputi unit recovery, unit pengadaan air pendingin sebanyak ,038 ton/jam, unit pengadaan air sebanyak ,835 kg/jam, steam sebanyak 2.027,110 kg/jam, udara tekan sebanyak 100 m 3 /jam, tenaga listrik sebesar 228,2 kw, dan bahan bakar berupa batu bara sebanyak 204,682 kg/jam dan solar sebanyak 22,471 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku, produk, air, serta pengolahan limbah. Bentuk perusahaan yang dipilih adalah 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 kebutuhan tenaga kerja sebanyak 179 orang. Dari hasil analisis ekonomi diperoleh ROI (Return of Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 41,42% dan 31,06%, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,79 tahun dan 2,19 tahun, BEP (Break Even Point) 46,13%, dan SDP (Shut Down Point) 18,45%. Sedangkan DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 30,18 %. Berdasarkan hasil evaluasi diatas, maka pabrik sodium bicarbonat dari sodium carbonat dan CO 2 dengan kapasitas ton/tahun dinilai layak didirikan karena memenuhi standar persyaratan pendirian suatu pabrik. Jurusan Teknik Kimia UNS

12 dari Sodium Carbomat dan CO 2 12 BAB I 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi disertai dengan kemajuan sektor industri telah menuntut semua negara ke arah industrialisasi. Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di segala bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri mengalami peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sektor industri kimia. Namun ketergantungan impor luar negeri masih lebih besar dibandingkan ekspornya. Indonesia masih banyak mengimpor bahan baku atau produk industri kimia dari luar negeri. Sebagai contoh, Sodium Bicarbonat yang menempati peranan penting dalam industri hulu maupun hilir. Ketergantungan impor telah menyebabkan devisa negara berkurang, sehingga diperlukan suatu usaha penanggulangan. Salah satu upaya adalah mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan pendirian pabrik diharapkan dapat membuka kesempatan untuk alih teknologi, membuka lapangan kerja baru, menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan produk dari pabrik tersebut. Sodium Bicarbonat, juga dikenal sebagai Baking soda, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia NaHCO 3. Sodium Bicarbonat merupakan bahan kimia yang berbentuk serbuk putih yang banyak digunakan dalam industri makanan, Jurusan Teknik Kimia UNS

13 dari Sodium Carbomat dan CO 2 13 farmasi, pemadam kebakaran dan bermacam-macam industri yang lain seperti kosmetika, karet, plastik, produk pencuci maupun dalam proses texstil. 1.2 Kapasitas Perancangan Dalam penentuan kapasitas perancangan pabrik Sodium Bicarbonat diperlukan beberapa pertimbangan yaitu kebutuhan produk dan ketersediaan bahan baku Kapasitas Pabrik Sodium Bicarbonat di Dunia Untuk memproduksi Sodium Bicarbonat harus diperhitungkan juga kapasitas produksi yang menguntungkan. Kapasitas produksi secara komersial yang telah ada terlihat pada tabel berikut: Tabel 1.1 Kapasitas Produksi Sodium Bicarbonat di Luar Negeri No. Pabrik Negara Kapasitas (ton/tahun) 1 Solvay Chemical. Inc Amerika Serikat Natural Soda Amerika Serikat Penrice Soda Pruduct PT. Ltd Australia Sinochen Nanjing Cina Tianjin Soda Cina Kebutuhan Sodium Bicarbonat di Indonesia Berdasarkan data statistik, kebutuhan Sodium Bicarbonat di Indonesia mengalami fluktuasi. Kebutuhan jumlah Sodium Bicarbonat yang diimpor Indonesia dari luar negeri setiap tahun dari tahun 2004 sampai tahun 2009 dapat dilihat pada Tabel 1.2 dan pada Gambar 1.1 Jurusan Teknik Kimia UNS

14 dari Sodium Carbomat dan CO 2 14 Tabel 1.2 Data Impor Sodium Bicarbonat di Indonesia Tahun Jumlah Sodium Bicarbonat (kg) (Sumber : BPS, 2011) Dari data di atas akan diperoleh grafik sebagai berikut : Gambar 1.1 Grafik impor Sodium Bicarbonat di Indonesia Bila dilakukan pendekatan regresi linier, akan diperoleh persamaan : y = x dengan : y = jumlah impor Sodium Bicarbonat (kg/tahun) x = tahun ke Jadi untuk tahun 2014 diperkirakan Indonesia membutuhkan Sodium Bicarbonat ± sebesar kg/tahun. Jurusan Teknik Kimia UNS

15 dari Sodium Carbomat dan CO Ketersedian Bahan Baku Untuk menjamin kelangsungan pabrik Sodium Bicarbonat, maka penyediaan bahan baku harus benar benar dipikirkan. Bahan baku pembuatan Sodium Bicarbonat yaitu Sodium Carbonat yang dapat diperoleh dari PT. Sinochem Nanjing, Cina, yang mempunyai kapasitas produksi ton/tahun dengan harga U$. 0,15 /kg. Dalam proses ini Sodium Carbonat yang dibutuhkan sekitar ton/tahun. Sedangkan sumber CO 2 diperoleh dari Samator Gas, Cilegon, Banten, dengan harga U$. 0,6 /kg. CO 2 yang dibutuhkan dalam proses ini sekitar ,972 ton/tahun. Dengan data kapasitas tersebut di atas maka ditetapkan kapasitas pabrik Sodium Bicarbonat sebesar ton/tahun, dengan harapan : 1. Dapat memenuhi kebutuhan Sodium Bicarbonat dalam negeri. 2. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan Sodium Bicarbonat. 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi pabrik sangat penting dalam menentukan kelangsungan hidup suatu pabrik. Pada dasarnya ada 2 faktor yang menentukan dalam pemilihan lokasi pabrik yaitu: Jurusan Teknik Kimia UNS

16 dari Sodium Carbomat dan CO Faktor Primer a. Letak pabrik terhadap bahan baku Sumber bahan baku merupakan faktor yang paling penting dalam pemilihan lokasi pabrik terutama pada pabrik yang membutuhkan bahan baku dalam jumlah besar. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan sehingga perlu diperhatikan harga bahan baku, jarak dari sumber bahan baku, biaya transportasi, ketersediaan bahan baku yang berkesinambungan dan penyimpanannya. Apabila bahan baku didapatkan dengan cara mengimpor maka yang harus diperhatikan adalah jarak pabrik ke pelabuhan. Bahan baku CO 2 diperoleh dari Samator Gas Indonesia yang berlokasi di Cilegon, sedangkan Sodium Carbonat, didapatkan dengan cara mengimpornya dari Cina. Kawasan industri Cilegon cukup dekat dengan pelabuhan sehingga tidak memberatkan biaya operasional. b. Pemasaran Produk Dengan pesatnya pembangunan industri di tempat tersebut maka pasar untuk penjualan produk cukup baik. c. Sarana Transportasi Sarana dan prasarana transportasi sangat diperlukan untuk proses penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Kawasan Industri Cilegon dekat dengan Pelabuhan Merak yang mempermudah pengiriman produk maupun penerimaan bahan baku. Selain itu kawasan ini juga dekat dengan sarana dan prasarana transportasi seperti bandara Soekarno-Hatta dan sarana Jurusan Teknik Kimia UNS

17 dari Sodium Carbomat dan CO 2 17 pengangkutan dengan kereta api maupun jalan raya, sehingga memberi kemudahan dalam operaisional adsministrasi dan pengelolaan manajemen. d. Tersedianya utilitas (sumber air dan tenaga listrik) Perlu diperhatikan sarana sarana pendukung seperti tersedianya air, listrik dan saran lainnya sehingga proses produksi dapat berjalan dengan baik. Kawasan industri cilegon merupakan kawasan industri yang terencana sehingga kebutuhan utilitas seperti tenaga listrik, air dan bahan bakar dapat diatasi. Kebutuhan air dapat diperoleh dari PT.KTI yang memiliki kapasitas m 3 /tahun ( ton/tahun). ( Sedangkan unit pengadaan listrik diambil dari PLN setempat dan generator sebagai cadangan. e. Tenaga Kerja Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak diperlukan untuk menjalankan mesin mesin produksi dan juga bagian pemasaran dan administrasi. Tenaga kerja dapat direkrut dari daerah Jakarta, Jawa Barat, Jawa Tengah dan sekitarnya Faktor Sekunder a. Perluasan Area Pabrik Cilegon memiliki kemungkinan untuk perluasan pabrik karena mempunyai areal yang cukup luas. Hal ini perlu diperhatikan karena dengan semakin meningkatnya permintaan produk, akan menuntut adanya perluasan pabrik. Jurusan Teknik Kimia UNS

18 dari Sodium Carbomat dan CO 2 18 b. Karakteristik Lokasi Menyangkut iklim di daerah tersebut serta kondisi sosial dan sikap masyarakatnya yang sangat mendukung bagi sebuah kawasan industri terpadu. Maka dari itu Cilegon bisa digunakan sebagai lokasi pendirian Pabrik Sodium Bicarbonat. c. Kebijaksanaan Pemerintah Sesuai dengan kebijaksanaan pengembangan industri, pemerintah telah menetapkan daerah Cilegon sebagai kawasan industri yang terbuka bagi investor asing. Pemerintah sebagai fasilitator telah memberikan kemudahan-kemudahan dalam perizinan, pajak, dan lain-lain yang menyangkut teknis pelaksanaan pendirian suatu pabrik. d. Kemasyarakatan Dengan masyarakat yang akomodatif terhadap perkembangan industri dan tersedianya fasilitas umum untuk hidup bermasyarakat, maka lokasi di Cilegon dirasa tepat untuk didirikan Pabrik Sodium Bicarbonat. Jurusan Teknik Kimia UNS

19 perpustakaan.uns.ac.id 19 dari Sodium Carbomat dan CO2 Gambar 1.1 Peta Kota Cilegon Gambar 1.2 Peta lahan pendirian pabrik Sodium Bicarbonat Keterangan : Kawasan dalam lingkaran merah adalah lahan pendirian pabrik Jurusan Teknik Kimia UNS

20 dari Sodium Carbomat dan CO 2 20 Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut di atas maka lokasi pabrik akan didirikan di wilayah KIEC (Krakatau Industri Estate Cilegon) lokasi di Cilegon, Banten dengan luas -/+ 2,5 Ha. 1.4 Tinjauan Pustaka Macam-macam Proses Dalam pembuatan Sodium Bicarbonat didasarkan beberapa proses penting, antara lain Proses Amonium-Soda Proses Amonium-Soda sering juga disebut proses Solvey. Merupakan salah satu metode dalam pembuatan industri alkali Sodium Carbonat dan Sodium Bicarbonat. Dalam proses ini Sodium Carbonat ataupun Sodium Bicarbonat akan dihasilkan dari mereaksikan amonia, karbon dioksida dengan air. Proses Solvey merupakan proses yang paling tua dan bahkan masih digunakan dalam pembuatan Sodium Carbonat dan Sodium Bicarbonat. Dalam proses ini, air laut atau air garam disemprotkan dari atas menara, sedangkan amonia dan karbon dioksida dialirkan melalui bawah menara. Menara yang biasa dipake adalah menara perforated plates dan rotaring blades. Selama reaksi berlangsung, produk yang dihasilkan yaitu Sodium Bicarbonat akan mengalir ke arah samping menara, rotaring scrubber atau blades bergerak kearah samping menara dan membawanya dengan screw conveyor. Reaksinya : NH 3 (g) + H 2 O + CO 2 (g) NaCl(aq) + NH 4 HCO 3 (aq) NH 4 HCO 3 (aq) NaHCO 3 (s) + NH 4 Cl(aq) Jurusan Teknik Kimia UNS

21 dari Sodium Carbomat dan CO 2 21 Dalam proses ini dihasilkan hasil samping berupa amonium chlorida. Dan amonium chlorida ini dimurnikan dengan cara sublimasi. Sodium Bicarbonat ini apabila diberi perlakuan pemanasan C maka akan terbentuk menjadi Sodium Carbonat, air, dan karbon dioksida. 2NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s) + H 2 O + CO 2 ( Proses Sodium Bicarbonat Murni Proses ini merupakan proses pembuatan Sodium Bicarbonat yang terbuat dari larutan Sodium Carbonat jenuh yang direaksikan dengan gas carbon dioksida secara berlawanan arah di dalam suatu reaktor pada suhu 40 0 C. Suspensi Sodium Bicarbonat yang terbentuk kemudian akan dikeluarkan dari dasar menara. Disaring suatu filter daun putar. Ampas saringan akan dikeringkan di rotary dryer. Sodium Bicarbonat yang dibuat dengan cara ini mempunyai kemurnian 99,9%. Reaksi : Na 2 CO 3 (s) + H 2 O + CO 2 (g) 2 NaHCO 3 (Shreve, hal 230, 1956) Proses ini tidak menghasilkan hasil samping, dan hampir tidak ada limbah yang dihasilkan. Sedangkan proses ini dikenal sebagai teknologi ramah lingkungan. Dengan membandingkan kedua proses pembuatan Sodium Bicarbonat yang telah diuraikan diatas, maka dalam perancangan ini dipilih proses Sodium Bicarbonat murni. Pemilihan ini didasarkan atas beberapa kelebihan yang dimiliki proses ini dibandingkan dengan proses yang lain yaitu : 1. Produk yang dihasilkan mempunyai konversi yang tinggi. 2. Tidak menghasilkan hasil samping dan sedikit menghasilkan limbah. Jurusan Teknik Kimia UNS

22 dari Sodium Carbomat dan CO Kegunaan Produk Sodium Bicarbonat atau baking soda sangat banyak dipakai dalam industri makanan, pada pembuatan karet, dalam produk farmasi sebagai anti asam dalam natrium api, untuk pengurasan asap cerobang dan berbagai pemakaian kecil yang sangat beragam Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku 1. Sodium Carbonat Sifat Fisis (Kirk and othmer. 1979) : Rumus Molekul : Na 2 CO 3 Wujud : Serbuk Berat Molekul : 106 g/gmol Titik Didih (1 atm) : 851 º C Kelarutan : 32,3 g/100g air pada 40 0 C Densitas : 2,533 g/cm 3 pada 30 0 C Sifat Kimia (Perry. RH, 1999) : Bereaksi dengan SiO 2 menghasilkan Na 2 O Na 2 CO 3 + SiO 2 Na 2 O + SiO 2 + CO 2 Bereaksi dengan Ca(OH) 2 menghasilkan NaOH Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2 NaOH + CaCO 3 Bereaksi dengan CaCl 2 menjadi CaCO 3 Na 2 CO 3 + CaCl 2 CaCO NaCl Jurusan Teknik Kimia UNS

23 dari Sodium Carbomat dan CO CO 2 Sifat Fisis ( : Rumus Kimia : CO 2 Berat Molekul : 44 g/gmol Titik Lebur : C Titik Didih : C Kemurnian : 100% Sifat Kimia ( : Carbon Dioksida sangat stabil pada suhu biasa. Jika dipanaskan sampai diatas C reaksi berjalan ke kanan (1,5% pada C). 2 CO 2 CO + O 2 Carbon Dioksida dapat direduksi dengan H 2. CO 2 + H 2 CO + H 2 O Carbon Dioksida dapat bereaksi dengan amonium membentuk amonium carbonat. CO NH 3 NH 2 COONH Bahan Pembantu 3. Air Sifat Fisis (Perry, RH, 2008) : Rumus molekul : H 2 O Berat molekul : 18 g/gmol Titik didih (1 atm) : 100 C Titik lebur : 0 C Jurusan Teknik Kimia UNS

24 dari Sodium Carbomat dan CO 2 24 Tekanan kritis : 218 atm Temperatur kritis : 374,2 C Panas difusi : 1,43 kkal/gmol Panas penguapan : 9,71 kkal/gmol Panas pembentukan : -68,31 kkal/gmol Indeks bias : 1,333 Densitas : 0,9982 g/cm 3 Viskositas (cp) : 0,6985 Sifat Kimia (Pudjaatmaka, 1984) : Merupakan senyawa kovalen polar. Merupakan elektrolit lemah dan mampu menghantarkan listrik karena terionisasi. H 2 O H + + OH - Bersifat netral. Dapat menguraikan garam menjadi asam dan basa. Pelarut yang baik. Bereaksi dengan oksida logam membentuk hidroksida yang bersifat basa dan apabila bereaksi dengan oksida non logam membentuk asam. Jurusan Teknik Kimia UNS

25 dari Sodium Carbomat dan CO Produk 1. Sodium Bicarbonat Sifat Fisis ( : Rumus Molekul : NaHCO 3 Berat Molekul : 84,007 g/gmol Titik Lebur : C Densitas : 2,173 g/cm 3 pada 30 0 C Kelarutan : 12,7 g/100 g air pada suhu 40 0 C Penampakkan : serbuk putih Kemurnian : 99,9% Sifat-sifat Kimia ( : Bereaksi dengan asam akan menghasilkan Natrium dan Gas NaHCO 3 + H + Na + + H 2 O + CO 2 Jurusan Teknik Kimia UNS

26 dari Sodium Carbomat dan CO Tinjauan Proses Secara Umum Menurut Sherve 1956, proses pembuatan Sodium Bicarbonat terbuat dari larutan Sodium Carbonat jenuh yang direaksikan dengan gas Carbon Dioksida secara berlawanan arah di dalam suatu reaktor gelembung pada suhu 40 0 C dan tekanan 3 atm. Konversi yang dicapai dalam proses ini adalah 98%. Reaksi yang terjadi : Na 2 CO 3 (s) + H 2 O + CO 2 (g) NaHCO 3 (s) Suspensi Sodium Bicarbonat yang terbentuk kemudian akan dikeluarkan dari dasar menara, disaring di dalam suatu filter daun putar. Ampas saringan akan akan dikeringkan di dalam rotary dryer. Sodium Bicarbonat yang dibuat dengan cara ini mempunyai kemurnian 99,9%. Jurusan Teknik Kimia UNS

27 dari Sodium Carbomat dan CO 2 27 BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan dan Produk Spesifikasi Bahan Baku 1. Sodium Carbonat (Na 2 CO 3 ) Sumber : PT. Sinochem Nanjing Fase Berat Molekul : Serbuk (30 ºC, 1 atm) : 106 g/gmol Kemurnian : 99,8% Impuritas (air) : 0,2% 2. CO 2 Sumber Fase Berat Molekul : PT. Samator Gas : Gas (30 ºC, 1 atm) : 44 g/gmol Kemurnian : 100% Spesifikasi Bahan Pembantu 1. Air (H 2 O) Sumber Fase Berat Molekul : PT. KTI : Cair (30 ºC, 1 atm) : 18 g/gmol Spesific Gravity : 1 Titik Didih : 100 ºC Titik Beku : 0 ºC Jurusan Teknik Kimia UNS

28 dari Sodium Carbomat dan CO Spesifikasi Produk 1. Sodium Bicarbonat ( : Fase Warna Berat Molekul : Serbuk (30 ºC, 1 atm) : Putih : 84,01 g/gmol Densitas : 2,173 g/cm 3 Melting point : 270 ºC Kemurnian : min 99,9 % Impuritas : max 0,1 % 2.2. Konsep Proses Dasar Reaksi Reaksi pembuatan Sodium Bicarbonat yaitu reaksi antara larutan Sodium Carbonat dengan Carbon Dioksida Sodium Bicarbonat. Reaksi : sehingga menghasilkan Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 Sodium Carbonat Air Carbon Dioksida Sodium Bicarbonat Reaksi yang terjadi adalah eksotermis dan merupakan reaksi irreversible, dan dijalankan secara isotermis pada suhu 40 0 C dan tekanan 3 atm Mekanisme Reaksi Menurut Levenspiel, 1999, reaksi pembuatan Sodium Bicarbonat merupakan reaksi heterogen pada fase gas cair. Untuk mengetahui mekanisme reaksi dalam reaksi fase gas-cair terlebih dahulu harus Jurusan Teknik Kimia UNS

29 dari Sodium Carbomat dan CO 2 29 mengetahui faktor yang paling berpengaruh dalam proses yaitu: reaksi kimia, transfer massa maupun keduanya. Faktor yang paling berpengaruh dalam proses bisa diketahui dengan menghitung nilai Hatta Number (M H ). M 2 H konversi maksimum di film transfer difusi melewati film M 2 H k.c k B 2 AL. A Bila : M H > 2 = reaksi kimia relatif sangat cepat dibandingkan dengan transfer massa, sehingga transfer massa yang paling berpengaruh. 0,02 < M H < 2 = transfer massa dan reaksi kimia sama sama berpengaruh. M H < 0,02 = reaksi kimia relatif sangat lambat dibandingkan transfer massa, sehingga reaksi kimia yang paling berpengaruh. Dalam perhitungan diperoleh M H sebesar 0,09411, sehingga dapat dketahui bahwa transfer massa dan reaksi kimia sama-sama berpengaruh. Jadi reaksi terjadi di antara film dan badan cairan. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut : Jurusan Teknik Kimia UNS

30 dari Sodium Carbomat dan CO 2 30 CB Keterangan gambar : P A = tekanan larutan Na 2 CO 3 C A = konsentrasi larutan Na 2 CO 3 C B = konsentrasi CO 2 PA CA Gas Liquid Gambar 2.1 Skema Mekanisme Reaksi Kondisi Operasi Menurut Shreve 1956, pembuatan Sodium Bicarbonat dari Sodium Carbonat dan CO 2 dilakukan dalam reaktor gelembung (bubble reactor) pada suhu 40 C dan pada tekanan 3 atm. Reaksi berlangsung secara eksotermis, sehingga membutuhkan pendingin. Pembuatan Sodium Bicarbonat ini memiliki konversi 98 % dan diperoleh kemurnian produk sebesar 99,9% Tinjauan Termodinamika Menurut Perry 1999, untuk menentukan sifat reaksi apakah berjalan secara eksotermis atau endotermis, maka perlu pembuktian dengan menggunakan panas reaksi (ΔH) pada reaksi 3 atm. Panas reaksi (ΔH) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan: ΔH = Σ ΔH f produk - Σ ΔH f reaktan Persamaan reaksi : Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 Jurusan Teknik Kimia UNS

31 dari Sodium Carbomat dan CO 2 31 Data-data harga ΔH f untuk masing-masing komponen pada 298 K adalah: ΔH f Na 2 CO 3 ΔH f H 2 O ΔH f CO 2 ΔH f NaHCO 3 = kcal/kmol = kcal/kmol = kcal/kmol = kcal/kmol Jika ΔH = (-) maka reaksi bersifat eksotermis Jika ΔH = (+) maka reaksi bersifat endotermis ΔH reaksi = Σ ΔH f produk - Σ ΔH f reaktan = 2( ) (( )+( )+(94.052)) = kcal/kmol Menurut Yaws, 1999, dari harga ΔH sebesar kcal/kmol dapat disimpulkan bahwa reaksi ini adalah eksotermis. Untuk mengetahui reaksi pembuatan Sodium Bicarbonat termasuk reaksi reversible atau irreversible, maka harus dihitung harga tetapan kesetimbangan (K) Diketahui data-data sebagai berikut : ΔG f Na 2 CO 3 ΔG f H 2 O ΔG f CO 2 ΔG f NaHCO 3 = kcal/kmol = kcal/kmol = kcal/kmol = kcal/kmol Jurusan Teknik Kimia UNS

32 dari Sodium Carbomat dan CO 2 32 Perubahan energi Gibbs reaksi dapat dihitung dengan persamaan : ΔG reaksi = Σ ΔG f produk - Σ ΔG f reaktan =2 ( ) (( )+( )+( )) = kcal/kmol ΔG reaksi 1 = -RT ln K ln K ΔG - RT kcal/kmol 1,987kca/mol.K 298,15K = 38,737 K = 6,66 x Untuk harga tetapan kesetimbangan pada T = 313,15 K ln K K ΔH - R o 1 T T K reaksi = 1,654 x Dari perhitungan diatas tampak bahwa harga K sangat besar, sehingga reaksi yang terjadi merupakan reaksi irreversible Tinjauan Kinetika Proses pembuatan Sodium Bicarbonat merupakan reaksi eksotermis. Reaksi yang terjadi : Reaksi Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 A + B C Reaksi di atas merupakan reaksi tunggal : Dapat dituliskan : -ra = k x C A x C B Jurusan Teknik Kimia UNS

33 dari Sodium Carbomat dan CO 2 33 Dari perhitungan yang terlampir diperoleh nilai k sebesar : = 3,021 m 3 /kmol.menit = 0,05035 m 3 /kmol.s = 181,3 m 3 /kmol.jam 2.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses Diagram Alir Kualitatif Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar Diagram Alir Kuantitatif Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada gambar Diagram Alir Proses Diagram alir proses dapat dilihat pada gambar 2.4 Jurusan Teknik Kimia UNS

34 dari Sodium Carbomat dan CO 2 34 Jurusan Teknik Kimia UNS

35 dari Sodium Carbomat dan CO 2 35 Jurusan Teknik Kimia UNS

36 dari Sodium Carbomat dan CO 2 36 Jurusan Teknik Kimia UNS

37 dari Sodium Carbomat dan CO Langkah Proses Secara garis besar, langkah proses pembuatan Sodium Bicarbonat dapat dibagi menjadi 3 tahap utama : 1.Tahap penyiapan bahan baku 2.Tahap reaksi 3.Tahap pemurnian produk Tahap Penyiapan Bahan Baku Sodium Carbonat yang disimpan fase padat pada suhu 30 C dan tekanan 1 atm diumpankan ke Mixer-01 dicampur dengan air dari Tangki- 01 pada suhu 30 C di tambah arus recycle 7, diaduk hingga menjadi larutan jenuh Na 2 CO Tahap Reaksi Pembentukan Sodium Bicarbonat Umpan reaktor dari Mixer-01 dipompakan ke dalam reaktor menggunakan bantuan pompa (P-02). Gas CO 2 diumpankan pada tekanan 3,42 atm dan suhu 40 C melalui bagian bawah reaktor, dimana gas CO 2 sebelumnya dilewatkan ekspander (E-01) dan dipanaskan dengan heat exchanger (HE-01). Didalam reaktor gelembung terjadi reaksi antara larutan Na 2 CO 3 dan gas CO 2 membentuk NaHCO 3. Reaksi berlangsung secara eksotermis sehingga diperlukan pendingin agar suhu dalam reaktor tetap pada 40 C. Pendingin reaktor menggunakan air yang masuk pada suhu 30 C dan keluar pada suhu 35 C. Untuk menjaga tekanan didalam reaktor tetap 3 atm, reaktor dilengkapi dengan exhaust valve yang akan membuang gas CO 2 sisa ke atmosfer. Produk yang diperoleh dari reaktor Jurusan Teknik Kimia UNS

38 dari Sodium Carbomat dan CO 2 38 adalah Sodium Bicarbonat, produk samping berupa air, serta sisa reaktan berupa Sodium Carbonat. Dimana hasil samping ini digunakan kembali sebagai umpan Mixer-01 (recycle). Produk reaktor kemudian diumpankan ke unit pemurnian Tahap Pemurnian Produk Produk reaktor, diumpankan ke Rotary filter (RDVF-01) untuk dipisahkan dari filtratnya, NaHCO 3 yang terbawa filtrat ikut dimasukkan ke mixer (M-01) dengan menggunakan pompa (P-03) sehingga tidak ada yang terbuang. Cake yang terbentuk mengandung air dengan kadar 5% berat cake. Cake keluar filter diangkut dengan menggunakan screw conveyor (SC) kemudian dikeringkan di dalam Rotary dryer (RD-01) dengan menggunakan udara panas pada suhu C dan tekanan 1 atm. Udara diperoleh dari lingkungan dengan blower (B-01) dan dipanaskan dalam heat exchanger (HE-02) sampai suhu C dan dialirkan ke Rotary dryer (RD-01). Debu NaHCO 3 yang terbawa keluar udara ditangkap kembali dengan Cyclone (C-01) sekitar 90% berat dan bersama hasil keluaran Rotary dryer (RD-01) diangkut dengan belt conveyor (BC-02) dan Bucket elevator (BE-01) ke Silo produk (S-02) yang kemudian langsung dikemas di unit pengemasan produk Neraca Massa dan Neraca Panas Produk Kapasitas perancangan : Sodium Bicarbonat 99,9% berat : ton/tahun Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari Jurusan Teknik Kimia UNS

39 dari Sodium Carbomat dan CO Neraca Massa a. Neraca Massa di Mixer 1 (M-01) Tabel 2.1. Neraca Massa di Mixer 1 (M-01) Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 1 Arus 2 Arus 7 Arus 3 Na 2 CO , , ,266 H 2 O 15, , , ,813 NaHCO 3 127, ,538 CO 2 Udara Jumlah 7.980, , , , , ,617 b. Neraca Massa di Reaktor (R) Tabel 2.2. Neraca Massa di Reaktor (R) Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 3 Arus 4 Arus 5 Arus 6 Na 2 CO , ,545 H 2 O , ,033 NaHCO 3 127, ,801 CO , ,552 Udara 3,363 Jumlah , , , , , ,932 Jurusan Teknik Kimia UNS

40 dari Sodium Carbomat dan CO 2 40 c. Neraca Massa di Rotary Filter (RDVF-01) Tabel 2.3. Neraca Massa di Rotary Filter 1 (MD-01) INPUT Komponen (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 6 Arus 7 Arus 8 Na 2 CO 3 162, ,545 H 2 O , , ,540 NaHCO , , ,263 CO 2 Udara Jumlah , , , ,379 d. Neraca Massa Rotary Dryer (RD-01) Tabel 2.4. Neraca Massa di Rotary Dryer (RD-01) Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11 Na 2 CO 3 H 2 O 664,540 12, ,028 NaHCO , , ,263 CO 2 Udara Jumlah , , , , , , , ,894 Jurusan Teknik Kimia UNS

41 dari Sodium Carbomat dan CO 2 41 e. Neraca Massa Cyclone (C-01) Tabel 2.5. Neraca Massa di Cyclone (C-01) Na 2 CO 3 Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 11 Arus 12 Arus 13 H 2 O 652, ,914 0,114 NaHCO 3 126,263 12, ,636 CO 2 Udara , ,091 Jumlah , , , ,381 f. Neraca Massa Bucket Elevator (BE-01) Tabel 2.6. Neraca Massa di Bucket Elevator (BE-01) Na 2 CO 3 Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 10 Arus 13 Arus 14 H 2 O 12,513 0,114 12,626 NaHCO , , ,636 CO 2 Udara Jumlah , , , ,263 Jurusan Teknik Kimia UNS

42 dari Sodium Carbomat dan CO 2 42 NERACA MASSA TOTAL Tabel 2.7. Neraca Massa Total Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 1 Arus 2 Arus 4 Arus 9 Arus 5 Arus 12 Arus 14 Na2CO ,720 H2O 15, , ,914 12,626 NaHCO3 12, ,636 CO , ,552 Udara , ,091 Jumlah 7.980, , , , , , , , ,446 Jurusan Teknik Kimia UNS

43 dari Sodium Carbomat dan CO 2 43 Na2CO3 H2O 1 LOOP 1 LOOP 2 H2O umpan CO2 2 5 MIXER 1 atm 40 C Na2CO3 H2O NaHCO3 3 REAKTOR 3 atm 40 C NaHCO3 H2O udara 4 Na2CO3 H2O NaHCO FILTER 1 atm 40 C NaHCO3 H2O 8 DRYER 1 atm 70 C Na2CO3 NaHCO3 H2O 7 9 udara Gambar 2.5 Diagram Arus Neraca Massa Pabrik Sodium Bicarbonat NaHCO3 H2O 10 NaHCO3 H2O udara 12 CYCLONE 1 atm 40 C NaHCO3 H2O 13 BIN PRODUK 14 NaHCO3 H2O Jurusan Teknik Kimia UNS

44 dari Sodium Carbomat dan CO Neraca Panas Basis perhitungan : 1 jam a. Neraca Panas di Mixer 01 (M-01) Tabel 2.8. Neraca Panas di Mixer 1 (M-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus ,192 Arus ,434 Arus ,616 Arus ,242 Jumlah , ,242 b. Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01) Tabel 2.9. Neraca Panas di Exspansion Valve (Exp-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus 4a ,945 Arus 4b 4.434,950 Panas karena Ekspansi ,995 Jumlah , ,945 Jurusan Teknik Kimia UNS

45 dari Sodium Carbomat dan CO 2 45 c. Neraca Panas di HE 01 Tabel Neraca Panas di HE-01 Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus 4b 4.434,950 Arus ,148 Arus ,504 Beban Arus 12 a ,594 Jumlah , ,098 d. Neraca Panas di Reaktor (R-01) Tabel Neraca Panas di reaktor (R-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Umpan arus ,242 Udara arus ,504 Panas Reaksi ,864 Arus ,451 Arus ,621 Panas yang diserap ,538 Jumlah , ,610 Jurusan Teknik Kimia UNS

46 dari Sodium Carbomat dan CO 2 46 e. Neraca Panas di Rotary Filter-01 Tabel Neraca Panas di Rotary Filter (RDVF-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus ,621 Arus ,616 Arus ,006 Jumlah , ,621 f. Neraca Panas di HE- 02 Tabel Neraca Panas di HE-02 Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus 9a ,955 Arus ,517 Panas yang ditambahkan ,472 Jumlah , ,472 g. Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01) Tabel Neraca Panas di Rotary Dryer (RD-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus ,006 Arus ,472 Arus ,581 Arus ,581 Panas yang hilang ,946 Jurusan Teknik Kimia UNS

47 dari Sodium Carbomat dan CO 2 47 Jumlah , ,478 h. Neraca Panas di Cyclone (C-01) Tabel Neraca Panas di Cyclone (C-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus ,950 Arus ,148 Arus ,803 Jumlah , ,950 i.neraca Panas di Bucket Elevator (BE-01) Tabel Neraca Panas di Bucket Elevator (BE-01) Komponen Panas Masuk (kj/jam) Panas Keluar (kj/jam) Arus ,581 Arus ,803 Arus ,384 Jumlah , ,384 Jurusan Teknik Kimia UNS

48 dari Sodium Carbomat dan CO 2 48 NERACA PANAS TOTAL Tabel Neraca Panas Total Komponen PANAS MASUK Arus (KJ/Jam) Arus PANAS KELUAR (KJ/Jam) Sodium Carbonat ,192 Air ,434 Carbon Dioksida 4a ,945 Udara 9a ,955 HE ,517 Panas Reaksi R ,864 Carbon Dioksida ,451 Sodium Bicarbonat ,384 HE ,594 Panas Exp ,995 Panas hilang di RD ,946 Panas di buang di R ,538 TOTAL , ,908 Jurusan Teknik Kimia UNS

49 dari Sodium Carbomat dan CO a Pendingin M R-01 6 RDVF P. Reaksi 4 7 Condensat 12a 9a 9 EV-01 UDARA HE-02 4b 4 HE Gambar 2.6 Diagram arus Neraca Panas Pabrik Sodium Bicarbonat 11 RD-01 9 Na2CO3 H2O C S-02 CO2 Jurusan Teknik Kimia UNS

50 dari Sodium Carbomat dan CO Lay Out Pabrik dan Peralatan Lay Out 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. Pabrik Sodium Bicarbonat ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan), sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada. 2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa depan. 3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas beracun. 4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara out door. 5. Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan. Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu : Jurusan Teknik Kimia UNS

51 dari Sodium Carbomat dan CO 2 51 a. Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol 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) Jurusan Teknik Kimia UNS

52 dari Sodium Carbomat dan CO 2 52 N W E S TRUK TRUK Jurusan Teknik Kimia UNS

53 dari Sodium Carbomat dan CO Lay Out Peralatan Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik Sodium Bicarbonat, 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 lay out 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. Jurusan Teknik Kimia UNS

54 dari Sodium Carbomat dan CO 2 54 Jurusan Teknik Kimia UNS

55 dari Sodium Carbomat dan CO 2 55 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Reaktor Kode Fungsi : R : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi antara reaktan utama Sodium Carbonat dengan CO 2, membentuk Sodium Bicarbonat sebagai produk utama, dan air sebagai hasil samping. Tipe : Bubble reactor (reaktor gelembung) Jumlah : 1 Volume : 25,171 m 3 Kondisi Operasi : T = 40 ºC P = 3 atm Waktu Tinggal Material Diameter Tinggi Tebal shell Jenis head Tebal head Tinggi head Tinggi Total : 1 jam : Low-alloy steel SA-204 grade C : 3,167 m : 2,848 m : 0,75 in : elliptical dished head : 0,75 in : 0,903 m : 5,080 m Jurusan Teknik Kimia UNS

56 dari Sodium Carbomat dan CO 2 56 Luas lubang masuk (orifice) Diameter : 0,003 m Jumlah : ,776 buah Pendingin Tipe : Coil Bahan : Stainless stell 308 Susunan : Helix (single) Tinggi Coil : 2,944 m Volume Coil : 0,314 m 3 Pipa pemasukan dan pengeluaran Pipa pemasukan reaktan cair IPS OD ID : 4 in : 4,5 in : 3,826 in SN : 80 Pipa pemasukan reaktan gas IPS OD ID : 8 in : 8,625 in : 7,625 in SN : 80 Pipa pengeluaran produk cair IPS OD : 6 in : 6,625 in Jurusan Teknik Kimia UNS

57 dari Sodium Carbomat dan CO 2 57 ID : 5,761 in SN : 80 Pipa pengeluaran produk gas IPS OD ID : 4 in : 4,5 in : 4,026 in SN : Mixer 01 Kode : M-01 Fungsi Tipe : Mencampur Sodium Carbonat dan Air : Tangki berpengaduk, silinder tegak dengan torispherical head Jumlah Kondisi operasi : 1 buah : T out = 38,18 o C P = 1 atm Material : SA-283 grade C Volume : 8,8 m 3 Diameter Tinggi Tebal shell Tebal head Tinggi head : 2,2283 m : 2,2283 m : 0,25 in : 0,313 in : 0,1527 m Jurusan Teknik Kimia UNS

58 dari Sodium Carbomat dan CO 2 58 Tinggi total Pengaduk : 3,1185 m Jenis pengaduk : Flat Blade Turbine dengan baffle Jumlah Pengaduk: 1 buah Diameter : 0,7428 m Kecepatan : 30 rpm Daya : 0,05 Hp Pipa pemasukan dan pengeluaran Pipa pemasukan Sodium Carbonat fresh feed IPS OD ID : 1,5 in : 1,9 in : 1,61 in SN : 40 Pipa pemasukan Air fresh feed IPS OD ID : 1,25 in : 1,66 in : 1,278 in SN : 40 Pipa pemasukan Filtrat hasil hasil filter / recycle (Arus 7) IPS OD ID : 4 in : 4,5 in : 3,826 in SN : 80 Jurusan Teknik Kimia UNS

59 dari Sodium Carbomat dan CO 2 59 Pipa pengeluran produk mixer M-01 IPS OD ID : 12 in : 12,75 in : 12,09 in SN : Filter Kode : RDVF 01 Fungsi : Memisahkan padatan produk keluaran reaktor dari cairan Tipe : Rotary Drum Vacum Filter Jumlah : 1 Material P : Stainless steel 283 grade C : 1 atm Dimensi Luas filter : 32,365 m 2 Diameter Drum : 1,595 m Lebar Drum : 2,393 m Putaran filter : 0,637 rpm Power motor : 35 hp Jurusan Teknik Kimia UNS

60 dari Sodium Carbomat dan CO Dryer Kode Fungsi : RD-01 : Mengurangi kadar cairan (air) hingga didapatkan NaHCO 3 99,9% Tipe : Direct contact counter current Rotary dryer Jumlah : 1 Material P : Carbon Steel SA-283 grade C : 1 atm Dimensi Diameter : 2,66 m Panjang : 19,61 m L/D : 7,3837 Kecepatan putar : 2,7410 rpm Power motor : 20 hp 3.5. Cyclone 01 Kode : C-01 Fungsi : memisahkan produk NaHCO3 yang terbawa oleh aliran gas keluar rotary dryer. Tipe : Centrifugal cyclone Dimensi Diameter : 1,85 m Jurusan Teknik Kimia UNS

61 dari Sodium Carbomat dan CO 2 61 Tinggi : 7,316 m Diameter pengeluaran gas : 1,37 m Diameter pengeluaran padatan : 0,685 m 3.6. Tangki Air (T-01) Kode : T-01 Fungsi Tipe : Menyimpan Air selama 1 bulan : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan atap Torispherical Jumlah Kondisi operasi : 1 buah : T = 30 o C P = 1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 1734,79m 3 Diameter Tinggi : 13,716 m : 12,802 m Tebal shell : Course 1 = 1,125 in Course 2 Course 3 Course 4 Course 5 Course 6 = 1 in =1 in = 0,875 in = 0,875 in = 0,75 in Course 7 = 0,625 in Jurusan Teknik Kimia UNS

62 dari Sodium Carbomat dan CO 2 62 Tebal head Tinggi head Tinggi total : 0,438 in : 2,496 m : 15,298 m 3.7. Silo 01 Kode : S-01 Fungsi : Menyimpan bahan baku Na 2 CO 3 Tipe : Silinder tegak dengan bagian bawah cone 60 0 Material : Carbon steel SA 283 grade C Jumlah : 2 Kondisi operasi : T = 30 C P = 1 atm Kapasitas : 1.361,796 m 3 Diameter Tinggi Tebal shell Tebal cone Tinggi total : 9,899 m : 14,848 m : 0,4375 in : 0,5 in : 23,496 m 3.8. Silo 02 Kode : S-02 Fungsi : Menyimpan produk NaHCO 3 Jurusan Teknik Kimia UNS

63 dari Sodium Carbomat dan CO 2 63 Tipe : Silinder tegak dengan bagian bawah cone 60 0 Material : Carbon steel SA 283 grade C Jumlah : 1 Kondisi operasi : T = 30 C P = 1 atm Kapasitas : 1.172,875 m 3 Diameter Tinggi Tebal shell Tebal cone Tinggi total : 9,418 m : 14,172 m : 0,4375 in : 0,5 in : 22,334 m 3.9. Exspander 01 Kode Fungsi : EX-01 : Menurunkan tekanan CO2 yang akan masuk ke Jumlah : 1 reaktor Heat Exchanger 01 Kode Fungsi Jenis Beban panas : HE-01 : Memanaskan CO 2 masuk reaktor : Double pipe heat exchanger : ,299 Btu/jam Jurusan Teknik Kimia UNS

64 dari Sodium Carbomat dan CO 2 64 Luas transfer panas : 41,76 ft 2 Tube Fluida : Fluida panas hasil keluaran cyclone Kapasitas : ,229 lb/jam Material : Carbon steel SA 283 grade C Suhu : T in = 84,80 o C Tout = 77,82 o C OD tube : 1,66 in Delta P : 0, Psi Anulus Fluida : Fluida dingin CO 2 umpan reaktor Kapasitas : 8.750,751 lb/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 26,28 o C T out = 40 o C ID Anulus : 2,067 in Jumlah Hairpin : 4 Delta P : 0,0496 Psi Panjang Anulus : 12 ft Uc : 26,80388 Btu/j.F.ft 2 Ud : 12,54585 Btu/j.F.ft 2 Rd required : 0,002 j.f.ft 2 /Btu Jurusan Teknik Kimia UNS

65 dari Sodium Carbomat dan CO 2 65 Rd : 0,00269 j.f.ft 2 /Btu Heat Exchanger 02 Kode Fungsi Tipe Beban panas : HE-02 : Memanaskan udara sebagai umpan rotary dryer : Shell and tube heat exchanger : ,311 Btu/jam Luas transfer panas : 1576,19 ft 2 Tube Fluida : Udara Kapasitas : ,184 lb/jam Material : Carbon steel SA 283 grade C Suhu : T in = 30 o C Tout = 175 o C OD tube : 1 in Susunan : Triangular pitch BWG : 18 Pitch : 1,25 in Panjang tube : 16 ft Delta P : 0,008 Psi Shell Fluida : Fluida panas Steam Kapasitas : 4.680,731 lb/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Jurusan Teknik Kimia UNS

66 dari Sodium Carbomat dan CO 2 66 Suhu : T in = 185 o C T out = 185 o C ID shell : 29 in Passes : 1 Delta P : 0,004 Psi Uc : 28,042 Btu/j.F.ft 2 Ud : 26,3 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0,002 j.f.ft 2 /Btu : 0,00240 j.f.ft 2 /Btu Belt Conveyor 01 Kode Fungsi : BC-01 : Mengangkut Na 2 CO 3 dari silo untuk diumpankan ke Mixer Tipe Bahan Kapaitas Lebar belt Panjang belt Power motor : closed belt conveyor : Kanvas : 3,146 m 3 jam : 14 in : 16,487 m : 0,25 Hp Jurusan Teknik Kimia UNS

67 dari Sodium Carbomat dan CO Belt Conveyor 02 Kode : BC-02 Fungsi : Mengangkut NaHCO 3 keluaran RD untuk di umpankan ke silo Tipe Bahan Kapaitas Lebar belt Panjang belt Power motor : closed belt conveyor : Kanvas : 5,761 m 3 jam : 14 in : 5,88 m : 0,5 Hp Belt Conveyor 03 Kode Fungsi : BC-03 : Mengangkut NaHCO 3 keluaran Cyclone untuk di umpankan ke silo Tipe Bahan Kapaitas Lebar belt Panjang belt Power motor : closed belt conveyor : Kanvas : 0,052 m 3/ jam : 14 in : 5,88 m : 0,05 Hp Jurusan Teknik Kimia UNS

68 dari Sodium Carbomat dan CO Screw Conveyor 01 Kode Fungsi : SC-01 : Memindahkan hasil filter/cake menuju ke Rotary dryer Kapsitas Panjang Screw Conveyor Kecepatan putar Power motor : 13,112 m 3 /Jam : 15 ft : 45 rpm : 1 Hp Hopper 01 Kode : H-01 Fungsi : Tempat menampung Na 2 CO 3 dari silo sebelum diumpankan ke Mixer Tipe Kapsitas Diameter Tinggi total : tangki silinder dengan conical bottom : 3,15 m 3 /Jam : 1,639 m : 1,932 m Hopper 02 Kode : H-02 Fungsi : Tempat menampung NaHCO 3 dari RD dan Cyclone sebelum diumpankan ke Silo-02 Tipe : tangki silinder dengan conical bottom Jurusan Teknik Kimia UNS

69 dari Sodium Carbomat dan CO 2 69 Kapsitas Diameter Tinggi total : 5,81 m 3 /Jam : 2,012 m : 2,372 m Bucket Elevator 01 Kode Fungsi Tipe Kapsitas Ukuran bucket Kecepatan bucket Power motor : BE-01 : Memindahkan Na 2 CO 3 ke Silo Bahan baku : Continuous bucket elevator : 1338,007 ton/jam : 11x18x11,75 in : 225 ft/menit : 5 Hp Bucket Elevator 02 Kode Fungsi : BE-02 : Memindahkan NaHCO 3 dari Belt Conveyor ke Hopper-02 Tipe Kapsitas Ukuran bucket Kecepatan bucket Power motor : Continuous bucket elevator : 12,63 ton/jam : 8x5,5x7,75 in : 150 ft/menit : 1,5 Hp Jurusan Teknik Kimia UNS

70 dari Sodium Carbomat dan CO Pompa 1 Kode : P-01 Fungsi Tipe : Mengalirkan H 2 O fresh feed dari T-01 ke Mixer : Sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 10,304 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,25 Hp : 0,5 Hp : 1,3474 ft : 35,3181 ft Pipa IPS OD ID : 11/4 in : 1,66 in : 1,278 in SN : Pompa 2 Kode : P-02 Fungsi Tipe : Mengalirkan output mixer-01 ke reaktor-01 : Sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 161,307 Jurusan Teknik Kimia UNS

71 dari Sodium Carbomat dan CO 2 71 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 5 Hp : 5 Hp : 8,411 ft : 35,781 ft Pipa IPS OD ID : 4 in : 4,5 in : 3,826 in SN : Pompa 3 Kode : P-03 Fungsi : Mengalirkan hasil bawah RDVF-01 menuju ke Mixer-01 Tipe : Sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 120,6188 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 1 Hp : 1 Hp : 6,9296 ft : 43,4174 ft Pipa IPS : 4 in Jurusan Teknik Kimia UNS

72 dari Sodium Carbomat dan CO 2 72 OD ID : 4,5 in : 3,826 in SN : 80 Jurusan Teknik Kimia UNS

73 dari Sodium Carbomat dan CO 2 73 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik Sodium Bicarbonat yang dirancang antara lain : 1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut: a. Air pendingin dan air proses b. Air umpan boiler c. Air konsumsi umum dan sanitasi d. Air pemadam kebakaran 2. Unit pengadaan steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas pada ( HE-02) 3. Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan untuk kebutuhan umum yang lain. 4. Unit pengadaan listrik Jurusan Teknik Kimia UNS

74 dari Sodium Carbomat dan CO 2 74 Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan - peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik di-supplay dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan. 5. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk boiler dan generator cadangan. 6. Unit pengolahan limbah Unit Pengadaan Air Air umpan boiler, air proses, air pendingin, air pemadam kebakaran, air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air yang diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI) yang tidak jauh dari lokasi pabrik Air pendingin dan Air pemadam kebakaran Air pendingin yang digunakan adalah air yang diperoleh dari PT. KTI yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Jurusan Teknik Kimia UNS

75 dari Sodium Carbomat dan CO Air Umpan Boiler Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan adalah air dari PT. KTI. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut: a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan-larutan asam dan garam-garam terlarut b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming) Pembentukan kerak disebsbkan karena kesadahan dan suhu yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam silikat dan karbonat c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air yang biasanya diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler, karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah yang besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi. Pengolahan Air Umpan Boiler Air yang berasal dari PT. KTI belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah-masalah, seperti: Pembentukan kerak pada boiler Terjadinya korosi pada boiler Pembentukan busa di atas perrmukaan dalam drum boiler Jurusan Teknik Kimia UNS

76 dari Sodium Carbomat dan CO 2 76 Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi: a. Filtrasi b. Demineralisasi c. Deaerasi Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik : Suhu air sama dengan suhu lingkungan Warna jernih Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia: Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik Tidak beracun Syarat bakteriologis: Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen Pengolahan Air Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik dan kimia, penambahan desinfektan maupun penggunaan ion exchanger. Pengolahan air melalui beberapa tahapan: Jurusan Teknik Kimia UNS

77 dari Sodium Carbomat dan CO 2 77 a. Unit demineralisasi Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air seperti Ca 2+, Mg 2+, K +, Fe 2+, Al 3+, HCO - 3, SO 2-4, Cl - dan lain-lain dengan bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler dan lainnya sebagai air proses. Demineralisasi diperlukan karena air umpan ketel dan air proses membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut: Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat Penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi. Babas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas O 2 dan gas CO 2 Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion positif/kation (Ca 2+, Mg 2+, K +, Fe 2+, Al 3+ ) yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H + yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H + dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai ph rendah (3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO 3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, Jurusan Teknik Kimia UNS

78 dari Sodium Carbomat dan CO 2 78 apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H 2 SO 4 dengan konsentrasi 4 %. Air kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO - 3, SO 2-4, Cl -, NO + 3, dan CO - 3 ) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE) dimana anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH - dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan. Batasan yang diijinkan ph (8,8-9,1), kandungan Na + = 0,08-2,5 ppm. Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator b. Unit deaerator Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas terlarut terutama O 2. Gas-tersebut dihilangkan dari unit deaerator karean menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, Jurusan Teknik Kimia UNS

79 dari Sodium Carbomat dan CO 2 79 mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N 2 H 4 ). Adapun reaksi yang terjadi adalah: N 2 H 4 (aq) + O 2 N H 2 O Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air KTI Kebutuhan air a. Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam kebakaran Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam kebakaran dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin dan Air pemadam Nama Alat lb/jam kg/jam Air proses 4.004, ,359 R , ,799 Pemadam , ,160 Total , ,556 Jurusan Teknik Kimia UNS

80 dari Sodium Carbomat dan CO 2 80 Jumlah air yang dibutuhkan sebagai air proses, media pendingin untuk coil pendingin, maupun air pemadam kebakaran adalah sebesar = ,556 kg/jam b. Kebutuhan Air untuk Steam Kebutuhan Air untuk steam dapat dilihat pada table berikut: Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam Alat Kebutuhan (kg/jam) HE ,827 Jumlah air 1.842,827 Kebutuhan air untuk steam = 1.842,827 kg/jam Diperkirakan air yang hilang sebesar 20% sehingga kebutuhan make up air untuk steam = 442,278 kg/jam c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan (m 3 /jam) Perkantoran 0,5 Laboratorium 0,1042 Hidran/Taman 0,4167 Perumahan Jumlah air 2,688 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 2,688 m 3 /jam = 2.687,500 Kg/jam Total air yang disuplay dari PT. KTI = make up air umpan boiler + air konsumsi = ,596 Kg/jam Jurusan Teknik Kimia UNS

81 dari Sodium Carbomat dan CO Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada pabrik Sodium Bicarbonat ini digunakan sebagai pemanas HE. Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan saturated steam dengan suhu 185 C dan tekanan 11,224 atm. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 2.027,110 Kg/jam. Spesifikasi boiler: Kode Jenis Jumlah Heating surface Rate of steam Tekanan steam : BO-01 : Boiler pipa api : 1 buah : 1.173,9664 ft2 : 4.469,007 lb/jam : 11,224 atm Suhu steam : 185 C Efisiensi : 80% Bahan bakar Kebutuhan bahan bakar : Batubara : 204,682 kg/jam Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik Sodium Bicarbonat ini diperkirakan sebesar 100 m 3 /jam, tekanan 6,8 atm dan suhu Jurusan Teknik Kimia UNS

82 dari Sodium Carbomat dan CO C. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silika untuk menyerap air Spesifikasi kompressor yang dibutuhkan: Kode Fungsi Jenis Jumlah Kapasitas Tekanan suction Tekanan discharge : KU-01 : Memenuhi kebutuhan udara tekan : Single Stage Reciprocating Compressor : 1 buah : 100 m 3 /jam : 1 atm : 6,8 atm Efisiensi : 80% Daya kompressor : 15 Hp Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik Sodium Bicarbonat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung secara kontinyu, meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Jurusan Teknik Kimia UNS

83 dari Sodium Carbomat dan CO Listrik untuk penerangan 4. Listrik untuk AC Besarnya kebutuhan listrik masing-masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut: 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses and keperluan pengolahan air diperkirakan sebagai berikut: Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama Alat Jumlah HP Total HP PP ,5 0,5 PP PP PU ,00 10,00 PU ,50 2,50 PU ,00 1,00 PU ,25 1,25 PU ,75 0,75 PU ,00 1,00 PU ,50 0,50 PS ,83 97,83 RD ,0 18 Jumlah ,33 Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 139,33 Hp = 114,29 kw Jurusan Teknik Kimia UNS

84 84 2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperlukan menggunakan tenaga listrik sebesar 10 kw 3. Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan; a. F L U. D Dengan: L : Lumen per outlet a : Luas area, ft 2 F U D : Foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3 th ed) : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3 th ed) : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3 th ed) Perhitungan jumlah lumen dapat dilihat pada tabel 4.6 Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan : Bangunan Luas, m 2 Luas, ft 2 F U D F/U.D Lumen Pos keamanan , ,42 0,75 63, ,56 Parkir , ,49 0,75 27, ,57 Musholla , ,55 0,75 48, ,93 Kantin , ,51 0,75 52, ,41 Kantor , ,6 0,75 77, ,14 Ruang kontrol , ,56 0,75 95, ,88 Laboratorium , ,56 0,75 95, ,88 Proses , ,59 0,75 67, ,34 Utilitas , ,59 0,75 22, ,30 Ruang generator , ,51 0,75 26, ,30 Bengkel , ,51 0,75 104, ,89 Garasi , ,51 0,75 26, ,57 Gudang ,36 5 0,51 0,75 13, ,13 Pemadam , ,51 0,75 52, ,94 Tangki bahan baku , ,51 0,75 26, ,29 Tangki produk , ,51 0,75 26, ,29 Jalan dan taman ,72 5 0,55 0,75 12, ,78 Area perluasan ,65 5 0,57 0,75 11, ,63 Jumlah , ,82 I 84

85 85 Untuk penerangan luar ruangan Untuk penerangan dalam bangunan = ,4 lumen = ,4 lumen Untuk semua area luar bangunan direncanakan menggunakan lampu merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya 3000 lumen/buah. Jadi jumlah lampu luar ruangan = ,4/3000 = 153 buah Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu flourescent 40 Watt, dimana satu lampu instant Starting Daylight 40 W mempunyai lumen output = 1920 lumen/buah Jadi jumlah lampu dalam ruangan = ,4/1920 = 1748 buah Total daya penerangan adalah = (40 W x W x 153) = 85,17 kw Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik No Kebutuhan Listrik Tenaga Listrik, kw 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 114,29 2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Listrik untuk penerangan 85,17 Total 224,46 Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapakan harus mempunyai output sebesar 180 kw Dipilih menggunakan generator dengan daya 190 kw I 85

86 86 Spesifikasi generator yang diperlukan: Kode Fungsi Jenis Jumlah Kapasitas Tegangan : GU-01 : Memenuhi kebutuhan listrik : AC Generator : 1 buah : 190 kw : 220/360 V Efisiensi : 80% Bahan bakar Kebutuhan bakan bakar : Solar : 22,471 L/Jam Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah batubara untuk boiler dan solar untuk generator. Pemilihan Batubara sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan: 1. Mudah didapat 2. Lebih ekonomis 3. Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Batubara Heating Value : Btu/kg Efisiensi bahan bakar : 80 % I 86

87 87 Efisiensi boiler : 80% Solar Heating Value : Btu/lb Efisiensi : 80% Sp. Gravity : 0,6891 Densitas : 54,319 lb/ft 3 Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut: a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler = ,338 Btu/jam Bahan bakar = Kapasitas alat Eff..h Kebutuhan bahan bakar = 204,682 kg/jam b. Kebtuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator = 190 kw Bahan bakar = Kapasitas alat Eff. ρ.h Kebutuhan bahan bakar = 22,471 L/jam Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dari pabrik Sodium Bicarbonat ini adalah limbah hasil pembakaran batubara. Limbah yang dihasilkan dari I 87

88 88 pembakaran ini adalah gas buang pembakaran dan abu terbang (fly ash). Limbah ini perlu penangan khusus agar tidak mencemari lingkungan. Maka dilakukan penangan sebagai berikut : Abu terbang (fly ash) Untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak lingkungan. Saat ini abu terbang umumnya abu terbang digunakan dalam pabrik semen sebagai salah satu campuran pembuat beton, selain itu abu terbang memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam : o o o o Penyususn beton untuk jalan dan bangunan Penimbun bekas lahan pertambangan Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization) Konversi menjadi zeolit dan absorben Gas buang Untuk mengurangi kandunga NO x yang terlepas ke udara, dengan mengunakan teknologi baru. Teknologi ini bekerja seperti scrubber yang membersihkan NO x dari flue gas (asap) dari boiler batubara. Alat ini menggunakan bahan kimia khusus yang disebut katalis untuk mengurangi bagian NO x menjadi gas tidak terpolusi 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. I 88

89 89 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 berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang mempunyai tugas pokok antara lain : a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift dan nonshift. 1. Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, I 89

90 90 kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja. Masing masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok nonshift 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 penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi : 1. Laboratorium fisik 2. Laboratorium analitik 3. Laboratorium penelitian dan pengembangan Laboratorium Fisik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat sifat bahan baku, produk, dan air. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain : specific gravity kandungan air Laboratorium Analitik I 90

91 91 Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk mengenai sifat sifat kimianya. Analisa yang dilakukan antara lain : kadar kandungan kimiawi dalam produk kandungan logam Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya : diversifikasi produk perlindungan terhadap lingkungan Prosedur Analisa Bahan Baku Densitas Alat : Piknometer Cara pengujian : Menimbang piknometer kosong Menuang sampel ke dalam piknometer, selanjutnya ditutup (usahakan tidak terbentuk gelembung). Menimbang piknometer yang berisi sampel Prosedur Analisa Produk Infra red Spectrofotometer (IRS). Mengambil sampel Sodium Bicarbonat secukupnaya kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra red Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini I 91

92 92 dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum Analisa Air Air yang dianalisis antara lain: 1. Air baku 2. Air proses 3. Air demineralisasi 4. Air umpan boiler 5. Air limbah Parameter yang diuji antara lain warna, ph, kandungan klorin, tingkat kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan konduktivitas air. Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain: 1. ph meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air 2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa teralrut dalam air 3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat 4. Peralatan titrasi, untuk mengetaui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan alkalinitas. 5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air I 92

93 93 Air demineralisasi yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain ph, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO 2 ), kandungan Mg 2+, Ca 2+ I 93

94 94 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan Bentuk perusahaan yang direncanakan pada prarancangan pabrik Sodium Bicarbonat ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas merupakan bentuk perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, dimana tiap sekutu turut mengambil bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga yang dikeluarkan dari perusahaan atau perseroan terbatas tersebut dan orang yang memiliki saham berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki perusahaan. Dalam perseroan terbatas, pemegang saham hanya bertanggung jawab menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham. Pabrik Sodium Bicarbonat yang akan didirikan mempunyai : Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT) Lapangan Usaha : Industri Sodium Bicarbonat Lokasi Perusahaan : Cilegon, Banten, Jawa Barat Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain (Widjaja, 2003) : 1. Mudah mendapatkan modal dengan cara menjual saham di pasar modal atau perjanjian tertutup dan meminta pinjaman dari pihak yang berkepentingan seperti badan usaha atau perseorangan. I 94

95 95 2. Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya kelancaran produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta karyawan sehingga gangguan dari luar dapat dibatasi. 3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta stafnya, dan karyawan perusahaan. 4. Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan yang sudah ada. 5. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris. 6. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman. 7. Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usahanya. 8. Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi 9. Mudah bergerak di pasar modal I 95

96 Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain (Widjaja, 2003) : Pendelegasian wewenang Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas Pembagian tugas kerja yang jelas Kesatuan perintah dan tanggung jawab Sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan Organisasi perusahaan yang fleksibel Dengan berpedoman terhadap asas - asas tersebut, maka dipilih organisasi kerja berdasarkan Sistem Line and Staff. Pada sistem ini, garis wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orangorang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini, yaitu : I 96

97 97 1. Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. 2. Sebagai staff, yaitu orang - orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran - saran kepada unit operasional. Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi (Widjaja, 2003). Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya I 97

98 98 b. Penempatan tenaga kerja yang tepat c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen perusahaan yang lebih efisien. d. Penyusunan program pengembangan manajemen e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti kurang lancar. Struktur organisasi pabrik Sodium Bicarbonat dapat dilihat pada gambar Tugas dan Wewenang Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Para pemilik saham adalah pemilik perusahaan. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk perseroan terbatas adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut para pemegang saham berwenang (Widjaja, 2003) : 1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan Direksi 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta laba rugi tahunan perusahaan I 98

99 99 Gambar 5.1 Struktur organisasi pabrik Sodium Bicarbonat Dewan Komisaris Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham. I 99

100 100 Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi (Widjaja, 2003) : 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 Dewan Direksi Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi Direktur Teknik dan Produksi, serta Direktur Keuangan dan Administrasi. Tugas-tugas Direktur Utama meliputi : 1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. I100

101 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, teknik, dan rekayasa produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta 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-tugas Direktur Keuangan dan Administrasi meliputi : 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, administrasi, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing - masing. Tugas dan wewenang staf ahli meliputi : 1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. I101

102 Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan. 3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum Kepala Bagian Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur Utama. Kepala Bagian 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. 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, dan menjaga kelancaran proses produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. I102

103 103 Kepala Bagian produksi membawahi dua Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Proses Produksi Tugas : Mengawasi jalannya proses produksi, menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang. Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Kimia) 30 orang operator (STM / SLTA) Tabel 5.1. Perincian Jumlah Karyawan Proses Nama Alat Jumlah orang tiap kelompok Unit persiapan bahan 3 Jumlah orang x 4 kelompok 12 (tangki, kompresor, pompa, heat exhanger ) Unit Reaksi (mixer, reaktor, Rotary dryer) TOTAL I103

104 104 b) Kepala Seksi Utilitas Tugas : Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, kebutuhan uap, dan air. Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Kimia) 20 orang operator (STM / SLTA) Tabel 5.2. Perincian Jumlah Karyawan Utilitas Nama Alat Jumlah orang tiap kelompok Unit Recovery 4 Jumlah orang x 4 kelompok 16 Unit pengolahan air dan penyediaan steam TOTAL Kepala Bagian Teknik Tugas kepala bagian teknik, antara lain: a. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya b. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan utilitas Kepala Bagian teknik membawahi dua Kepala Seksi : I104

105 105 a) Kepala Seksi Listrik dan Instrumentasi Tugas : Bertanggung jawab terhadap penyediaan listrik serta alat-alat instrumentasi. Pendidikan: Sarjana Teknik Elektro Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Elektro) 8 orang operator (STM Listrik) 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 Mesin Jumlah : 1 orang Bawahan : 3 orang kepala shift (S-1 / D3 Teknik Mesin) 8 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. I105

106 106 Kepala Bagian Litbang membawahi dua 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 : 3 orang kepala shift (S-1 T. Kimia / MIPA Kimia) 8 orang operator (D3 MIPA / Analitik) 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 : 8 orang (S-1 Teknik Kimia / Mesin / Elektro) 4. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam bidang administrasi, keuangan, dan pemasaran termasuk pembelian bahan baku, bahan pembantu, dan penjualan produk. I106

107 107 Kepala Bagian Keuangan membawahi tiga 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 : 2 orang staff I (S-1 / D3 Ekonomi / Akuntansi) 4 orang staff II (SMEA) b) Kepala Seksi Pemasaran Tugas : Mengkoordinir kegiatan pemasaran produk dan mengatur distribusi barang dari gudang. Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Teknik Industri Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Ekonomi / Akuntansi) 2 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 Ekonomi / Teknik Industri Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Ekonomi / Akuntansi) 2 orang staff II (SMEA) I107

108 Kepala Bagian Administrasi Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam bidang administrasi pabrik, personalia, dan tata usaha. Kepala Bagian Administrasi membawahi dua 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) b) Kepala Seksi Tata Usaha Tugas : Bertanggung jawab terhadap kegiatan yang berhubungan dengan rumah tangga perusahaan serta tata usaha kantor. Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Hukum Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Manajemen Perusahaan) 2 orang staff II (SLTA) I108

109 Kepala Bagian Umum Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam mengelola bidang hubungan masyarakat, keamanan dan kesejahteraan karyawan. Kepala Bagian Umum membawahi dua Kepala Seksi : a) Kepala Seksi Hubungan Masyarakat Tugas : Menyelenggarakan kegiatan yang berkaitan dengan relasi perusahaan, pemerintah dan masyarakat serta mengawasi langsung masalah keamanan perusahaan. Pendidikan: Sarjana Hukum / Psikologi / Komunikasi Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D3 Komunikasi) 4 orang kepala shift 20 orang satpam b) Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Tugas : Bertanggung jawab terhadap masalah kesehatan karyawan dan keluarga serta menangani masalah keselamatan kerja dalam perusahaan. Pendidikan: Sarjana Kedokteran Umum Jumlah : 1 orang Bawahan : 2 orang staff I (S-1 / D4 Hiperkes) 4 orang staff II (D3 Hiperkes / Akper) I109

110 Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik Sodium Bicarbonat ini direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown pabrik. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift Karyawan non shift / harian Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor. Karyawan harian akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu dan libur pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar,dengan pembagian kerja sebagai berikut : Jam kerja : Hari Senin Kamis : Jam Hari Jum at : Jam Jam Istirahat : Hari Senin Kamis : Jam Hari Jum at : Jam Karyawan Shift / Ploog Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang I110

111 111 mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik. Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan pengaturan sebagai berikut : o Shift Pagi : Jam o Shift Sore : Jam o Shift Malam : Jam Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 3 kelompok (A / B / C / D) dimana dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok masuk, sehingga ada satu kelompok yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, kelompok yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut : Tabel 5.3. Jadwal pembagian kelompok shift Tgl Pagi A A D D C C B B A A Sore B B A A D D C C B B Malam C C B B A A D D C C Off D D C C B B A A D D I111

112 112 Tgl Pagi D D C C B B A A D D Sore A A D D C C B B A A Malam B B A A D D C C B B Off C C B B A A D D C C Tgl Pagi C C B B A A D D C C Sore D D C C B B A A D D Malam A A D D C C B B A A Off B B A A D D C C B B Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal. Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003). I112

113 Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik Sodium Bicarbonat ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut: Karyawan Tetap Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya Karyawan Harian Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan Karyawan Borongan Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji Penggolongan Jabatan 1. Direktur Utama : Sarjana Ekonomi / Teknik / Hukum 2. Direktur Teknik dan Produksi : Sarjana Teknik Kimia 3. Direktur Keuangan Dan Administrasi : Sarjana Ekonomi/Akuntansi 4. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas : Sarjana Teknik Kimia I113

114 Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Kimia / Mesin / Elektro 6. Kepala Bagian Litbang : Sarjana Teknik Kimia/ Mesin / Elektro 7. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran : Sarjana Ekonomi 8. Kepala Bagian Administrasi : Sarjana Ekonomi/Hukum 9. Kepala Seksi : Sarjana 10. Kepala Shift : Sarjana atau D3 11. Pegawai Staff 1 : Sarjana atau D3 12. Pegawai Staff 2 : Sarjana atau D3 13. Operator : D3 atau STM 14. Sopir, Keamanan, Pesuruh : SLTA / Sederajat Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif. Tabel 5.4. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan No Jabatan Jumlah 1 Direktur Utama 1 2 Direktur produksi dan teknik 1 3 Direktur keuangan dan umum 1 4 Staff ahli 2 5 Litbang 1 6 Sekretaris 2 7 Kepala Bag.Produksi 1 I114

115 115 8 Kepala Bag.Litbang 1 9 Kepala Bag.Teknik 1 10 Kepala Bag.Umum 1 11 Kepala Bag.Keuangan 1 12 Kepala Bag.Pemasaran 1 13 Kepala Seksi Proses 1 14 Kepala Seksi Pengendalian 1 15 Kepala Seksi Safety dan Lingkungan 1 16 Kepala Seksi Pemeliharaan 1 17 Kepala Seksi Utilitas 1 18 Kepala Seksi Administrasi 1 19 Kepala Seksi Keuangan 1 20 Kepala Seksi Pembelian 1 21 Kepala Seksi Personalia 1 22 Kepala Seksi Humas 1 23 Kepala Seksi Keamanan 1 24 Kepala Seksi Penjualan 1 25 Kepala Seksi Pemasaran 1 26 Karyawan Proses Karyawan Pengendalian Karyawan Laboratorium Karyawan Penjualan 4 30 Karyawan Pembelian 4 31 Karyawan Pemeliharaan 4 32 Karyawan Utilitas Karyawan Administrasi 2 34 Karyawan Kas 2 35 Karyawan Personalia 2 36 Karyawan Humas 2 I115

116 Karyawan Keamanan Karyawan Pemasaran 2 39 Sopir 5 40 Pesuruh 10 Jumlah 179 Tabel 5.5. Perincian golongan dan gaji karyawan Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp.) Kualifikasi I Direktur Utama ,00 S-1/S-2/S-3 II Direktur ,00 S-1/S-2 III Kepala Bagian ,00 S-1 IV Staff Ahli ,00 S-1/S-2 V Kepala Seksi ,00 S-1 VI Kepala Shift ,00 S-1/D-3 VII Pegawai Staff ,00 S-1/D-3 VIII Pegawai Staff ,00 SLTA IX Operator ,00 D-3 X Security ,00 SLTA XI Sopir ,00 SLTA XII Cleaning Service ,00 SLTA 5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan, antara lain (Masud, 1989) : 1. Tunjangan I116

117 117 o Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan. o Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan. o Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja. 2. Pakaian Kerja Diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat pasang. 3. Cuti o Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam satu tahun. o Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter. o Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, 4. Pengobatan masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah melahirkan. o Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang. o Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan. I117

118 Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp ,00 per bulan Manajemen Perusahaan Manajemen produksi merupakan salah satu bagian dari manajemen perusahaan yang fungsi utamanya adalah menyelenggarakan semua kegiatan untuk memproses bahan baku menjadi produk dengan mengatur penggunaan faktor - faktor produksi sedemikian rupa sehingga proses produksi berjalan sesuai dengan yang direncanakan. Manajemen produksi meliputi manajemen perancangan dan pengendalian produksi. Tujuan perencanaan dan pengendalian produksi mengusahakan perolehan kualitas produk sesuai target dalam jangka waktu tertentu. Dengan meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti dengan kegiatan perencanaan dan pengendalian agar penyimpangan produksi dapat dihindari. Perencanaan sangat erat kaitannya dengan pengendalian dimana perencanaan merupakan tolak ukur bagi kegiatan operasional sehingga penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dan selanjutnya dikembalikan pada arah yang sesuai. I118

119 Perencanaan Produksi Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada direktur keuangan dan umum. Hal yang perlu dipertimbangkan yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal adalah kemampuan pabrik sedangkan faktor eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap jumlah produk yang dihasilkan. Dipengaruhi oleh keandalan dan kemampuan mesin yaitu jam kerja efektif dan beban yang diterima. 1. Kemampuan Pasar Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu : Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik, maka rencana produksi disusun secara maksimal. Kemampuan pasar lebih kecil dari kemampuan pabrik. Ada tiga alternatif yang dapat diambil : Rencana prduksi sesuai kemampuan pasar atau produksi diturunkan sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung dan rugi. Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya. Mencari daerah pemasaran baru. 2. Kemampuan Pabrik Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain I119

120 120 Bahan Baku Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas, maka akan mencapai jumlah produk yang diinginkan. Tenaga kerja Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian, sehingga diperlukan pelatihan agar kemampuan kerja keterampilannya meningkat dan sesuai dengan yang diinginkan. Peralatan (Mesin) Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan mesin, yaitu jam kerja mesin efektif dan kemampuan mesin. Jam kerja mesin efektif adalah kemampuan suatu alat untuk beroperasi pada kapasitas yang diinginkan pada periode tertentu. Kemampuan mesin adalah kemampuan mesin dalam memproduksi Pengendalian Produksi Setelah perencanaan produksi disusun dan proses produksi dijalankan, perlu adanya pengawasan dan pengendalian produksi agar proses berjalan baik. Kegiatan proses produksi diharapkan menghasilkan produk dengan mutu sesuai dengan standard dan jumlah produk sesuai dengan rencana dalam jangka waktu sesuai jadwal. a. Pengendalian Kualitas Penyimpangan kualitas terjadi karena mutu bahan baku tidak baik, kerusakan alat, dan penyimpangan operasi. Hal - hal tersebut dapat diketahui dari monitor atau hasil analisis laboratorium. I120

121 121 b. Pengendalian Kuantitas Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan operator, kerusakan mesin, keterlambatan bahan baku serta perbaikan alat yang terlalu lama. Penyimpangan perlu diketahui penyebabnya, baru dilakukan evaluasi. Kemudian dari evaluasi tersebut diambil tindakan seperlunya dan diadakan perencanaan kembali dengan keadaan yang ada. c. Pengendalian Waktu Untuk mencapai kuantitas tertentu perlu adanya waktu tertentu pula. d. Pengendalian Bahan Proses Bila ingin dicapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan proses harus mencukupi sehingga diperlukan pengendalian bahan proses agar tidak terjadi kekurangan. I121

122 122 BAB VI ANALISA EKONOMI Pada perancangan pabrik sodium bicarbonat 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 Penaksiran 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. I122

123 123 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index , , , , , , , , , , , ,4 Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003 Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: I123

124 124 Y = 3,6077 X ,1744 Tahun 2014 adalah tahun ke 24, sehingga indeks tahun 2014 adalah 446,34. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2014) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan (Peters & Timmerhaus, 2003) : Ex Nx = Ey. Ny Ex = Harga pembelian pada tahun 2014 Ey = Harga pembelian pada tahun 2002 Nx = Indeks harga pada tahun 2014 Ny = Indeks harga pada tahun Dasar Perhitungan Kapasitas produksi Satu tahun operasi : ton/tahun : 330 hari Pabrik didirikan : 2014 Harga bahan baku Sodium Carbonat : US $ 0,15 / kg Harga bahan pembantu CO 2 : US $ 0,6 / kg Air : Rp / m Penentuan Total Capital Investment (TCI) Asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi : I124

125 Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2014 dan pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu. 3. Kapasitas produksi adalah ton/tahun. 4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun. 5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik. 6. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan. 7. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun (kecuali alat-alat tertentu (umur pompa dan tangki adalah 5 tahun). 8. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol. 9. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi. 10. Upah buruh asing U$ 8,5 per man hour. 11. Upah buruh local Rp ,00 per man hour. 12. Satu man hour asing sama dengan dua man hour Indonesia. 13. Kurs rupiah yang dipakai Rp.8.500, Semua produk Sodium Bicarbonat habis terjual. 15. Harga jual Sodium Bicarbonat U$ 0,8 /kg. I125

126 Hasil Perhitungan Fixed Capital Invesment (FCI) Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment No Jenis US $ Rp. Total Rp. 1 Purchase equipment cost Instalasi Pemipaan Instrumentasi Isolasi Listrik Bangunan Tanah dan perbaikan Utilitas Physical plant cost Engineering & construction Direct plant cost Contractor s fee Contingency Fixed capital invesment (fci) I126

127 Working Capital Investment (WCI) Tabel 6.3 Working Capital Investment No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Raw material inventory Inprocess inventory Product inventory Extended Credit Available Cash Working Capital Investment (WCI) Total Capital Investment (TCI) TCI = FCI + WCI= Rp Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Harga Bahan Baku Gaji Pegawai Supervisi Maintenance Plant Supplies Royalty & Patent Utilitas I127

128 128 Direct Manufacturing Cost Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Payroll Overhead Laboratory Plant Overhead Packaging & Shipping Indirect Manufacturing Cost Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 1. Depresiasi Property Tax Asuransi Fixed Manufacturing Cost Total Manufacturing Cost (TMC) TMC = DMC + IMC + FMC TMC = = Rp General Expense (GE) I128

129 129 Tabel 6.7 General Expense No. Jenis US $ Rp Total Rp 1. Administrasi Sales Research Finance General Expense (GE) Total Production Cost (TPC) TPC = TMC + GE = Rp Analisa Kelayakan Tabel 6.8 Analisa Kelayakan No. Keterangan Perhitungan Batasan 1. Percent Return On Investment (% ROI) ROI sebelum pajak 39,76 % min.11 % ROI setelah pajak 29,82 % 2. Pay Out Time (POT), tahun POT sebelum pajak 1,84 tahun max 5 tahun POT setelah pajak 2,25 tahun 3. Break Even Point (BEP) 46,97 % % 4. Shut Down Point (SDP) 18,57 % 5. Discounted Cash Flow (DCF) 30,62 % Grafik analisa kelayakan dapat dilihat pada Gambar 6.2 : I129

130 130 Gambar 6.2 Grafik analisa kelayakan pabrik I130

131 131 DAFTAR PUSTAKA Aries, R.S., Newton, R.D., 1955, Chemical Engineering Cost Estimation, McGraw-Hill Book Company, New York Badger, W.L., and Banchero, J.T., 1950, Introduction to Chemical Engineering, Mc-Graw Hill, New York Branan, C.R., 1994, Rules of Thumb for Chemical Engineers, Gulf Publishing Company, Houston Brown, G.G., 1950, Unit Operation, John Wiley & Sons Inc., New York Brownell, L.E., Young, E.H., 1959, Process Equipment Design Vessel Design, Michigan Coulson, J.M., and Richardson, J.F., 1989, An Introduction to Chemical Engineering, Allyn and Bacon Inc., Massachusets Donald, E.G., 1989, Chemical Engineering Economics, Van Nostrond, New York Froment, G.F., and Bischoff, K.B., 1990, Chemical Reactor Analysis and Design, John Wiley & Sons Inc., New York Geankoplis, C.J., 2003, Transport Processes and Unit Operations, 4 nd Prentice-Hall International, Tokyo Kern, D.Q., 1950, Process Heat Transfer, McGraw Hill International Book Company, Singapura Kirk, R.E., and Othmer, V.R., 1998, Encyclopedia of Chemical Technology, 4 th ed, John Wiley & Sons Inc., New York Ludwig, E.E., 1965, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants, volume 3, Gulf Publishing Company, Houston McCabe, W.L., Smith, J.C., and Harriot, P., 1985, Unit Operation of Chemical Engineering, McGraw Hill International Book Company, Singapura McKetta, J.J., 1977, Encyclopedia of Chemical Processing and Design, volume 2, Marcel Dekker, Inc., New York Perry, R.H., and Green, D., 2008, Perry s Chemical Engineers Handbook, 8 th ed., McGraw Hill Companies Inc., USA ed., I131

132 132 Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., West, R.E., 2003, Plant Design and Economics for Chemical Engineers, 5 th ed., Mc-Graw Hill, New York. Powell, S.T., 1954, Water Conditioning for Industry, 1 st ed., McGraw-Hill Book Company, Inc., New York Pudjaatmaka, A.H., Setiono, L., 1984, Buku Teks AnalisisAnorganik Makro dan Semimikro, PT Kalman Media Pustaka, Jakarta Raymond, D.L., 1999, Water Quality and Treatment, 5 th ed., Mc Graw Hill, USA Rase, H.F., and Barrow, M.H., 1957, Project Engineering of Process Plant,, John Wiley & Sons Inc., New York Rase, H.F., and Holmes, J.R., 1977, Chemical Reactor Design for Process Plant, vol 2 : Principles and Techniques, John Wiley & Sons Inc., Kanada Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M., 2001, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6 th ed, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York Treybal, R.E., 1981, Mass Transfer Operation, 3 rd ed, McGraw-Hill Book Company, Inc., Japan Ulmann s, 1999, Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim Ullrich, G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics, John Wiley & Sons, New York Vilbrandt, F.C., Dryden, C.E., 1959, Chemical Engineering Plant Design, 4 th ed., McGraw-Hill Book Company, Japan Walas, S.M., 1988, Chemical Process Equipment, 3 rd ed., Butterworths series in chemical engineering, USA Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw Hill Companies Inc., USA US Patent , Januari, 2011, Process For The Joint Production of Sodium Carbonate and Sodium Bicarbonate I132

133 I133

134 134 LAMPIRAN I134

135 135 LAMPIRAN A DATA-DATA SIFAT FISIS Data-data untuk menghitung sifat-sifat fisis gas dan cairan diperoleh dari Chemical Properties Handbook, Carl L., Yaws, Data Fisis Dengan : BM Tb Tc Pc =Berat molekul, Kg/Kgmol = Titik didih, K = Suhu kritis, K = Tekanan kritis, bar Komponen BM Tb Tc Pc Na 2 CO CO , ,190 73,820 Air , , ,550 NaHCO 3 84,1 I135

136 Kapasitas Panas Gas Cp = A + B.T + C.T 2 + D.T 3 + E.T 4 Dengan : Cp T = Kapasitas panas gas, J/mol.K = Suhu, K A, B, C, D, E = Konstanta Komponen A B C D E Na 2 CO 3 CO 2 27,437 4,231E-02-1,9555E-05 3,9968E-09-2,9827E-13 Air 33,933-8,4186E-03 2,9900E-05-1,7825E-08 3,6934E-12 NaHCO 3 3. Kapasitas Panas Cair Cp = A + B.T + C.T 2 + D.T 3 Dengan : Cp T = Kapasitas panas cair, J/mol.K = Suhu, K A, B, C, D = Konstanta Komponen A B C D Na 2 CO 3 CO ,02 5,2511E+01-2,2708E-01 3,2866E-04 Air 92,053-3,995E-02-2,1103E-04 5,3469E-07 NaHCO 3 I136

137 Kapasitas Panas Padatan Cp = A + B.T + C.T 2 + D.T 3 +E/T 2 Dengan : Cp T = Kapasitas panas cair, J/mol.K = Suhu, K A, B, C, D, E = Konstanta Komponen A B C D E Na 2 CO 3 175,201-3,4806E-04 7,4327E-06-3,0555E-08 1,6342E-09 CO 2 Air NaHCO 3 166,5342-5,2459E-03 1,4575E-06-8,4574E-07-2,5544E Vapor Pressure Log P o = A B T C. logt D. T E. T 2 Dengan : P = Tekanan uap murni, mmhg T = Suhu, o K A, B, C, D, E = Konstanta Komponen A B C D E Na 2 CO 3 CO 2 35,0187-1,5119E+03-1,1335E+01 9,3383E-03 7,7626E-10 Air 29,8605-3,1522E+03-7,3037E+00 2,4247E-09 1,8090E-06 NaHCO 3 I137

138 Viskositas gas Log μ = A + B.T + C.T 2 Dengan : μ = Viskositas gas, cp T = Suhu, K A, B, C = Konstanta Komponen A B C Na 2 CO 3 CO 2 11,336 4,9918E-01-1,0876E-04 Air -36,826 4,2900E-01-1,6200E-05 NaHCO 3 7. Viskositas cairan Log μ = A + B/T + C.T + D.T 2 Dengan : μ = Viskositas cairan, cp T = Suhu, K A, B, C = Konstanta komponen A B C D Na 2 CO 3 CO 2-17,9151 1,4605E+03 7,3127E-02-1,1230E-04 Air -10,2158 1,7925E+03 1,7730E-02-1,2631E-05 NaHCO 3 I138

139 Enthalpi Penguapan ΔH vap = A 1 T T c n Dengan : ΔH vap = Enthalpi penguapan, kj/mol T c T = Suhu kritis, K = Suhu, K A, n = Konstanta Komponen A T c n Na 2 CO 3 CO 2 18,26 304,19 0,24 Air 52, ,13 0,5321 NaHCO 3 9. Densitas Cairan ρ = A.B - 1 T T c n Dengan : ρ = Densitas cairan, grm/ml T T c = Suhu, K = Suhu kritis, K A, B, n = Konstanta Komponen A B n T c Na 2 CO 3 CO 2 0, ,2616 0, ,19 Air 0,3471 0,274 0, ,13 NaHCO 3 I139

140 Konduktivitas Panas Gas k = A + BT + CT 2 Dengan : k = Konduktivitas panas gas, W.m/K T = Suhu, K A, B, C = Konstanta komponen A B C Na 2 CO 3 CO 2-0, ,0174E-04 2,2242E-08 Air 0, ,7093E-05 4,9551E-08 NaHCO Konduktivitas Panas Cairan Log k = A + B (1- T/C ) 2/7 Dengan : k = Konduktivitas panas cairan, W.m/K T = Suhu, K A, B, C = Konstanta komponen A B C Na 2 CO 3 CO 2 0,4320-1,19E-03-6,5352E-17 Air -0,2758 4,6120E-03-5,5319E-06 NaHCO 3 I140

141 Surface Tension σ = A (1- ( T/Tc )) n Dengan : σ = Surface tension, dyne/cm T = Suhu, K Tc = Suhu kritis, K A, n = Konstanta komponen A Tc n Na 2 CO 3 CO 2 79, ,190 1,2617 Air 132, ,130 0,955 NaHCO 3 I141

142 142 LAMPIRAN B NERACA MASSA Data-data yang diketahui : Kapasitas produksi = ton/tahun 1 tahun produksi = 330 hari Basis = 1 jam operasi Jadi,kapasitas produksi per jam = ton/tahun kg/ton 330 hari/tahun 24 jam/hari = ,263 kg/jam Data Bahan Baku, Katalis dan Produk : Komponen % berat BM (kg/kmol) Sodium Carbonat Na 2 CO 3 99,8 106 Carbon Dioksida CO Air H 2 O Sodium Bicarbonat NaHCO 3 99,9 84,1 I142

143 Neraca Massa di sekitar Reaktor (R-01) Tujuan : Mereaksikan larutan Na 2 CO 3 dengan CO 2, membentuk NaHCO 3 Input : Arus 3 dan Arus 4 Output : Arus 5 dan Arus 6 Kondisi Operasi : P = 3,42 atm T = 40 o C Basis perhitungan masuk reaktor Mol Na 2 CO 3 Mol Air Mol CO 2 = 76,672 kmol/jam = 1397,877 kmol/jam = 90,21 kmol/jam Konversi = 98 % Na 2 CO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2NaHCO 3 Mula : 76, ,877 90,21 - Reaksi : 75,138 75,138 75, ,276 Sisa : 1, ,739 15, ,276 I143

144 144 Neraca Massa di sekitar Reaktor (R-01) Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 3 Arus 4 Arus 5 Arus 6 Na 2 CO , ,545 H 2 O , ,033 NaHCO 3 127,538 CO , ,552 Udara Jumlah , , , , , , Neraca Massa Sekitar Filter (RDVF-01) Tujuan : Menyaring hasil bawah keluaran reaktor Input : Arus 6 Output : Arus 7 dan Arus 8 Kondisi Operasi : P T = 1 atm = 40 o C I144

145 145 Neraca Massa di sekitar Filter (RDVF-01) INPUT Komponen (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 6 Arus 7 Arus 8 Na 2 CO 3 162, ,545 H 2 O , , ,540 NaHCO , , ,263 CO 2 Udara Jumlah , , , , Neraca Massa Sekitar Rotary Dryer (RD-01) 11 8 DRYER 9 Tujuan : Mengurangi kadar cairan (air) hingga didapatkan NaHCO 3 99,9% Input : Arus 8 dan Arus 9 Output : Arus 10 dan Arus 11 Kondisi Operasi : P T = 1 atm = 175 o C I145

146 146 Neraca Massa Sekitar Rotary Dryer (RD-01) Na 2 CO 3 Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11 H 2 O 664,540 12, ,028 NaHCO , , ,263 CO 2 Udara , , , , , ,381 Jumlah , , Neraca Massa sekitar Cyclone (C-01) CYCLONE 13 Tujuan : Memisahkan produk NaHCO 3 yang terbawa oleh aliran gas Input : Arus 11 keluaran Rotary dryer Output : Arus 12 dan Arus 13 Kondisi Operasi : P T = 1 atm = 84,80 o C I146

147 147 Neraca Massa sekitar Cyclone (C-01) Komponen INPUT OUTPUT (kg/jam) (kg/jam) Arus 11 Arus 12 Arus 13 Na 2 CO 3 H 2 O 652, ,914 0,114 NaHCO 3 126,263 12, ,636 CO 2 Udara , , , , ,750 Jumlah , , Neraca Massa sekitar Bucket elevator (BE-01) BE Tujuan : Menyimpan produk NaHCO 3 Input : Arus 10, Arus 13 Output : Arus 14 Kondisi Operasi : P T = 1 atm = 30 o C I147

148 148 Neraca Massa sekitar Becket Elevator (BE-01) Komponen OUTPUT INPUT (kg/jam) (kg/jam) Arus 10 Arus 13 Arus 14 Na 2 CO 3 H 2 O 12,513 0,114 8,401 NaHCO , , ,636 CO 2 Udara Jumlah , , , , Neraca Massa sekitar Mixer (M-01) 2 1 MIXER 3 7 Tujuan : Mencampur Na 2 CO 3 dan air Input : Arus 1, Arus 2, Arus 7 Output : Arus 3 Kondisi Operasi : P T = 1 atm = 30 o C I148

149 149 Neraca Massa sekitar Mixer (M-01) Komponen INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) Arus 1 Arus 2 Arus 7 Arus 3 Na 2 CO , , ,266 H 2 O 15, , , ,813 NaHCO 3 127, ,538 CO 2 Udara Jumlah 7.980, , , , ,617 I149

150 150 LAMPIRAN C NERACA PANAS Dalam Penyusunan neraca panas prarancangan pabrik Sodium Bicarbonat dengan kapasitas ton/tahun ini, ada beberapa hal yang menjadi dasar perhitungan, yaitu : 1. Basis perhitungan adalah 1 jam operasi. 2. Suhu referensi adalah 298,15 K. 3. Satuan kapasitas panas yang digunakan adalah kj/kmol dan satuan perubahan entalpi adalah kj. 1. Neraca Panas Mixer (M-01) Panas masuk Umpan Na 2 CO 3 fresh feed dari tangki S-01 T masuk = 30 C Komponen Kmol/jam Cp dt (kj/kmol) Q (kj/jam) Na 2 CO 3 75, , ,738 H 2 O 0, , ,454 Jumlah ,192 I150

151 151 Umpan H 2 O fresh feed dari tangki T-01 T masuk = 30 C Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam H 2 O 111, , ,434 Jumlah ,434 Recycle dari RDVF-01 (Arus 7) T masuk = 40 C Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam Na 2 CO 3 1, , ,833 H 2 O 1284, , ,977 NaHCO 3 1, , ,806 Jumlah ,616 Panas keluar T keluar = 38,18 C Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam Na 2 CO 3 76, , ,424 H 2 O 1.396, , ,363 NaHCO 3 1, , ,455 Jumlah ,242 Total Panas Keluar = ,242 kj/jam I151

152 Neraca Panas Expansion Valve (EV-01) Kondisi operasi : T 1 T 2 = 30 0 C = 26,28 0 C Panas Masuk Umpan CO 2 fresh feed Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam CO 2 90,21 192, ,945 Total ,945 Panas Keluar Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam CO 2 90,21 49, ,950 Total 4.434,950 Panas karena proses ekspansi = Hout - Hin = ,995 kj/jam I152

153 Neraca Panas Heat Exchanger (HE-01) Kondisi operasi : Tin Tout = 26,28 0 C = 40 0 C Panas masuk Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam CO 2 90,21 49, ,950 Udara 995, , ,840 Total ,148 Panas keluar Komponen kmol/jam Cp dt, kj/kmol Q, kj/jam CO 2 90,21 509, ,504 Udara 995, ,098 6, ,594 Total ,148 Total panas keluar = ,148 KJ/jam I153

154 Neraca Panas Reaktor (R-01) 5 Pendingin 3 R-01 6 P. Reaksi 4 Panas masuk Arus 3 (larutan Na 2 CO 3 ) T masuk = 38,18 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Na 2 CO 3 76, , ,424 H 2 O 1.396, , ,363 NaHCO 3 1, , ,455 Total ,242 Arus 4 (gas CO 2 ) T masuk = 40 C Komponen kmol/j cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) CO 2 90,21 509, ,504 Total ,504 Panas Reaktan = ,746 KJ/jam I154

155 155 Panas reaksi Komponen Hf K Hf K (KJ/mol) (KJ/kmol) Na 2 CO , ,920 H 2 O -285, ,328 NaHCO 3-929, ,400 CO 2-393, ,568 Total ,864 Panas reaksi = ,864 KJ/jam Panas keluar Produk cairan T keluar = 40 o C Komponen kmol/j cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Na 2 CO 3 1, , ,833 H 2 O 1.321, , ,223 NaHCO 3 151, , ,566 Total ,621 Panas keluar produk cairan = ,621 KJ/jam Produk gas T keluar komponen = 40 o C kmol/j cp.dt (KJ/Kmol) Panas yang diserap pendingin = ,538 KJ/jam Q (KJ/jam) CO 2 15, , ,451 Total 8.714,451 Panas keluar produk gas Total panas produk = 8.714,451 KJ/jam = ,072 KJ/jam I155

156 Neraca Panas Filter (RDVF-01) Panas Masuk Arus 6 (slurry hasil keluaran reaktor) P T = 1 atm = 40 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Na 2 CO 3 1, , ,833 H 2 O 1.321, , ,223 NaHCO 2 151, , ,566 Total ,621 Panas Keluar Arus 7 (filtrat hasil RDVF-01) P = 1 atm T = 40 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Na 2 CO 3 1, , ,833 H 2 O 1.284, , ,977 NaHCO 3 1, , ,806 Total ,616 I156

157 157 Arus 8 (cake hasil RDVF-01) P T = 1 atm = 381,569 K (Tdew) Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) H 2 O 36, , ,245 NaHCO 3 150, , ,760 Total ,006 Total panas keluar = ,621 KJ/jam 6. Neraca Panas Rotary Dryer (RD-01) Panas Masuk Arus 8 (Cake hasil keluaran RDVF-01) P T = 1 atm = 40 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) H2O 36, , ,245 NaHCO 3 150, , ,760 Total ,006 I157

158 158 Arus 9 (udara panas masuk) P T = 1 atm = C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Udara 995, , ,472 Total ,472 Panas keluar Arus 10 (Produk NaHCO 3 keluar rotary dryer) P T = 1 atm = 79,80 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) H2O 0, , ,351 NaHCO 3 148, , ,230 Total ,581 Arus 11 (panas produk terbawa aliran gas) P T = 1 atm = 79,80 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) H 2 O 36, , ,209 NaHCO 3 1, , ,901 Total ,111 I158

159 159 Arus 11 (panas yang dibawa gas keluar RD-01) P = 1 atm T = 84,80 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Udara 995, , ,840 Total ,840 Total panas keluar = ,478 KJ/jam Panas yang hilang = ,946 KJ/jam 7. Neraca Panas Cyclone (C-01) C Panas Masuk Arus 11 (aliran gas masuk cyclone) P = 1 atm T = C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 36, , NaHCO 3 1, , ,901 Udara 995, , ,840 Total ,950 I159

160 160 Panas Keluar Arus 12 (aliran gas keluar cyclone) P T = 1 atm = 84,80 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 36, , ,518 NaHCO 3 0, , ,790 Udara 995, , ,840 Total ,148 Arus 13 (produk NaHCO 3 ) P T = 1 atm = 79,80 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 0, , ,518 NaHCO 3 1, , ,790 Total ,803 Total panas keluar = ,950 KJ/jam I160

161 Neraca Panas Heat Exchanger (HE-02) Panas Masuk Arus 9 P T = 1 atm = 40 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Udara 995, , ,955 Total ,955 Panas Masuk (panas yang ditambahkan) = ,517 Panas Keluar Udara P T = 1 atm = C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q (KJ/jam) Udara 995, , ,472 Total ,472 Total panas keluar = ,472 I161

162 Neraca Panas Bucket Elevator (BE-01) Panas Masuk Arus 10 P = 1 atm T = 30 o C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 0, , ,581 NaHCO 3 148, , Total ,581 Arus 13 P = 1 atm T = 30 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 0, ,825 10,06 NaHCO 3 1, , ,74 Total ,803 Total panas masuk = ,384 kj/jam I162

163 163 Arus 14 P = 1 atm T = 30 0 C Komponen kmol/jam cp.dt (KJ/Kmol) Q, kj/jam H 2 O 0, , ,547 NaHCO 3 150, , ,836 Total ,384 Total panas keluar = ,384 kj/jam I163

164 164 LAMPIRAN D PERANCANGAN REAKTOR Tugas Tipe : Mereaksikan larutan Sodium carbonat dengan Carbon Dioksida. : Reaktor gelembung silinder tegak dengan pendingin coil. Kondisi operasi : T = 40 C Reaksi yang terjadi adalah : *) Reaksi utama : P = 3 atm Na 2 CO 3 (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g) 2NaHCO 3 (s) Sodium carbonat Air Carbon dioksida Sodium Bicarbonat Untuk menentukan persamaan persamaan yang digunakan untuk menghitung ukuran reaktor harus diketahui faktor yang paling berpengaruh dalam proses. Faktor tersebut adalah : 1. reaksi kimia 2. perpindahan massa gas ke dalam cairan Kriteria yang dipakai dalam menentukan faktor yang berpengaruh adalah kriteria parameter konversi M : M 2 H M 2 H konversi maksimum di film transfer difusi melewati film k r.c. k A BL 2 BL dengan : M = Parameter konversi film k r = Konstanta kecepatan reaksi I164

165 165 C A = Konsentrasi reaktan (ethylbenzene) dalam fase cair, kmol/m 3 D BL = Difusivitas gas ke dalam cairan, m 2 /s k BL = Koefisien transfer massa antara fase gas dan cairan, m/s Bila : M H > 2 : reaksi kimia relatif sangat cepat dibandingkan dengan transfer massa, sehingga transfer massa yang paling berpengaruh. 0,02<M H <2 : transfer massa dan reaksi kimia sama sama berpengaruh. M H < 0,02 : reaksi kimia relatif sangat lambat dibandingkan transfer massa, sehingga reaksi kimia yang paling berpengaruh. 1. Feed Cairan Komposisi cairan masuk reaktor : T P = 40 0 C = 3 atm komponen kg wi kmol xi Na 2 CO ,266 0,243 76,681 0,052 H 2 O ,813 0, ,715 0,947 NaHCO 3 127,538 0,004 1,518 0,001 Total ,617 1, , I165

166 166 Densitas cairan : ρ = A.B T n 1 Tc komponen wi A B Tc(K) n ρ(kg/m 3 ) ρc=wi.ñi Na 2 CO 3 0, ,00 617,754 H 2 O 0,753 0, , ,13 0, ,63 763,242 NaHCO 3 0, ,00 8,293 Total , ,29 ρc = 1.389,29 kg/m 3 = 86,7303 lb/ft 3 Berat molekul cairan : komponen BM xi BMc=BMi.xi Na 2 CO ,052 5,51 H 2 O 18 0,947 17,06 NaHCO 3 84,010 0,001 0,09 Total 1,000 22,66 BMc = 22,66 kg/kmol Kecepatan volumetris cairan : Fc = Massa cairan ρc = 24,,05 m 3 /jam I166

167 167 Viskositas : log μ cair B 2 A CT DT T komponen wi A B C D ìi cair ìci=wi/ ìi Na 2 CO 3 0,243 H 2 O 0,753-10, ,5 0,018 0,000 0,663 1,135 NaHCO 3 0,004 Total 1,000 1,135 ìc = 1 c i = 0,88111cp = 8,811E-04 kg/m.s Surface Tension (ó c ) T ó c = A 1 Tc n komponen wi A Tc n Ói óc Na 2 CO 3 0,243 H 2 O 0, , ,130 0,955 70,541 53,116 NaHCO 3 0,004 Total 1 53,116 ó c = 53,116dyne/cm = 0,531 N/m = 0,00541 kg/m I167

168 Penentuan Parameter Konversi (M) a. Diffusivitas carbon dioksida terlarut ke dalam cairan BL 117,3.10 Dengan : 18 L BL = Difusivitas CO 2 dalam pelarut, m 2 /s Ö = Faktor disosiasi pelarut (air),ö = 2,26 BM = Berat molekul campuran cairan, kg/kmol T = Suhu reaktor, K ì L = Viskositas cairan, kg/m.s. φ.bm.v 0,6 B 1/ 2 v B = Volume molal CO 2 pada titik didihnya, m 3 /kmol.t BL = 0,034 m 3 /kmol 117, L. φ.bm.v 0,6 B 1/ 2.T BL = 1, m 2 /s = 5, m 2 /jam b. Koefisien transfer massa CO 2 di fase cair Untuk rancangan perforated plate k BL Dengan : 1 3 g.μc 0.42 ρc 1 2 BL.ρc μc K BL = Koefisien transfer massa CO 2 pada fase cair, m/s g = Percepatan gravitasi, m/s 2 I168

169 169 ìc = Viskositas cairan, kg/m.s ñc = Densitas cairan, kg/m 3 = BL Difusivitas oksigen ke dalam cairan pada fase cair, m 2 /s k BL = 2, m/s = 1,053 m/jam c. Menghitung konstanta kecepatan reaksi Reaksi 1 Na 2 CO 3 (s) + H 2 O (L) + CO 2 2NaHCO 3 dapat dituliskan : A + B C r A k C A C B Untuk persamaan 1 : Karena CO 2 konstan, maka : C B0 =C B r r dca dt dxa CA0 dt X dx A (1- x 0 A ln(1 X A A (1- x k.ca.c B k.c (1- x k.c k.c (1- x k CB0 dt ) 0 ) k.cb0. t ln(1 X k C. t A t A0 A0 A0 B0 ).C ).C ).C ln(1 0,98) k C. t B0 A A A A ) B0 B0 B0 I169

170 170 dimana : X A = konversi sodium carbonat Diketahui konversi = 98 % (US.Patent; 725,584,1) C B0 = 2,158E-8 kmol/cm 3 t k = 60 menit = 3,021E+00 m 3 /kmol.menit = 5,035E-02 m 3 /kmol.s = 1,813E+02 m 3 /kmol.jam d. Menghitung parameter konversi (M H ) M H 2 k r.c k A 2 BL. M H = 0,09411 BL Nilai 0,02<Mh<2 sehingga transfer massa dan reaksi kimia sama sam berpengaruh.. 3. Penentuan Kecepatan Reaksi k = 1,813E+02 m 3 /kmol.jam C AO = 3,1880 kmol/m 3 C BO = 2,1583E-02 kmol/m 3 x A = 0,98 (-r A ) = 2,4943E-01 kmol/m 3.jam I170

171 Perancangan Perforated Plate Digunakan perforated plate dengan susunan triangular pitch dengan pertimbangan : Jumlah lubang tiap satuan lebih besar daripada susunan square pitch Ukuran reaktor menjadi lebih kecil dan turbulensi lebih terjamin Susunan orifice : I171

172 172 Mencari laju alir gas masuk reaktor / Qg Qg = 0,159 m 3 /s = ,152 cm 3 /s Mencari d bo Dengan, do = 0,12 cm (perry 5ed, : 0,024-0,95 cm) = 0,0012 m d bo = 0,0014 m 0,1423 cm Mencari laju alir tiap orifice Qgo = 0,1068 cm 3 /s Mencari luas tiap orifice Lo = 0,01130 cm 2 Mencari jumlah orifice No = I172

173 173 Mencari nilai pitch k = > 1, diambil = 3,5 c = 0,498 cm Mencari jumlah luas orifice L to = ,260 cm 2 Mencari luas perforated plate Mencari presentase luas total orifice terhadap perforated plate D pc = 0,241 diplotkan pada grafik, diperoleh nilai a I173

174 174 a = 0,055 Lp = ,991 cm 2 5. Menentukan Diameter dan Tinggi Cairan Menentukan diameter reaktor D R = 624,481 cm = 6,245 m Trial tinggi reaktor L RO = Hcair + Hgas + Hcoil = 10 m Tekanan gas rata-rata dalam reaktor P gr = 3,007 atm Diameter gelembung gas rata-rata dalam reaktor D Br = 0,00143 m I174

175 175 Kecepatan terminal gelembung V t = 0,112 m/s Waktu tinggal gelembung dalam reaktor Dengan asumsi kecepatan naik gelembung di dalam reaktor konstan pada kecepatan terminalnya. g = 89,572 s Volume tiap gelembung V go = 1,543E-09 m 3 = 0,00154 cm 3 Jumlah gelembung tiap orifice per satuan waktu N go = 69 buah/s Jumlah gelembung total dalam reaktor N gt = buah I175

176 176 Volume gas gelembung total di dalam reaktor V gt = cm 3 = 14,250 m 3 Menentukan volume cairan Dari neraca massa sodium carbonat di cairan dalam reaktor, di dapat : Fc (CA in CA out ) = (-ra)*v gc *(I-έ) r A r A k.c k. C A A0.C B (1- x A ).C B0 k = 181,2584 m 3 /kmol.j C AO = 3,1888 kmol/m 3 C BO = 2,1583E-02 kmol/m 3 Xa = 0,98 (-ra) = 2,4943E-01 kmol/m 3 j Vcair = 301,2758 m 3 Jadi : Vgas+cair = 315,5254 m 3 Menentukan tinggi cairan D = 6,245 m V = 0,25**D 2 *H H = 10,307 m I176

177 177 Menentukan hold up gas εg = 0,045 Luas permukaan interface A g = 188,970 m 2 /m 3 6. Penurunan Tekanan (Pressure Drop) 1. Dry Pressure Drop Dry pressue drop merupakan pressure drop aliran gas akibat friksi di dalam hole (orifice). Dimana hole dianggap sebagai tabung pendek dengan tebal plate sama dengan tinggi tabung. (Treybal, 1981, hal 171) h D V o g C 2.g L o A A o n 4. L. f do A 1 A o n 2 dimana : h D Vo do L = dry pressure drop = kecepatan linier gas lewat hole, m/s = 0,094 m/s = diameter hole = 0,0012 m = tebal plate Tebal plate dari Treybal, tabel 6,2, hal 169: Untuk bahan Stainless Steel dan do = 1,2 mm, maka L/do = 0,65 I177

178 178 L Co = 0,00078m = 0,78 mm = koefisien orifice = 1,09*(do/L)^0,25 = 1, Ao = luas orifice, m 2 = 1, m 2 An = luas perforate plate, m 2 = 3, m 2 ρl =densitas cairan = 1389,2899 kg/m 3 Qgo = 1, m 3 /s Reh R eh = Bilangan Reynold gas lewat hole Vo. ρ μ g g.d o Vo = 0,094 m/s ρ g = 6,9308 kg/m 3 μg = 1, μpoise = 1, cp = 1, kg/m.s Reh = 3990 f = Faktor friksi Fanning = 0,079/(Re^0,25), untuk aliran turbulen 2000<Re< f = 0, h D = 4, m 2. Hydraulic Head Pressure drop akibat gaya hidrostatis cairan dalam reaktor. (Treybal, 1981, hal 172) I178

179 179 h L = tinggi cairan = 10,3068 m 3. Residual Gas Pressure Drop Pressure drop akibat pembentukan gelembung gas. (Treybal, 1981, hal 172) h R 6. σ ρ.d L o L.g σl g h R = 0,53 N/m = 9,8 m/s = 0,195 m *) Total Pressure Drop (Pt) ht = h D + h L + h R = 10,502 m Pt = ht * L * g = 1,4484 atm 7. Dimensi Reaktor a. Tipe Jenis reaktor Alasan pemilihan = Tangki tertutup, silinder tegak = Process vessel, menjaga tekanan (P>1 atm) dan suhu tetap Head Alasan pemilihan = Flanged & dished head (torisperical) = Cocok untuk tekanan antara Psig b. Kondisi operasi T operasi = 40 0 C = 313,15 K P operasi = 3 atm = 44,09 psia I179

180 180 ΔP total = 1,4484 atm = 21,29 psia Over desain = 10 % P perancangan = 4,893 atm = 71,91 psia c. Pemilihan material konstruksi Material Alasan pemilihan = low-alloy stell SA-204 Grade C = 1. Tahan korosi, tahan panas dan tahan asam 2. Tekanan operasi moderat 3. Suhu operasi < 900 F 4. Untuk dinding reaktor yang tebal (Hal. 253 Brownell, 1959) Spesifikasi = Tensile strength = Psi Allowable stress (f) = Psi Corrosion allowance = 0,125 (Tabel 13.1 Brownell, 1959) d. Tebal shell P d.ri ts f.e 0.6P d c dengan ts = Tebal shell, in Pd ri f c E = Tekanan desain, psia = Jari-jari dalam reaktor, in = Allowable stress, psi = Corrosion allowance, in = 85 % (single welded butt joint) (Brownell, 1959) I180

181 181 37,98 x 122,929 Sehingga ts 0,125 (18750 x 0.85) (0,6 x 71,91) = 0,681 in dipakai tebal shell standar = 0,750 in = 0,019 m e. Tinggi shell Tinggi reaktor Diameter reaktor = 10,307 m = 405,059 in = 6,245 m = 245,858 in Volume reaktor = 315,525 m 3 = ,612 ft 3 Over desain = 10 % Volume perancangan = (1+0,1) 315,525 m 3 = 347,078 m 3 = ,873ft 3 = 2.183,054 bbl Volume reaktor (Vt) = Volume shell + 2*Volume Head Vt = 1/4.Л.Di 2.H + 2.0, Di 3 H Vt - 2 * 0.25 * 3.14 Vh * Di^2 = 11,336 m = 446,311 in f. Dimensi head OD shell = ID shell + 2*ts = 245,858 + (2. 0,681) = 247,358 in = 6,283 m = 6282,914 mm Rumus tebal head untuk Flanged & dished head : P d.r c.v th commit c 2.f.E 0.2P to user d I181

182 182 dengan, th = tebal head (in) Pd =Tekanan desain (Psia) = 71,912 Psia Di =Inside diameter of reactor (in)= 245,858 in f = Allowable stress ( Psi) = Psi E = welded joint efficiency = 0,850 (single welded butt joint) c = corrosion allowance (in) = 0,125 in V = 1/6(2+k 2 ) k = a/b a = jari - jari dalam = Di/2 b = kedalaman dish Dipilih a = 2b, sehingga k = a/b = 2 V = 1/6(2+k 2 ) = 1 th = 0,680 in dipakai tebal standar = 0,750 in = 0,019 m = 19,050 mm OD head = ID + 2.th = 247,358 in = 6,283 m = 6282,914 mm e. Tinggi reaktor Dari tabel 5-11 Brownell untuk ts = 0,750 in diperoleh sf = 2,438-4,5 in I182

183 183 dipilih sf = 4 in O D O A b s f ID a t OD = 247,358 in = 6,283 m ID = 245,858 in = 6,245 m a = ID/2 = 122,929 in = 3,122 m b =ID/4 = 61,465 in = 1,561 m tinggi head = OA = Th + Sf + b =( 0, ,465 ) in tinggi head = 66,215 in = 1,682 m Tinggi reaktor = Tinggi silinder + 2* tinggi head = 11,336 m + ( 1,682 ) m = 14,7 m = 578,740 in = 48,228 ft 8. Perancangan Coil Pendingin a. Kebutuhan air pendingin Kondisi operasi isotermal Jumlah panas yang diserap berdasarkan perhitungan Neraca Panas Q T operasi = ,538 kjoule/jam = 40 o C = 313,15 o K = 104 o F I183

184 184 Pendingin = air Suhu masuk t 1 = 30 o C = 303,15 o K = 86 o F Suhu keluar t 2 = 35 o C = 308,15 o K = 95 o F Sifat fisis air pada suhu rata-rata (42,5 o C) Cp air = 75,337 Btu/lbm.F = 4,181 kj/kg. K Jumlah air yang dibutuhkan M air = = Q Cp. t 2 t ,538 kj /jam 4,181 kj/kmol. K. 318,15 301,15K = ,799 kg/jam = 30,557 kg/s Volume pendingin yang diperlukan = 107,857 m 3 /jam = 0,030 m 3 /s b. Δt Log Mean Temperature Difference (LMTD) ( T t1 ) ( T t2) T LMTD T t 1 Ln T t2 = 12,984 F c. Pipa koil pendingin Ukuran pipa koil : 1,5 2,5 in (Perry, 1999, hal 11.20) Dipilih IPS = 2,5 in Spesifikasi pipa koil : (Kern, 1983, hal 844) Diameter pipa luar (OD) = 2,88 in = 0,073 m = 0,24 ft I184

185 185 Schedule Number (SN) = 40 Diameter dalam (ID) = 2,469 in = 0,063 m = 0,2058 ft Flow area per pipe (ao) = 4,79 in 2 = 0,003 m 2 Surface area per linier ft (Ao) = 0,753 ft 2 /ft = 0,230 m 2 /m Susunan koil : helix Diameter helix (D h ) = 0,7 0,8 ID Reaktor (Rase, 1977, hal 361) Dipilih D h = 0,75 IDr ID r = 6,245 m D h = 4,684 m = 15,366 ft Jarak antar lilitan (l) = 1 1,5 OD (Perry, 1999) Dipilih l,5 = 1,5 x OD 1,5 = 0,110 m d. Koefisien transfer panas dalam koil Digunakan data air pendingin. 1 0,8 3 hi ID 0,027.Re k.pr. 1 3,5 ID Dh (Kern, 1983, hal 103) Dengan : hi = koefisien transfer panas konveksi dalam koil, Btu/jam.ft 2.F ID k Dh Re Pr = diameter dalam koil, ft = konduktifitas panas air, Btu/jam,ft.F = diameter helix, ft = bilangan Reynold = bilangan Prandtl Re = Gt.ID μ air I185

186 186 Gt = m ao air ,799 kg/ s = 9.894,291 kg/m 2.s 2 0,0 03 m Re = ,291kg/m s. 0,063 m = , kg/m.s Pr = Cp.μ k air = 1,003Btu/lbm.F. 2,082lbm/ft. jam 0,655Btu/jam.ft.F = 3,188 k 0,8 ID 3 hi = 0,027..Re.Pr. 1 3,5 ID DH = 6.434,284 Btu/jam.ft 2. o F = 8,732 kkal/s.m 2. o C e. Koefisien transfer panas dalam koil dilihat dari luar hio = = ID hi OD 0,201ft 6.434,284 0,240 ft = 5.380,208 Btu/jam.ft 2. o F = 7,301 kkal/s.m 2. o C 1 f. Koefisien konveksi di luar koil Digunakan data fluida di dalam reaktor ho = 0,28 0,87 kc ρc OD.Gg Cpc.μc 0, OD ρg μc kc 0,4 (Rase, 1977, hal 664) Dengan : ho = koefisien konveksi di luar koil, kkal/m 2.s. o C kc OD = konduktifitas panas cairan, kkal/m.s. o C = diameter luar pipa koil, m ρc = densitas cairan, kg/m 3 I186

187 187 ρg = densitas gas, kg/m 3 Gg = superficial mass velocity of gas, kg/m 2.s Gg = μc Cpc M cairan 1 2.π.IDr 4 = viskositas cairan, kg/m.s = panas spesifik cairan, kkal/kg. o C ,617 kg/jam = 2 (0,25.3,14.6,245 2 )m = 1.091,575 kg/m 2.jam = 0,303 kg/m 2.s ho = 2,225 kkal/m 2.s. o C = 1.583,945 Btu/jam.ft 2. o F g. Koefisien transfer panas keseluruhan (Uc) Uc = = hio.ho hio ho ,208 Btu/jam.ft.F ,945Btu/jam.ft.F 2 (5.380, ,945) Btu/jam.ft.F = 1.223,688 Btu/jam.ft 2. o F = 1,706 kkal/s.m 2. o C h. Koefisien transfer panas keseluruhan saat kotor (Ud) Ud = Uc.hd Uc hd (Kern, 1950, pers6.10) hd Rd = 1/Rd = dirt factor/ fouling factor Rd = 0,005 (Kern, 1950, tabel 12) hd = 200 Btu/jam.ft 2. o F Ud = ,688Btu/jam.ft.F x 200 Btu/jam.ft.F , Btu/jam.ft.F = 171,904 Btu/jam.ft 2. o F Ud air zat organik adalah Btu/jam.ft 2. o F, sehingga Ud memenuhi. i. Luas kontak perpindahan panas I187

188 188 At = Q Ud.ΔT LMTD ,021 Btu/jam = 2 171,904 Btu/jam. ft.f x 64,769 F = 133,279 ft 2 = 90,778 m 2 j. Panjang koil Lc = At a" = 2 90,778 m 2 0,230m /m = 395,516 m b = 0,500 AD (diameter helix = Idh) x = AB jarak antara lilitan = l a = 0,500 BD BD 2 =AD 2 + AB 2 a = (b 2 + x 2 /4 )1/2 keliling coil (Klc) = 2Л.((a 2 +b 2 )/2)1/2 = 2Л((b 2 + x 2 /4 + b2)/2)1/2 = 2Л(b 2 + x 2 /8)1/2 b = a = 2,342 m 0,055 m (b 2 + x 2 /8)1/2 = 2,342 x =l= 0,110 m Keliling koil (Klc) = 14,709 m Jumlah koil (Nt) I188

189 189 Nt = Lc Kell koil = 395,516 m 14,709 m = 26,89 Untuk perancangan dipilih jumlah koil (Nt) = 27 lilitan Koreksi Lc koreksi = kell koil. Nt At koreksi = Lc. a = 14,709 m x 27 = 397,131 m = 318,752 m x 0,230 m 2 /m = 91,148 m 2 Ud koreksi = Q At.ΔT LMTD = ,78 Btu/j 2 981,089 ft x 64,769 F = 23,353Btu/jam.ft 2. o F k. Tinggi koil (Hc) dan Volume koil (Vc) Hc = (Nt-1) x jarak lilitan + (Nt + OD koil) = (27-1) x 0,11 m + (27 + 0,073 m) = 4,828 m Vc = ¼.π.(Odkoil) 2 x Lc = ¼.π.(0,07315m) 2 x 397,131 m = 1,668 m 3 9. Perancangan Pipa Di, opt = 3,9. Q 0,43. ρ 0,13 (Wallas, 1988, pers. 6.32) Dengan Di = diameter pipa optimum, in Q = debit, ft 3 /s ρ = densitas, lbm/ft 3 I189

190 190 a. Ukuran pipa pemasukan umpan dari Tangki Pencampur Debit cairan = 24,053 m 3 /jam = 0,236 ft 3 /s ρcairan = 1,389 gr/ml = 86,730 lbm/ft 3 Di, opt = 3,637 in Dari tabel 11 Kern, 1950 dipilih pipa dengan spesifikasi : ID = 3,826 in OD = 4,5 in IPS = 4 in ao = 11,5 in 2 SN = 80 b. Ukuran pipa pemasukan umpan gas (CO 2 ) Debit gas = 572,703 m 3 /jam = 5,618 ft 3 /s ρgas = 6,931 kg/m 3 = 0,433 lbm/ft 3 Di, opt = 7,605 in Dari tabel 11 Kern, 1950 dipilih pipa dengan spesifikasi : ID = 7,625 in OD = 8,625 in IPS = 8 in ao = 45,7 in 2 SN = 80 c. Ukuran pipa pengeluaran produk cair Debit cairan = ,379 m 3 /jam = 0,427 ft 3 /s ρcairan = 842,945 kg/m 3 = 52,623 lbm/ft 3 Di, opt = 4,453 in Dari tabel 11 Kern, 1950 dipilih pipa dengan spesifikasi : ID = 5,761 in OD = 6,625 in IPS = 6 in ao = 26,1 in 2 SN = 80 I190

191 191 d. Ukuran pipa pengeluaran produk gas (CO 2 ) Debit gas = 95,450 m 3 /jam = 0,936 ft 3 /s ρgas = 6,931 kg/m 3 = 0,433 lbm/ft 3 Di, opt = 3,396 in Dari tabel 11 Kern, 1950 dipilih pipa dengan spesifikasi : ID = 4,026 in OD = 4,5 in IPS = 4 in ao = 12,7 in 2 SN = 40 I191

192 192 I192

193 193 : I193