Oleh : HARI PRABAWA I TRI MURNIATI I commit to user

Transkripsi

1 perpustakaan.uns.ac.id TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK FENOL FORMALDEHID (RESIN NOVOLAK) DARI FENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS TON/TAHUN Oleh : HARI PRABAWA I TRI MURNIATI I PROGRAM STUDI S1 NONREGULER TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 i

2 perpustakaan.uns.ac.id LEMBAR PENGESAI{AN TUGAS AKHIR PRARANCAI\GAI\ PABRIK FENOL FORMALDEHID (RESrN NOVOLAT0 DARr FENOL DAr\ FORMALDEHTn KAPASITAS TON/TAIIIJN Hari Prabawa Tri Murniati Oleh: NIM: NIM: Pembimbing I -rilp/ztrz Inavati. S.T.. M.T.. Ph.D. NIP t t Pembimbing II d Dr. Eng. Asus Purwanto. S.T.. M.T. NIP I 001 Dipertahankan di depan tim penguji : 1. Endang Kwartiningsih, S.T., M.T. NIP Ir. Endang Mastuti, M.T. MP s I Studi Sl Non Reguler z 001

3 perpustakaan.uns.ac.id DAFTAR ISI Halaman Judul... Lembar Pengesahan... Kata Pengantar... Motto Persembahan... Daftar Isi... Daftar Tabel... Daftar Gambar... Intisari... i ii iii iv v xi xiii xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Pendirian Pabrik Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik Prediksi Kebutuhan Resin Novolak Dalam Negeri Ketersediaan Bahan Baku Pemilihan Lokasi Pabrik Tinjauan Pustaka Proses Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk Spesifikasi Bahan Baku Spesifikasi Bahan Pembantu Spesifikasi Produk Tinjauan Proses commit Secara to user Umum... v 11

4 perpustakaan.uns.ac.id Kegunaan Produk 11 BAB II DISKRIPSI PROSES Spesifikasi Bahan Baku dan Produk Konsep Reaksi Dasar Reaksi Kondisi Operasi Mekanisme Reaksi Tinjauan Kinetika TinjauanTermodinamika Diagram Alir Kualitatif Diagram Alir Kuantitatif Diagram Alir Proses Langkah Proses a. Tahap Penyiapan Bahan Baku b. Tahap Reaksi dalam Reaktor c. Tahap Pemurnian Produk Neraca Massa dan Neraca Panas Neraca Massa Neraca Massa Total Neraca Massa Tiap Alat Neraca Panas Neraca Panas Tiap Alat... vi 28

5 perpustakaan.uns.ac.id 2.8 Lay Out Pabrik dan Peralatan Lay Out Pabrik Lay Out Peralatan BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES Reaktor Mixer Netraliser Dekanter Menara Destilasi Menara Destilasi Reboiler Reboiler Kondensor Kondensor Accumulator Accumulator Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Tangki Formaldehid Tangki Fenol Tangki Asam Sulfat vii

6 perpustakaan.uns.ac.id 3.19 Tangki NaOH Tangki Resin Novolak Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM Unit Pendukung Proses Unit Penyediaan dan Pengolahan Air Air Pendingin dan Proses Air Umpan Boiler Air Konsumsi dan Sanitasi Unit Pengadaan Steam Unit Pengadaan Tenaga Listrik Unit Pengadaan Bahan Bakar... viii 79

7 perpustakaan.uns.ac.id Unit Pengadaan Udara Tekan Unit Pengolahan Limbah Laboratorium Laboratorium Fisik dan Analitik Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Metode Analisa Alat Analisa BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN Bentuk Perusahaan Struktur Organisasi Tugas dan Wewenang Pembagian Jam Kerja Karyawan Status Karyawan dan Sistem Upah Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji Kesejahteraan Sosial Karyawan BAB VI ANALISA EKONOMI Penaksiran Harga Peralatan Dasar Perhitungan Penentuan Total Capital Investment (TCI) Penentuan Total Manufacturing Cost (TMC) Direct Manufacturing Cost (DMC)... ix 104

8 perpustakaan.uns.ac.id Indirect Manufacturing Cost (IMC) Fixed Manufacturing Cost (FMC) Penentuan Total Production Cost (TPC) General Expense (GE) Total Production Cost (TPC) Profitability Analisis Kelayakan Return on Investment (ROI) Pay Out Time (POT) Break Event Point (BEP) Shut Down Point (SDP) Discaunted Cash Flow (DCF) Daftar Pustaka Lampiran x

9 perpustakaan.uns.ac.id KATA PENGANTAR Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul Prarancangan Pabrik Fenol Formaldehid (Resin Novolak) dari Fenol dan Formaldehid 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. Inayati, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I dan Dr. Eng. Agus Purwanto., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II, atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 2. Enny Kriswiyanti A., S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Non-reguler. 3. Kedua Orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 4. Teman - teman mahasiswa Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret khususnya angkatan 2007 atas dukungan dan doanya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Surakarta, September 2012 iii Penulis

10 perpustakaan.uns.ac.id iii

11 perpustakaan.uns.ac.id INTISARI Hari Prabawa dan Tri Murniati, 2012, Prarancangan Pabrik Fenol Formaldehid (Resin Novolak) dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Resin Novolak banyak digunakan dalam industri kimia sebagai pelarut dalam industri cat, lem, vernis, bahan tambahan dalam industri plastik, serta untuk bahan perekat khususnya pada kayu lapis dan particle board. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik Resin Novolak dengan kapasitas ton/tahun dengan bahan baku fenol ,7 ton/tahun dan formaldehid ,62 ton/tahun. Dengan memperhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, pemasaran, tenaga kerja, serta utilitas maka lokasi pabrik yang cukup strategis di kawasan industri Gresik (KIG), Jawa Timur pada tahun Reaksi pembuatan Resin Novolak dilakukan dengan mereaksikan fenol dengan formaldehid dengan katalis H 2 SO 4 dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) pada kondisi tekanan 3 atm dan suhu 95 C. Konversi reaksi yang dihasilkan adalah 98,45%. Reaksi pembentukan Resin Novolak berlangsung secara eksotermis dengan panas reaksi yang besar sehingga diperlukan pendingin. Tahap proses meliputi tahap penyimpanan bahan baku, tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi, dan tahap pemurnian produk. Kemurnian produk dilakukan dengan distilasi. Produk yang dihasilkan adalah Resin Novolak dengan kemurnian 99,08 %. Unit pendukung proses terdiri dari unit pengadaan air (air dari Sungai Bengawan Solo sebanyak ,22 kg/jam), unit pengadaan steam sebanyak 3981,27 lb/jam, unit pengadaan listrik sebesar 1000 kw, unit pengadaan udara tekan sebesar 35,75 m 3 /jam dan unit pengadaan bahan bakar sebanyak 0,247 m 3 /jam. Pabrik juga dilengkapi laboratorium untuk menjaga mutu dan kualitas produk agar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. 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. Dari hasil analisa ekonomi diperoleh ROI (Return on Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 49,17% dan 36,88%, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,69 tahun dan 2,13 tahun, BEP (Break Event Point) 40,49% dan SDP 24,75%. Sedangkan DCF (Discount Cash Flow) sebesar 25,40%. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan. xiv

12 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menunjukkan peningkatan pada sektor industri telah menuntut bangsa Indonesia berbelok arah dari negara agraris ke negara industri. Untuk mencapai kemajuan di bidang industri terfokus pada bidang industri kimia, maka kebutuhan bahan-bahan dasar kimia di dalam negeri perlu ditumbuhkan dan dikembangkan. Sejalan dengan tujuan pembangunan industri yaitu sebagai upaya untuk meningkatkan nilai tambah bagi negara, maka pendirian pabrik resin novolak dengan bahan baku fenol dan formaldehid mempunyai nilai yang baik dalam perkembangan dunia industri yang menggunakan Resin Novolak sebagai bahan baku atau sebagai bahan tambahan. Proyeksi kebutuhan Resin Novolak dalam negeri semakin meningkat seiring dengan peningkatan industri yang memakainya. Sebenarnya produksi di Indonesia dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan, tetapi dibandingkan dengan jumlah yang diproduksi, kebutuhan Resin Novolak lebih besar, oleh sebab itu pendirian pabrik ini dirasakan sangat perlu, karena pada saat ini hanya terdapat satu pabrik yang memproduksi Resin Novolak di Indonesia, sehingga pendirian pabrik Resin Novolak ini diharapkan dapat mengantisipasi permintaan dalam dan luar negeri serta mengurangi ketergantungan Resin Novolak dari negara-negara importir seperti Jepang, Cina, Jerman, dan India. Bab 1 Pendahuluan 1

13 2 Selain alasan-alasan diatas, pendirian pabrik ini juga didasarkan pada halhal sebagai berikut : 1. Terciptanya lapangan pekerjaan yang berarti turut serta dalam usaha pemerintah untuk mengurangi pengangguran. 2. Memacu pertumbuhan industri-industri baru yang menggunakan bahan baku Resin Novolak. 3. Meningkatkan pendapatan negara dari sektor industri, serta mengurangi impor Resin Novolak dari negara lain. 1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik Penentuan kapasitas produksi perancangan pabrik Resin Novolak didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1. Prediksi kebutuhan Resin Novolak di Indonesia 2. Ketersediaan bahan baku 3. Pabrik yang sudah ada Prediksi kebutuhan resin novolak di Indonesia Berdasarkan data yang diperoleh dari undata, prediksi kebutuhan resin novolak mengalami peningkatan. Dengan mengacu pada hal tersebut, jika direncanakan pabrik Resin Novolak didirikan pada tahun 2016, maka diperkirakan kebutuhan cukup besar, yaitu ton/tahun. Bab 1 Pendahuluan

14 Ketersediaan bahan baku Bahan baku pembuatan Resin adalah phenol dan formaldehid. Bahan baku phenol di dapat dari Shenyang Xing Guang Chemical Factory, Liaoning, China dengan kapasitas produksi ton per tahun. Formaldehid diperoleh dari Jinan Shijitongda Chemical, Shahdong, China dengan kapasitas ton per tahun. Bahan pembantu seperti katalis Asam sulfat (H 2 SO 4 ) dan Natrium hidroksida (NaOH) dibeli dari PT Toya Indo Manunggal Chemical, Jawa Timur. Tabel 1.1 Kebutuhan Resin Novolak di Indonesia berdasarkan Data Impor Tahun Jumlah (Ton) ( ) Gambar 1.1 Hubungan antara tahun dengan jumlah impor Resin Novolak Bab 1 Pendahuluan

15 4 Menurut perhitungan dengan menggunakan linierisasi didapatkan kebutuhan pada tahun 2016 sebesar ton. Jadi pada tahun 2016 dapat diperkirakan dibutuhkan Resin Novolak sebanyak ton. Berdasarkan pertimbangan di atas maka kapasitas pabrik dipilih sebesar ton/tahun, yang diharapkan produksinya dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri Pemilihan Lokasi Pabrik Lokasi pabrik merupakan salah satu faktor penting dalam pendirian pabrik untuk kelangsungan operasi pabrik. Banyak pertimbangan yang menjadi dasar dalam menentukan lokasi pabrik, antara lain : dengan sumber bahan baku, letak pabrik dengan pemasaran produk, transportasi, tenaga kerja, kondisi sosial politik, dan kemungkinan pengembangan di masa mendatang. Pabrik Resin Novolak direncanakan akan didirikan di daerah Kawasan Industri Gresik, Jalan Prof. Muhammad Yamin Jawa Timur. Pemilihan ini dimaksudkan untuk mendapatkan keuntungan secara teknis dan ekonomis, berdasarkan pertimbangan : a. Penyediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik sehingga bahan baku sangat diprioritaskan. Bahan pembantu seperti katalis Asam sulfat (H 2 SO 4 ) dibeli dari PT Aneka Kimia Inti,Jawa Timur dan Natrium hidroksida (NaOH) dibeli dari PT Delphia Prima Jaya, Jawa Timur. Bab 1 Pendahuluan

16 5 Dengan dekatnya sumber bahan pembantu diharapkan proses produksi dapat berjalan dengan lancar dan berkesinambungan. b. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran Pulau Jawa dan Kalimantan merupakan daerah pemasaran paling banyak membutuhkan Resin Novolak. Dengan di bangunnya pabrik Resin Novolak di Gresik diharapkan mampu menjangkau Indonesia bagian tengah dan timur. c. Sarana Transportasi Gresik memiliki sarana transportasi darat dan laut yang sangat memadai karena merupakan jalur utama transportasi di Pulau Jawa dan dekat dengan pelabuhan Petrokimia. d. Tenaga kerja Daerah Gresik berada di propinsi Jawa Timur merupakan daerah sentra industri, sehingga kepadatan penduduk yang letaknya di daerah industri biasanya tinggi, sehingga masalah penyediaan tenaga kerja, baik tenaga kerja terdidik maupun tidak terdidik tidak menjadi masalah. e. Utilitas Untuk kebutuhan sarana penunjang seperti listrik dapat dipenuhi dengan adanya jaringan PLN dan generator, kebutuhan bahan bakar yaitu solar yang dipakai untuk menjalankan generator diperoleh dari pertamina sedangkan untuk kebutuhan air diambil dari aliran Sungai Bengawan Solo. f. Kondisi tanah dan daerah Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim yang relatif stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan untuk Bab 1 Pendahuluan

17 6 pendirian pabrik. Selain itu keadaan tanah di Gresik tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi areal tanah pertanian Gambar 1.2 Peta Lokasi Pabrik Resin Novolak 1.4.Tinjauan Pustaka Polimer sintesis yang pertama digunakan dalam skala komersial adalah resin fenol formaldehid atau resin novolak. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia, Leo Backeland. (Kirk & Othmer, 1999) Proses Resin novolak biasanya dibuat melalui metode yang berbeda. Yang pertama melibatkan katalis asam dengan menggunakan fenol berlebih terhadap formaldehid. Dalam hal ini produk awalnya disebut novolak, dan yang kedua melibatkan katalis basa dengan formaldehid yang berlebih terhadap fenol. Produk yang terbentuk disebut dengan resol. Reaksi yang terjadi sebagai berikut (Stevens, 2001) : Bab 1 Pendahuluan

18 7 H 2SO 4 C 6 H 5 OH + CH 2 O 1/8 (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (1-1) 95 º C, 3 atm fenol formaldehid resin novolak air Pembuatan Resin Novolak merupakan reaksi antara fenol dan formaldehid dengan menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ). Reaksi tersebut merupakan reaksi fase cair. Fenol direaksikan dalam fase cair bersama-sama dengan formaldehid dengan katalis asam sulfat dengan komposisi 0,001 dari berat fenol. Katalis asam dengan fenol berlebih menghasilkan suatu produk kondensasi fenol formaldehid yang sangat berbeda dengan produk yang diperoleh melalui katalis basa. Reaksi dijalankan dalam batas yang telah ditentukan yaitu pada suhu 95 º C dengan tekanan konstan 3 atm. Dengan perbandingan antara fenol dan formaldehid 10 : 8, kondisi operasi perlu benar-benar dijaga untuk menekan terbentuknya novolak dengan berat molekul rendah, reaksi berjalan eksotermis yang berarti reaksi menghasilkan panas yang besar (Odian, 2004) Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk Spesifikasi Bahan Baku 1. Fenol a. Sifat fisika Rumus molekul : ( C 6 H 5 OH ) Berat molekul : 94,108 kg/mol Bab 1 Pendahuluan

19 8 Densitas : 1,07 gr/cm 3 Bentuk : cair Titik didih : 181,9 C Δ G 298 Δ H 298 : -32,89 kj/mol : -96,36 kj/mol (Kirk & Othmer, 1999) b. Sifat kimia 1. Reaksi antara dimetil eter/dietil sulfat dalam keadaan netral atau alkali lemah akan membentuk Sulfat Eter yaitu Anisol (C 6 C 5 OCH 3 ). 2. Nitrasi phenol dengan HNO 3 encer menghasilkan isomer orto para. (Perry, 1997) 2. Formaldehid a. Sifat-sifat fisis Rumus molekul Berat molekul Bentuk Titik didih : CH 2 O : 30,026 kg/mol : cair, jernih : -21 º C Densitas pada 18 C : 1,11 gr/cm 3 Viskositas pada 30 C : 2 cp Panas jenis : 0,8 kal/gr. C (Mc. Ketta, 1976) Bab 1 Pendahuluan

20 9 b. Sifat kimia - Bereaksi dengan air dapat membentuk metilen gliko CH 2 O + H 2 O HO + CH 2 -OH (1-2) - Reaksi dengan asetaldehid dalam lrutan NaOH dapat membentuk pentaerethytritol dan sodium format. CH 2 O + CH 3 -COH + NaOH C(CH 2 OH) 2 + HCOONa (1-3) (Kirk & Othmer, 1999) Spesifikasi Bahan Pembantu 1. Asam Sulfat a. Sifat fisik Rumus molekul : H 2 SO 4 Berat molekul Bentuk Titik didih (1 atm) Titik lebur (1 atm) Temperatur kritis Tekanan kritis : 98,08 kg/mol : cairan tidak berwarna : 340 o C : 10,49 o C : 651,85 o C : 63,16 o C Densitas (25 o C) : 1,8361 gr/cm 3 Kapasitas panas : 0,3404 kal/gr. o C b. Sifat Kimia (Perry, 2005) 1. Dengan basa membentuk garam dan air H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O (1-4) 2. Dengan garam membentuk garam dan asam lain Bab 1 Pendahuluan

21 10 H 2 SO 4 dan 2 NaCl Na 2 SO 4 + 2HCl (1-5) 3. Dengan alkohol membentuk eter dan air 2C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 C 2 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O + H 2 SO 4 (1-6) (Perry, 1997) 3. Natrium Hidroksida a. Sifat fisik Rumus Molekul Fase Titik didih Panas pembentukan (25 o C) : NaOH : cair : 170 o C : -102,02 kkal/mol Densitas (25 o C) : 1400 kg/m 3 Konduktivitas panas : 0,881 Btu/j ft 2 o F b. Sifat Kimia (Perry,2005) 1. Dengan asam membentuk garam dan air H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O (1-7) 2. Dengan etanol akan menghasilkan natrium etanoat C 2 H 5 OH + NaOH NaOC 2 H 5 + H 2 O (1-8) Spesifikasi Produk Resin novolak a. Rumus molekul : (C 7 H 6 O) 8 Berat molekul Bentuk : 848 kg/mol : cair Bab 1 Pendahuluan

22 11 Kemurnian : 99% Impuritas Δ G 298 Δ H 298 : 1% C 6 H 5 OH dan H 2 O : 22,40 kj/mol : - 80 kj/mol (Kirk & Othmer, 1999) b. Sifat Kimia 1. Tahan terhadap zat kimia 2. Terurai terhadap asam kuat Tinjauan Proses secara Umum Pembentukan Resin Novolak dari fenol dan formaldehid merupakan reaksi polimerisasi fase cair. Reaksi tersebut merupakan reaksi polimerisasi kondensasi yaitu reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer fenol. Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Reaksi berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB), menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ) pada suhu 95 º C dan tekanan 3 atm Kegunaan Produk Resin novolak paling banyak digunakan untuk : o o o pelarut dalam industri cat, lem dan vernis. bahan tambahan dalam industri plastik. bahan perekat, khususnya untuk kayu lapis dan particle board. Bab 1 Pendahuluan

23 12 BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk a. Fenol Rumus molekul Berat molekul : C 6 H 5 OH : 94, 11 gr/grmol Titik lebur : ºC Titik didih : 182 ºC Densitas : 1,07 kg/l Tekanan uap : 0,35 mm Hg pada 20 ºC Titik nyala : 79 ºC Kenampakan Kemurnian Impuritas Fase : tidak berwarna, berbau : 89% C 6 H 5 OH : 11% H 2 O : Cair (Shenyang Xin Guang Chemical Factory) b. Formaldehid Rumus molekul Berat molekul : CH 2 O : 30,03 gr/grmol ph : 2,8 4,0 Densitas : 1,081 1,085 Titik lebur : -118 ºC Bab II Deskripsi proses 12

24 13 Titik didih : -19,5 ºC Titik nyala : 60 ºC Kenampakan Kemurnian Impuritas Fase : tidak berwarna, berbau menyengat : 99% CH 2 O : 1% H 2 O : Cair (Jinan Shijitongda Chemical) c. Asam Sulfat ( sebagai katalis ) Rumus molekul : H 2 SO 4 Berat molekul Kenampakan : 98,08 gr/grmol : jernih kekuningan Kemurnian : 98% H 2 SO 4 Impuritas Fase : 2% H 2 O : Cair Spesifik gravity : 1,4812 (Aneka Kimia Inti) d. Natrium Hidroksida Rumus molekul Berat molekul Fase : NaOH teknis : 40,01 gr/grmol : Padat (Delphia Prima Jaya) Bab II Deskripsi proses

25 14 e. Resin Novolak Rumus molekul Berat molekul : ( C 7 H 6 O) n : gr/grmol Spesifik gravity : 1,041 Komposisi kandungan produk Novolak Resin : Kemurnian : 99% Impuritas Fase : 1% C 6 H 5 OH dan H 2 O : Cair 2.2. Konsep Proses Dasar Reaksi Pembuatan resin novolak (C 7 H 6 O)n merupakan reaksi antara phenol dan formaldehid dengan reaksi polimerisasi yang dapat digambarkan sebagai berikut : H 2SO 4 C 6 H 5 OH + CH 2 O 1/8 (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (2-1) 95 º C, 3 atm Reaksi berlangsung dalam fase cair cair, oleh karena itu reaktor yang dipilih adalah reaktor alir tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis sehingga untuk mempertahankan suhu reaktor digunakan pendingin. (Kirk & Othmer, 1999) Bab II Deskripsi proses

26 Kondisi Operasi Reaksi pembuatan Resin Novolak ini berlangsung pada kondisi operasi: Temperatur Tekanan Fase Sifat reaksi Katalis : 95 º C : 3 atm : cair cair : reaksi searah kekanan, eksotermis : H 2 SO 4 0,1% berat fenol (Kirk & Othmer, 1999) Mekanisme Reaksi Reaksi pembuatan Resin Novolak dari fenol dan formaldehid dengan katalis asam sulfat merupakan reaksi polimerisasi. Mekanisme reaksinya adalah : 1. Protonasi dari formaldehid O C H + cepat CH 2 -O + H H H 2. Substitusi aromatik elektrofilik Novolak dengan posisi orto dan para OH OH H + CH 2 -OH 2 CH 2 - OH + and + H 2 O CH 2 -OH 2 OH Bab II Deskripsi proses

27 16 Hasil dari posisi orto dan posisi para adalah : OH OH CH 2 OH CH 2 CH 2 CH 2 OH Novolak CH 2 OH (Stevens, 2001) Tinjauan Kinetika Ditinjau dari kinetika reaksi antara fenol dengan formaldehid termasuk reaksi orde 2, searah (irreversibel). Reaksi : CH 2 O + C 6 H 5 OH 4 H 2SO 1/8 ( C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (2-2) Dengan perbandingan mol umpan formaldehid terhadap fenol adalah 8 : 10, maka didapatkan berat molekul rata rata untuk resin novolak adalah 850 kg/kmol. Bab II Deskripsi proses

28 17 Tabel 2.1 Efek rasio reaktan terhadap berat molekul polimer Mol fomaldehid/10 Berat molekul mol fenol rata-rata Jenis resin Dihidroksidifenilmetana Novolak Novolak Novolak Novolak Novolak Novolak Novolak Novolak 12 - Resit (Stevens, 2001) Penentuan jumlah monomer, derajad polimerisasi ( DP ): DP = BM BM rerata gugus monomer (2-3) = 850kg / kmol 106,118kg / kmol DP = 8,009 Jadi untuk membentuk polimer dengan berat molekul 850 kg/kgmol diperlukan 8,009 grek C 6 H 5 OH. Persamaan derajad polimerisasi: DP = 8,009 = 1 r 1 r 2. p. r 1 0,8 1 0,8 (2 p 0,8) (2-4) p = 0,9845 terhadap formaldehid Bab II Deskripsi proses

29 18 Keterangan: DP r p : derajad polimerisasi : rasio formaldehid dan fenol : konversi (Stevens, 2001) Didapat harga konversi dari formaldehid ( x A ) adalah 98,45%. Perhitungan konstanta kecepatan reaksi: A + P N + W Perrsamaan kecepatan reaksi untuk orde 2 : ( -r A ) = k1.c A.C P (2-5) (Levenspiel,hal 103) = V/Fv = C AO ( r. x A ) A (2-6) Apabila C A = C A O ( 1- x A ) Cp = Cpo - (CAO x A ) dan C N = C W = CA O.x A Dalam ini : C AO = konsentrasi formaldehid mula- mula ( Kmol/L ) Cpo = konsentrasi fenol mula mula ( Kmol/L ) = waktu tinggal (Jam) V = volume reaktor ( L ) Fv = laju alir ( kmol/jam ) x A = konversi formaldehid Bab II Deskripsi proses

30 19 Persamaaan kinetika reaksi : -r A = k C A C P -r A = kecepatan reaksi k = konstanta kecepatan reaksi = 2, L/mol.detik = 1,3768 L/mol.menit (Martin, 1956) jika, C A = C A o (1 x A ) C P = C Po C Ao.x At C Ao = 5,415 C Po = 6,768 Kmol L Kmol L x A = 98,45% M = C C PO AO = 6,768 5,415 = 1,25 Maka, -r A = k [C Ao (1 x A )] [C Po C Ao x A ] (2-7) = k C 2 C PO Ao (1 x A ) ( xa ) C AO = k C Ao 2 (1 x A ) (1,25 x A ) Steady state, F AO = V O.C AO Bab II Deskripsi proses

31 20 V τ = Vo F AO. x A = (-r A ).V V xa = Fao ( ra) V Vo. Cao = xa ( ra) CAo = xa ( ra) τ = k. C AO CAO. xa ^2.(1 xa).( M xa) (2-8) τ = 5,415 98,45% 1,377 5,415 (1 98,45%) (1,25 98,45%) τ = 32,0904 menit τ = 0,535 jam Tinjauan Termodinamika Perhitungan harga tetapan konstanta kesetimbangan (K) dapat ditinjau dari persamaan : G = -RT ln K Dengan : G R K : tenaga Gibbs standart (KJ/mol) : tetapan gas ideal : konstanta kesetimbangan (J Smith Vannes,1985) CH 2 O + C 6 H 5 OH 4 H commit SO 2 1/8 to user (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (2-9) Bab II Deskripsi proses

32 21 Data energi Gibbs Δ G 298 : Fenol Formaldehid Novolak Resin Air -32,89 kj/mol -109,91 kj/mol 22,40 kj/mol -228,60 kj/mol (Yaws,1999) G f = G f produk - G f reaktan = (22,40 + (-228,60)) ((-32,89) + (-109,91)) kj/mol = -63,40 kj/mol = j/mol Gf = - RT ln K j/mol = - 8,314 J/mol. K x 298 K x ln K ln K = 25,5896 K = 1,2984 x Phenol -96,36 kj/mol Formaldehid Novolak Resin Air -115,90 kj/mol -36,80 kj/mol -241,80 kj/mol (Yaws, 1999) Bab II Deskripsi proses

33 22 Maka panas pembentukan standar (Δ H 298 ) : Δ H r = Δ H produk - Δ H reaktan (2-10) = (-36,80 + (-241,80)) ((-96,36) + (-115,90)) = -66,34 KJ/mol = J/mol Tanda negatif berarti, reaksi tersebut bersifat eksotermis. Besarnya konstanta kesetimbangan reaksi dapat dicari dengan rumus : Dari Smith Van Ness Equation (15.17) K ln K H R 1 x Tr T (2-11) dengan : K 368 K 298 T r R = Konstanta kesetimbangan pada suhu 368 K = Konstanta kesetimbangan pada suhu 298 K = Suhu reaksi, 368 K = Tetapan gas ideal = 8,314 kj/mol.k H 298K = Panas reaksi standar pada 298 K (Smith & VanNess,1985) K 368 ln 11 1,2984x10 K 368 ln 11 1,2984x j / mol 1 1 = 8,314 j / molk = -5,0933 K 368 1,2984x10 11 = 6,1377 x 10-3 K 368 = 7,9692 x commit 10 8 to user Bab II Deskripsi proses

34 23 Karena harga konstanta kesetimbangan sangat besar maka reaksi termasuk irreversible ke kanan. 2.3 Diagram alir kualitatif Dapat dilihat pada gambar Diagram alir kuantitatif Dapat dilihat pada gambar Diagram alir proses Dapat dilihat pada gambar Langkah proses Proses pembuatan Resin Novolak dari bahan baku fenol dan formaldehid dapat dibagi dalam 3 tahap, yaitu : a. Tahap penyiapan bahan baku Formaldehid dengan kemurnian 99% dan fenol dengan kemurnian 89% serta H 2 SO 4 dari tangki penyimpanan dialirkan menuju ke reaktor dan disaat yang bersamaan melarutkan NaOH padat dengan air dalam Mixer (M-01). b. Tahap Reaksi Dalam Reaktor Reaksi antara fenol dan formaldehid merupakan reaksi orde 2 yang bersifat eksotermis yang terjadi dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB), menggunakan katalis asam sulfat. Larutan umpan reaktor terdiri dari larutan fresh feed fenol, larutan formaldehid, dan larutan asam sulfat (sebagai katalis) serta Bab II Deskripsi proses

35 24 larutan recycle dari produk atas Menara Destilasi 1 (MD-01) dan Menara Destilasi 2 (MD-02) Larutan produk reaktor dengan suhu 95 º C, 3 atm kemudian dilakukan proses netralisasi asam sulfat (H 2 SO 4 ) dengan menggunakan larutan natrium hidroksida (NaOH) 40% dari Mixer (M-01) kedalam tangki Netraliser (N-01). c. Tahap Pemurnian Hasil Produk Netraliser (N-01) kemudian dialirkan ke Dekanter (D- 01) untuk mendapatkan Resin Novolak sesuai dengan spesifikasi pasar, sedang produk yang lain dimurnikan kembali ke Menara Destilasi 1 (MD-01) kemudian produk bawah Menara Destilasi 1 (MD-01) dialirkan ke Menara Destilasi 2 (MD-02) 2.7 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk : Resin Novolak 99% Kapasitas perancangan Waktu operasi selama 1 tahun Waktu operasi selama 1 hari : ton/tahun : 330 hari : 24 jam Bab II Deskripsi proses

36 Neraca Massa Neraca Massa Total Tabel 2.1 Neraca Massa Total Komponen kg/jam Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 7 Arus 9 Arus 15 CH 2 O 2.536,4519 H 2 O 25, ,4536 0, , ,2590 0,6486 C 6 H 5 OH 8.029, ,3025 H 2 SO 4 10,5202 C 7 H 6 O 8.962,1293 Na 2 SO 4 15,2436 NaOH 8,5880 jumlah 2.562, , , , , ,0804 Total ,5830 kg/jam ,5830 kg/jam Neraca Massa Tiap Alat a. Neraca massa di Reaktor Tabel 2.2 Neraca Massa di sekitar Reaktor Masuk Keluar Komponen Arus 1,2,3 Recycle MD 1(arus 11), Recycle MD 2(arus13) Arus 4 kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam CH 2 O 84, ,4519 1, ,9340 1, ,9340 C 6 H 5 OH 85, , , , , ,2954 H 2 O 56, , , , , ,9429 H 2 SO 4 0, , ,0000 0,0000 0, ,5202 C 7 H 6 O 0,0000 0,0000 0,0000 0, , ,1302 Jumlah 226, , , , , ,8228 Total ,8228 kg/jam ,8228 kg/jam Bab II Deskripsi proses

37 26 b. Neraca massa di Mixer Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Mixer Masuk Keluar Komponen Arus 5+6 (kg/jam) Arus 7 (kg/jam) NaOH 0,6235 8,5880 H2O 20, ,8819 Total 21, ,4699 c. Neraca massa di netralizer Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Netralizer Masuk Keluar Komponen arus 4 + arus 7 arus 8 kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam CH 2 O 1, ,9340 1, ,9340 H 2 O 156, , , ,6894 C 6 H 5 OH 22, , , ,2954 H 2 SO 4 0, ,5202 0,0000 0,0000 C 7 H 6 O 10, , , ,1302 Na 2 SO 4 0,0000 0,0000 0, ,2436 NaOH 0,2150 8,5880 0,0000 0,0000 Jumlah 191, , , ,29264 d. Neraca massa di Dekanter Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Dekanter Masuk Keluar Komponen arus 8 arus 9 arus 10 kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam CH 2 O 1, ,9340 0,0000 0,0000 1, ,9340 H 2 O 156, , , , , ,4304 C 6 H 5 OH 22, ,2954 0,0000 0, , ,2954 H 2 SO 4 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 C 7 H 6 O 10, ,1302 0,0000 0, , ,1302 Na 2 SO 4 0, ,2436 0, ,2436 0,0000 0,0000 NaOH 0,0000 0,0000 0,0000 0, ,0000 0,0000 Jumlah 191, ,2926 commit 142,1217 to user 2571, , ,7900 Total 13976,2926 kg/jam 13976,2926 kg/jam Bab II Deskripsi proses

38 27 d. Neraca massa di menara destilasi 1 Tabel 2.6 Neraca Massa di sekitar Menara Destilasi-01 Masuk Keluar Komponen Arus 10 Arus 11 Arus 12 kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam CH 2 O 1, ,9340 1, ,9340 0,0000 0,000 H 2 O 14, , , ,4589 0, ,9715 C 6 H 5 OH 22, ,2954 0, , , ,5636 C 7 H 6 O 10, , ,0000 0, , ,1302 Jumlah 49, , , , , ,6653 Total ,7900 kg/jam ,7900 kg/jam e. Neraca massa di menara destilasi 2 Tabel 2.7 Neraca Massa di sekitar Menara Destilasi-02 Masuk Keluar Komponen Arus 12 Arus 13 Arus 14 kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam H 2 O 0, ,9715 0, ,3229 0,0360 0,6486 C 6 H 5 OH 21, , , ,2611 0, ,3025 C 7 H 6 O 10, ,1302 0,0000 0, , ,1293 Jumlah 33, , , , , ,0804 Total ,6653 kg/jam ,6653 kg/jam Neraca Panas Tabel 2.8 Kapasitas panas (kj/kmol) Cp=A+BT+CT 2 +DT 3 Komponen A B C D CH 2 O 1-0,005 4,0E-03 1,0E-05 H 2 O 92,053-0,040-2,1E-04 5,3E-07 C 6 H 5 OH 38,622 0,001-2,5E-03 2,3E-06 H 2 SO 4 26,004 0,703-1,4E-03 1,0E-06 C 7 H 6 O 26,00 0,70-0, ,0342E-06 Na 2 SO 4 233,515-0,0095-3,4665E-05 1,5771E-08 NaOH 87,639commit -4,8368E-04 to user -4,5423E-06 1,1863E-09 Bab II Deskripsi proses

39 Neraca Panas Tiap Alat a. Neraca panas di reaktor Tabel 2.9 Neraca Panas di sekitar Reaktor Keterangan Input (kj/jam) Output (kj/jam) Panas yang dibawa umpan ,8185 Panas yang dibawa produk ,4056 Panas reaksi ,4475 Panas diserap pendingin , , ,6290 b. Neraca panas di Mixer Tabel 2.10 Neraca Panas di sekitar Mixer Keterangan Input (kj/jam) Output (kj/jam) Panas yang dibawa umpan ,1499 Panas yang dibawa produk 363,6829 Panas reaksi 26,4356 Panas diserap pendingin , , ,7142 c. Neraca panas di Netralizer Tabel 2.11 Neraca Panas di sekitar Netralizer Keterangan Input (kj/jam) Output (kj/jam) Panas yang dibawa umpan ,1273 Panas yang dibawa produk ,3081 Panas reaksi ,9365 Panas diserap pendingin total , ,0638 Bab II Deskripsi proses

40 29 d. Neraca panas di Dekanter Tabel 2.12 Neraca Panas di sekitar Dekanter Keterangan Input (kj/jam) Output (kj/jam) Panas yang dibawa umpan ,5043 Panas pelarut 0,1234 Panas yang dibawa produk ,5043 Panas yang ditambahkan 0, , ,3809 e. Neraca panas di Menara Destilasi 1 Tabel 2.13 Neraca Panas di sekitar Menara Destilasi 1 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) panas yang dibawa umpan ,5718 panas pada reboiler ,2848 panas yang dibawa destilat ,2992 panas yang dibawa bottom ,6248 panas pada kondensor ,7889 jumlah , ,7129 f. Neraca panas di Menara Destilasi 2 Tabel 2.14 Neraca Panas di sekitar Menara Destilasi 2 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) panas yang dibawa umpan ,1485 panas pada reboiler ,2422 panas yang dibawa destilat ,0500 panas yang dibawa bottom ,1098 panas pada kondensor ,3310 jumlah , ,3908 Bab II Deskripsi proses

41 30 Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif Bab II Deskripsi proses

42 31 Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif Bab II Deskripsi proses

43 32 Bab II Deskripsi proses

44 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 resin novolak ini merupakan pengembangan, sehingga penentuan lay out 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 outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor. 5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan. (Vilbrant, 1959) Bab II Deskripsi proses

45 34 Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu : 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) Bab II Deskripsi proses

46 Lay Out Peralatan Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik resin novolak, 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 tempattempat 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. Bab II Deskripsi proses

47 36 5. Pertimbangan ekonomi Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. 6. Jarak antar alat proses Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan. (Vilbrant, 1959) Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : - Kelancaran proses produksi dapat terjamin - Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia - Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja Bab II Deskripsi proses

48 37 Gambar 2.4 Lay out Pabrik Bab II Deskripsi proses

49 38 Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Keterangan : T-01 : Tangki Formaldehid T-02 : Tangki Fenol T-03 : Tangki Asam Sulfat N D Md 1 : Netraliser : Dekanter : Menara Destilasi I T-04 : Tangki NaOH Md 1I : Menara Destilasi II R M : Reaktor : Mixer T-05 : Tangki Resin Novolak Bab II Deskripsi proses

50 39 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Reaktor Kode : R-01 Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi antara reaktan fenol dan formaldehid yang menghasilkan produk Resin Novolak dengan hasil samping berupa air. Tipe : RATB ( Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ) Jumlah : 1 Volume : 8,4890 m 3 Kondisi Operasi : T = 95 º C P = 3 atm Waktu Tinggal Material Diameter Tinggi Tebal shell Jenis head Tebal head Tinggi head Tinggi Total : 0,535 jam : Low-alloy steel SA-204 grade C : 2,349 m : 2,349 m : 0,0095 m : elliptical dished head : 0,0098 m : 0,493 m : 3,336 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses 39

51 40 Pendingin Tipe : jaket Bahan Pendingin : air sungai Lebar jaket : 0,178 m Diameter jaket : 2,527 m Tinggi jaket : 1,945 m Pengaduk Jenis : Flat Blade Turbine dengan baffle Jumlah : 1 buah Diameter : 0,783 m Kecepatan putar : 75 rpm Motor : 5 hp 3.2. MIXER Kode : M-01 Fungsi : Membuat larutan NaOH 40% Tipe : Tangki berpengaduk Kondisi opersi Tekanan Suhu Waktu tinggal :1 atm : 30 º C : 0,5 jam Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

52 41 Spesifikasi Diameter Tinggi : 0,2146 m : 0,3016 m Volume : 0,0094 m 3 Tebal shell Jenis head Tebal head : 0,0048 m : Bottom torispherical dished head : 0,0035 m Material :Stainless stell SA 333 Grade 3 Pengaduk Jenis : Turbin dengan 6 blade Jumlah : 1 buah Diameter : 0,0715 m Kecepatan putar : 804,5113 rpm Motor : 0,75 hp 3.3. NETRALISER Kode : N-01 Fungsi : Sebagai tempat menetralkan H 2 SO 4 produk dari reaktor Tipe Kondisi opersi Tekanan : Tangki berpengaduk :1 atm Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

53 42 Suhu Waktu tinggal : 70 º C : 0,5 jam Spesifikasi Diameter Tinggi : 2,219 m : 3,265 m Volume : 7,1477 m 3 Tebal shell Jenis head Tebal head Material : 0,0048 m : Torisperical dished head : 0,0064 m :Carbon stell SA 283 Grade C Pendingin Tipe : jaket Bahan Pendingin : air sungai Lebar jaket : 0,1778 m Diameter jaket : 2,3963 m Tinggi jaket : 1,569 m Pengaduk Jenis : Flat Blade Turbine dengan baffle Jumlah : 1 buah Diameter : 0,7395 m Kecepatan putar : 81 rpm Motor : 150 commit hp to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

54 DEKANTER Kode : D-01 Fungsi : Sebagai tempat pemisahan produk (Resin Novolak) dengan Na 2 SO 4 dan air Tipe : Horisontal drum Kondisi opersi Suhu Tekanan Waktu tinggal : 70 º C :1 atm : 0,798 menit Spesifikasi Diameter Panjang : 1,535 m : 4,606 m Volume : 7,589 m 3 Tebal shell Jenis head Tebal head : 0,0048 m : Torisperical dished head : 0,0048 m Material : Carbon stell SA 283 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

55 Menara Destilasi-01 Kode Fungsi : MD-01 : Memisahkan produk dari impuritas yang tidak menguntungkan Tipe Material P : Sieve plate tower : Carbon Steel SA 283 garde C : 1 atm Kondisi operasi Puncak : T = 117,15 º C Umpan : T = 169,35 C Bawah : T = 174,49 º C Shell /Kolom Diameter : 1,19 m Tinggi total : 11,95 m Tebal shell atas : 0,0047 m Tebal shell bawah : 0,0084 m Head Tipe : Torispherical head Tebal head atas : 0,0047 m Tebal head bawah: 0,0047 m Plate Tipe : Sieve tray Jumlah plate : 11commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

56 45 Plate spacing : 0,45 m Plate umpan : diantara plate ke 5 dan ke 6 dari bawah 3.6. Menara Destilasi-02 Kode Fungsi : MD-02 : Memisahkan produk dari impuritas yang tidak menguntungkan Tipe Material P : Sieve plate tower : Carbon Steel SA 283 garde C : 1 atm Kondisi operasi Puncak : T = 161,65 º C Umpan : T = 180,83 C Bawah : T = 218,84 º C Shell /Kolom Diameter : 1,25 m Tinggi total : 26,19 m Tebal shell atas : 0,0047 m Tebal shell bawah : 0,0064 m Head Tipe : Torispherical head Tebal head atas : 0,0047 m Tebal head bawah: 0,0064 commit m to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

57 46 Plate Tipe : Sieve tray Jumlah plate : 38 Plate spacing : 0,5 m Plate umpan : diantara plate ke 5 dan ke 6 dari bawah 3.7. Reboiler-01 Kode : RB-01 Fungsi : Memanaskan produk bawah Menara Distilasi 01 Tipe Beban panas : Kettle boiler : ,11 Btu/jam Luas transfer panas : 3,045 m 2 Pipa dalam Fluida : hasil bawah Menara Distilasi Kapasitas : ,7 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 174,34 º C T out = 174,75 º C OD : 0,0605 m SN : 40 ID : 0,0221 m Panjang : 4,8768 m Jumlah tube : 16commit to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

58 47 Pipa luar Fluida : saturated steam Kapasitas : 1.383,16 lb/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade D Suhu : T in = 250 º C T out = 250 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0254 m SN : 40 ID : 0,0221 m Uc : 807,69 Btu/j.F.ft 2 Ud : 196,00 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0,00387 j.f.ft 2 /Btu : 0,003 j.f.ft 2 /Btu 3.8. Reboiler-02 Kode : RB-02 Fungsi : Memanaskan produk bawah Menara Distilasi 02 Tipe Beban panas : Kettle boiler : ,12 Btu/jam Luas transfer panas : 6,0924 m 2 Pipa dalam Fluida : hasil commit bawah to Menara user Distilasi Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

59 48 Kapasitas : ,6 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 174,34 º C T out = 205,39 º C OD : 0,0254 m SN : 40 ID : 0,0221 m Panjang : 4,8768 m Jumlah tube : 21 Pipa luar Fluida : saturated steam Kapasitas : 958,704 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade D Suhu : T in = 250 º C T out = 250 º C IPS : 0,0317 m OD : 0,4889 m SN : 40 ID : 0,3667 m Uc : 807,70 Btu/j.F.ft 2 Ud : 192 Btu/j.F.ft 2 Rd required : 0,00377 j.f.ft 2 /Btu Rd : 0,003 j.f.ft 2 /Btu Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

60 Kondensor-01 Kode : CD-01 Fungsi : Mengembunkan hasil atas menara distilasi 01 sebagai refluk Tipe Beban panas : Double Pipe Heat Exchanger : ,05 Btu/jam Luas transfer panas : 12,5198 m 2 Pipa dalam Fluida : air sungai Kapasitas : 2.611,72 kg/jam Suhu : T in = 35 º C T out = 45 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0605 m SN : 80 Pipa luar Fluida : produk atas Menara Distilasi Kapasitas : 812,506 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 116,74 º C T out = 50,17 º C IPS : 0,0762 m OD commit : 0,0889 to muser Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

61 50 SN : 40 Panjang hair pin : 0,096 m Jumlah hair pin : 46 Uc : 160,65 Btu/j.F.ft 2 Ud : 85 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0,12 j.f.ft 2 /Btu : 0,003 j.f.ft 2 /Btu Kondensor-02 Kode Fungsi : CD-02 : Mengembunkan hasil atas menara distilasi sebagai refluk Tipe Beban panas : Double Pipe Heat Exchanger : ,66 BTU/jam Luas transfer panas : 3,1643 m 2 Pipa dalam Fluida : air sungai Kapasitas : 1.088,62 kg/jam Suhu : T in = 35 º C T out = 70 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0604 m SN commit : 40 to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

62 51 Pipa luar Fluida : produk atas Menara Distilasi Kapasitas : 812,506 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 184,95 º C T out = 176,18 º C IPS : 0,0762 m OD : 0,0889 m SN : 40 Panjang hair pin : 6,096 m Jumlah hair pin : 46 Uc : ,01 Btu/j.F.ft 2 Ud : 85,00 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0,003 j.f.ft 2 /Btu : 0,395 j.f.ft 2 /Btu Accumulator 01 Kode : ACC-01 Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-01 Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head Jumlah : 1 buah Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

63 52 Volume : 0,0386 m 3 Bahan : Alloysteel SA 240 Grade C Kondisi : Tekanan : 0,99 atm Suhu : 50,17 C Dimensi Diameter tangki : 0,251 m Panjang tangki : 0,754 m Tebal shell : 3 / 16 in = 0,0048 m Dimensi head Tebal head : 3 / 16 in = 0,0048 m Panjang head : 0,093 m Accumulator 02 Kode : ACC-02 Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-02 Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head Jumlah : 1 buah Volume : 0,2012 m 3 Bahan : Alloysteel SA 240 Grade C Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

64 53 Kondisi : Tekanan : 0,75 atm Suhu : 162,79 C Dimensi Diameter tangki : 0,436 m Panjang tangki : 1,307 m Tebal shell : 3 / 16 in = 0,0048 m Dimensi head Tebal head : 3 / 16 in = 0,0048 m Panjang head : 0,1122 m Heat Exchanger-01 Kode Fungsi Tipe Jumlah Beban panas : HE-01 : Memanaskan produk keluaran D-01 ke MD-01 : Double pipe heat exchanger : 1 buah : ,0497 kj/jam Luas transfer panas : 5,5474 m 2 Pipa dalam Fluida : fluida panas Kapasitas : 1.545,4633 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 232 º C Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

65 54 T out = 232 º C IPS : 0,0762 m OD : 0,0889 m SN : 40 ID : 0,0779 m Panjang hair pin : 3,6576 m Jumlah hair pin : 4 Pipa luar Fluida : fluida dingin Kapasitas : ,7900 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade D Suhu : T in = 95 º C T out = 169 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0604 m SN : 40 ID : 0,0525 m Uc Ud Rd required Rd : 1240,21 BTU / hr. Ft 2. F : 209,76 BTU / hr. Ft 2. F : 0,003 hr. ft 2. F / BTU : 0,004 hr. ft 2. F / BTU Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

66 Heat Exchanger-02 Kode Fungsi Tipe Jumlah Beban panas : HE-02 : Memanaskan produk keluaran MD-01 ke MD-02 : Double pipe heat exchanger : 1 buah : ,95 kj/jam Luas transfer panas : 5,5472 m 2 Pipa dalam Fluida : fluida panas Kapasitas : 849,692 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade C Suhu : T in = 232 º C T out = 232 º C IPS : 0,0762 m OD : 0,0889 m SN : 40 ID : 0,0779 m Panjang hair pin: 3,6576 m Jumlah hair pin : 4 Pipa luar Fluida : fluida dingin Kapasitas : ,6 kg/jam Material : Carbon commit Steel to user SA 283 grade D Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

67 56 Suhu : T in = 174,75 º C T out = 180,83 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0604 m SN : 40 ID : 0,0525 m Uc Ud : 1181,71 BTU / hr. Ft 2. F : 248,25 BTU / hr. Ft 2. F Rd required : 0,003 hr. ft 2. F / BTU Rd : 0,0032 hr. ft 2. F / BTU Heat Exchanger-03 Kode Fungsi : HE-03 : Mendinginkan produk keluaran MD-02 ke tangki Novolak Tipe Jumlah Beban panas : Double pipe heat exchanger : 1 buah : ,83 Btu/jam Luas transfer panas : 1,3870 m 2 Pipa dalam Fluida : air sungai Kapasitas : 2.012,46 kg/jam Material : Carbon commit Steel to user SA 283 grade C Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

68 57 Suhu : T in = 30 º C T out = 40 º C IPS : 0,0762 m OD : 0,0889 m SN : 40 ID : 0,0779 m Panjang hair pin: 3,6576 m Jumlah hair pin : 1 Pipa luar Fluida : produk MD-02 Kapasitas : 378,786 kg/jam Material : Carbon Steel SA 283 grade D Suhu : T in = 205,39 º C T out = 35 º C IPS : 0,0508 m OD : 0,0602 m SN : 40 ID : 0,0525 m Uc Ud : 127,41 BTU / hr. Ft 2. F : 66,01 BTU / hr. Ft 2. F Rd required : 0,003 hr. ft 2. F / BTU Rd : 0,003 hr. ft 2. F / BTU Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

69 Tangki Formaldehid Kode : T-01 Fungsi Tipe Kondisi operasi : Menyimpan formaldehid fase cair selama 1 bulan : Tangki silinder horizontal : T = 30 º C P = 3,1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 2.664,60 m 3 Diameter Panjang Tebal shell Tebal head : 8,91 m : 53,46 m : 0,0160 m : 0,0095 m Tangki Fenol Kode : T-02 Fungsi Tipe : Menyimpan fenol fase cair selama 1 bulan : Tangki silinder tegak dengan dasar datar (flat bottom) dan bagian atas berbentuk kerucut (conical) Kondisi operasi : T = 30 º C P = 1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 9.271,3 m 3 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

70 59 Diameter Tinggi : 30,48 m : 12,8016 m Tebal shell : course 1 = 0,0571 m course 2 = 0,0539 m course 3 = 0,0476 m course 4 = 0,0444 m course 5 = 0,0413 m course 6 = 0,0381 m course 7 = 0,0317 m Tebal head : 0,0286 m Tinggi head Tinggi total : 5,5471 m : 18,3487 m Tangki Asam Sulfat Kode : T-03 Fungsi Tipe : Menyimpan asam sulfat selama 1 bulan : Tangki silinder tegak dengan dasar datar ( falt bottom ) dan bagian atas berbentuk kerucut ( conical ) Jumlah Kondisi operasi : 1 buah : T = 30 º C P = 1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 5,1395 commit m 3 to user Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

71 60 Diameter Tinggi : 6,096 m : 1,8288 m Tebal shell : Course 1 = 0,0095 m Tebal head Tinggi head Tinggi total : 0,0286 m : 1,109 m : 2,9383 m Tangki NaOH Kode : T-04 Fungsi Tipe : Menyimpan NaOH fase cair selama 1 bulan : Tangki silinder tegak dengan dasar datar (flat bottom) dan bagian atas berbentuk kerucut (conical) Kondisi operasi : T = 30 º C P = 1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 6,1147 m 3 Diameter Tinggi : 6,096 m : 1,8288 m Tebal shell : course 1 = 0,0111 m Tebal head : 0,0286 m Tinggi head : 1,1095 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

72 61 Tinggi total : 2,9383 m Tangki Resin Novolak Kode : T-05 Fungsi Tipe : Menyimpan resin novolak selama 1 bulan : Tangki silinder tegak dengan dasar datar (flat bottom) dan bagian atas berbentuk kerucut (conical) Kondisi operasi : T = 35 º C P = 1 atm Material : Carbon steel SA-283 grade C Kapasitas : 7.573,19 m 3 Diameter Tinggi : 36,576 m : 7,3152 m Tebal shell : course 1 = 0,0572 m course 2 = 0,0476 m course 3 = 0,0444 m course 4 = 0,0381 m Tebal head : 0,0286 m Tinggi head Tinggi total : 6,6562 m : 13,9714 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

73 Pompa 1 Kode : P-01 Fungsi Tipe : Mengalirkan fenol ke reaktor : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 104,05 Tenaga pompa : 1 Hp Tenaga motor : 2 Hp NPSH required NPSH available : 2,6758 m : 3,2696 m Pipa Nominal = 0,0889 m SN = 40 OD pipa = 0,1016 m ID pipa = 0,0901 m A inside = 0,0064 m Pompa 2 Kode : P-02 Fungsi Tipe : Mengalirkan H 2 SO 4 ke reaktor : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 0,086 Tenaga pompa : 0,05 Hp Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

74 63 Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,05 Hp : 0,0235 m : 3,7469 m Pipa Nominal = 0,0064 m SN = 40 OD pipa = 0,0137 m ID pipa = 0,0092 m A inside = 0,0007 ft Pompa 3 Kode : P-03 Fungsi : Mengalirkan NaOH padat ke T-04 ke M-01 Tipe : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 0,232 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,05 Hp : 0,05 Hp : 0,0457 m : 0,8778 m Pipa Nominal = 0,25 in SN = 40 OD pipa = 0,0137 m ID pipa = 0,0092 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

75 64 A inside = 0,0007 ft Pompa 4 Kode : P-04 Fungsi Tipe : Mengalirkan NaOH 40% dari M-01 ke netralizer : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 0,1419 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,05 Hp : 0,05 Hp : 0,0329 m : 2,1171 m Pipa Nominal = 0,25 in SN = 40 OD pipa = 0,0137 m ID pipa = 0,0092 m A inside = 0,0007 ft Pompa 5 Kode : P-05 Fungsi Tipe : Mengalirkan produk dari nrtralizer ke dekanter : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 149,9662 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

76 65 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 5 Hp : 5 Hp : 3,4137 m : 3,5022 m Pipa Nominal = 0,1016 m SN = 40 OD pipa = 0,1143 m ID pipa = 0,1023 m A inside = 0,0082 m Pompa 6 Kode : P-06 Fungsi : Mengalirkan produk bawah dekanter ke bak penampung Tipe : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 30,2807 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,5 Hp : 0,75 Hp : 1,1750 m : 1,3128 m Pipa Nominal = 0,0508 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

77 66 SN = 40 OD pipa = 0,0603 m ID pipa = 0,0525 m A inside = 0,0021 m Pompa 7 Kode : P-07 Fungsi Tipe : Mengalirkan produk dari dekanter ke MD-01 : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 122,4607 Tenaga pompa : 0,33 Hp Tenaga motor : 0,5 Hp NPSH required NPSH available : 2,9828 m : 4,9402 m Pipa Nominal = 0,0889 m SN = 40 OD pipa = 0,1016 m ID pipa = 0,0901 m A inside = 0,0064 m Pompa 8 Kode : P-08 Fungsi : Mengalirkan hasil atas MD-01 ke reaktor Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

78 67 Tipe : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 3,9482 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 1,12 Hp : 1,87 Hp : 0,3021 m : 7,4950 m Pipa Nominal = 0,0191 m SN = 40 OD pipa = 0,0267 m ID pipa = 0,0209 m A inside = 0,0003 m Pompa 9 Kode : P-09 Fungsi Tipe : Mengalirkan produk MD-01 ke MD-02 : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 118,5124 Tenaga pompa : 1,5 Hp Tenaga motor : 1,5 Hp NPSH required NPSH available : 2,9185 m : 20,6883 m Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

79 68 Pipa Nominal = 0,0889 m SN = 40 OD pipa = 0,1016 m ID pipa = 0,0901 m A inside = 0,0064 m Pompa 10 Kode : P-10 Fungsi Tipe : Mengalirkan hasil atas MD-02 ke reaktor : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 21,2973 Tenaga pompa : 20 Hp Tenaga motor : 25 Hp NPSH required NPSH available : 0,9293 m : 21,8112 m Pipa Nominal = 0,0508 m SN = 40 OD pipa = 0,0603 m ID pipa = 0,0525 m A inside = 0,0021 m 2 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

80 Pompa 11 Kode : P-11 Fungsi : Mengalirkan hasil bawah MD-02 ka tangki Novolak Tipe : sentrifugal Jumlah : 1 Kapasitas (gpm) : 100,9042 Tenaga pompa : 1,5 Hp Tenaga motor : 3 Hp NPSH required NPSH available : 2,6216 m : 2,6694 m Pipa Nominal = 0,0889 m SN = 40 OD pipa = 0,1016 m ID pipa = 0,0901 m A inside = 0,0064 m 2 Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

81 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 70 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau utilitas merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik Resin Novolak meliputi unit penyediaan dan pengolahan air, unit penyediaan steam dan bahan bakar, unit penyediaan udara instrument, unit pembangkit dan pendistribusian listrik dan unit pengolahan limbah Unit Penyediaan dan Pengolahan Air Dalam perencanaan pabrik Resin Novolak ini, sumber air yang digunakan berasal dari air sungai Bengawan Solo, Jawa Tengah. Pertimbangan penggunaan air sungai sebagai sumber untuk mendapatkan air karena air sungai adalah sumber air yang kontinuitasnya relatif tinggi, sehingga kendala kekurangan air dapat dihindari, pengolahan air sungai relatif lebih mudah, sederhana, dan biaya pengolahan relatif murah dibandingkan dengan proses pengolahan air laut (lebih rumit dan biaya pengolahannya lebih besar). Unit penyediaan dan pengolahan air berfungsi untuk penyediaan dan pengolahan air meliputi air pendingin, air proses, air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi Air Pendingin dan Air Proses Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai pendingin adalah partikel-partikel yang terdapat dalam air sungai yang dapat Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 70

82 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 71 menyebabkan fouling pada alat-alat proses, kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak, sifat dari alat proses mengandung besi yang dapat menimbulkan korosi. Air yang digunakan pada suatu pabrik dapat digunakan setelah mengolah air terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. Tahapan-tahapan pengolahan air meliputi penyaringan, pengendapan secara fisis, pengendapan secara kimia, unit pengolahan air untuk perumahan dan perkantoran, serta unit pengolahan air untuk umpan boiler. Penyaringan air difungsikan untuk mencegah terikutnya kotoran berukuran besar yang masuk kedalan bak pengendapan awal. Pengendapan secara fisis dilakukan setelah penyaringan. Air dari sungai setelah disaring menggunakan filter kemudiaan dialirkan ke bak penampungan atau pengendapan awal. Level control system yang terdapat di bak penampung berfungsi untuk mengatur aliran masuk sehingga sesuai dengan keperluan pabrik. Dalam bak pengendapan awal kotoran-kotoran akan mengendap karena gaya berat. Waktu tinggal dalam bak ini berkisar 4-8 jam. Selanjutnya dilakukan pengendapan secara kimia. Kotorankotoran yang tersuspensi dalam air digumpalkan dan diendapkan dalam bak penggumpal dengan menambahkan bahan-bahan kimia, alumunium sulphat atau natrium karbonat. Dalam pembentukan koagulan waktu yang diperlukan antara 3-4 jam. Kotoran yang telah mengendap di blow down, sedangkan air yang keluar dari bagian atas dialirkan ke sand filter atau bak saringan pasir. Air dari tangki penyaring air ini digunakan langsung untuk make up air pendingin. Sedangkan air untuk perkantoran, pabrik dan air umpan boiler perlu diolah lebih dahulu. Air dari Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

83 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 72 unit pengolahan air untuk perumahan dan perkantoran digunakan untuk keperluan sehari-hari. Air dari tangki penyaring dialirkan ke tangki penampung. Selanjutnya air disuntikkan gas klorin dengan tujuan membunuh kuman sebelum ditampung dalam bak penampung air bersih dan dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari di kantor dan pabrik. Air proses digunakan sebagai media pengenceran dan filter untuk kebutuhan proses tetapi dalam proses Resin Novolak ini tidak ada penggunaan air proses. Sedangkan air pendingin digunakan sebagai fluida dingin pada heat exchanger dan cooling tower dapat dilihat dari tabel 4.1 Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin No. Kode Alat Kebutuhan (kg/jam) 1 CD ,16 2 CD ,67 3 HE ,46 4 jaket ,60 5 jaket ,54 6 CT 6.176,22 Total ,65 Diperkirakan air yang hilang sebesar 10% sehingga kebutuhan make-up air untuk pendingin adalah ,46 kg/jam. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

84 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Air Umpan Boiler Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah kandungan yang dapat menyebabkan korosi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut seperti O 2, CO 2, H 2 S, pembentukan kerak (scale forming) disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi dan kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) karena adanya zat-zat organik, anargonik, dan zat-zat yang tidak larut dalam jumlah besar, efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi. Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi: 1. Tahap pengolahan air sungai Air umpan boiler yang digunakan berasal dari air sungai dimana pengolahan awal yang dilakukan sama dengan pengolahan air sungai. 2. Kation Exchanger Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang terlarut dalam air lunak. Kemungkinan jenis kation yang ada adalah Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ dan Al 3+. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-butir resin penukar ion. 3. Anion Exchanger Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Kemungkinan jenis anion yang commit ada adalah to user HCO - 3, CO 2-3, Cl - dan SiO 2-3. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

85 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Deaerasi Unit deaerator berfungsi menghilangkan gas tersebut. Di dalam deaerator diinjeksikan bahan-bahan kimia, bahan tersebut adalah Hidrazin berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut (IV-1). Nitrogen sebagai hasil reaksi bersama-sama dengan gas lain seperti CO 2 dihilangkan melalui stripping dengan uap air bertekanan rendah. N 2 H 4 + O 2 2H 2 O + N 2 (IV-1) Larutan ammonia berfungsi mengontrol ph air yang keluar dari deaerator, ph-nya sekitar 8,5-9,5 keluar dari deaerator, ke dalam air umpan ketel kemudian diinjeksikan larutan fosfat (Na 3 PO 4 H 2 O) untuk pencegahan terbentuknya kerak silika dan kalsium pada steam drum dan tube boiler. Unit pendingin, air pendingin yang digunakan dalam proses sehari-hari berasal dari air pendingin yang telah digunakan dalam pabrik yang kemudian didinginkan pada cooling tower. Kehilangan air karena penguapan, terbawa tetesan oleh udara maupun dilakukannya blow down di cooling tower diganti dengan air yang disediakan oleh tangki penyaring air. Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat menimbulkan lumut. Masalah-masalah tersebut diatasi dengan cara menginjeksikan bahan-bahan kimia ke dalam air pendingin. Bahan kimia yang diinjeksikan berupa hidrazin berguna mencegah timbulnya kerak dan klorin berguna membunuh mikroorganisme. Skema gambar pengolahan air sungai terlihat pada gambar commit 4.1. to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

86 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 75 Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai Bengawan Solo Tabel 4.2 Kebutuhan Boiler No. Kode Alat Kebutuhan (kg/jam) 1 2 RB ,40 RB ,71 3 HE ,46 4 HE ,70 Total 3981,27 Diperkirakan steam yang hilang sebesar 20% sehingga kebutuhan make-up steam boiler adalah 796,25 kg/jam. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

87 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Syarat air sanitasi meliputi syarat fisik berupa suhu normal, warna jernih, tidak berasa dan tidak berbau, syarat kimia berupa tidak mengandung zat organik maupun anorganik, tidak beracun, serta syarat bakteriologi yaitu tidak mengandung bakteri, terutama bakteri pathogen. Tabel 4.3 Kebutuhun Air Konsumsi dan Sanitasi No. Keterangan Kebutuhan (kg/hari) 1 Air untuk karyawan kantor Air untuk laboratorium Bengkel Kantin Air untuk kebersihan, taman, dll Air Poliklinik 800 Total Total kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi adalah kg/hari atau 684,17 kg/jam. Kebutuhan total air sungai dapat dilihat pada tabel berikut : Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

88 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 77 Tabel 4.4 Kebutuhan Total Air Sungai Komponen kg/jam Jumlah kebutuhan m 3 /jam Air proses Make up air pendingin Air umpan boiler Air konsumsi dan sanitasi 12, , ,53 684,17 0,013 32,59 0, Total ,69 34,09 Jumlah kebutuhan air keseluruhan adalah ,69 kg/jam. Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air, diambil over design sebasar 20%. Maka Total Kebutuhan air sungai sebesar ,22 kg/jam. Tabel 4.5 Spesifikasi cooling tower Spesifikasi Keterangan Tipe Jumlah Inducted draft cooling tower 1 buah Cooling tower area 33,80 m 2 Daya motor fan 15 Hp Unit Pengadaan Steam Air yang digunakan sebagai media pemanas alat-alat proses seperti heat exchanger dan reboiler dicukupi oleh sebuah boiler. Jumlah steam yang dibutuhkan adalah 3.981,27 kg/jam. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

89 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 78 Tabel 4.6 Spesifikasi boiler Spesifikasi Tipe Jumlah Keterangan fire tube boiler 1 buah Heating surface 173,58 m 2 Rate of steam Tekanan setam 1.986,48 kg/jam 4,76 bar Suhu steam 150 ºC Bahan bakar Solar Efisiensi 80% Unit Pengadaan Tenaga Listrik Tenaga listrik digunkan sebagai penggerak instrumen, motor-motor yang terdapat pada alat proses dan alat-alat utilitas, penerangan, AC, kantor, dan rumah tangga. Total kebutuhan listrik adalah 580,81 kw. Jumlah kebutuhan listrik sebesar itu disuplai oleh PLN atau generator jika terjadi gangguan listrik dari PLN. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

90 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 79 Tabel 4.7 Spesifikasi generator Spesifikasi Tipe Jumlah Kapasitas Tegangan Keterangan AC generator 1 buah 1000 kw 220/380 V Efisiensi 80% Bahan bakar IDO Unit Penyediaan Bahan Bakar Unit pengolahan bahan bakar bertujuan memenuhi kebutuhan bahan bakar pada boiler dan generator. Bahan bakar yang digunakan adalah solar yang diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Kebutuhan bahan bakar boiler dan generator secara keseluruhan adalah 0,247 m 3 /jam Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan diperkirakan 35,75 m 3 /jam. Alat penyedia udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer berisi silika gel guna menyerap kandungan air. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

91 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 80 Tabel 4.8 Spesifikasi kompresor Spesifikasi Keterangan Kode C-01 Tipe Single stage reciprocating compressor Jumlah 1 Kapasitas 35,75 m 3 /jam Suhu udara 35ºC Daya penggerak 0,75 HP Efisiensi 80% Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dari pabrik resin novolak dapat diklasifikasi : 1. Buangan cair 2. Buangan padatan 3. Buangan gas Limbah cair Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik ini antara lain limbah buangan sanitasi, air berminyak dari mesin proses, dan air sisa proses. a. Unit Pengolahan Air Buangan dan Limbah Proses Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik dan air limbah proses dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan menggunakan lumpur aktif, aerasi dan desinfektan Calsium Hypoclorite. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

92 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 81 b. Air Berminyak dari Mesin Proses Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat lain. Pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak dibagian atas dialirkan ke penampungan minyak dan pengolahannya dengan pembakaran di dalam tungku pembakar, sedangkan air di bagian bawah dialirkan ke penampungan akhir, kemudian dibuang. c. Air Sisa Proses Limbah air sisa proses merupakan limbah cair yang dihasilkan dari kegiatan proses produksi, seperti air sisa regenerasi. Air sisa regenerasi dari unit penukar ion dan unit demineralisasi dinetralkan dalam kolam penetralan. Penetralan dilakukan dengan menggunakan larutan H 2 SO 4 jika ph buangannya lebih dari 7,0 dan dengan menggunakan larutan NaOH jika ph buangannya kurang dari 7,0. Air yang netral dialirkan ke kolam penampungan akhir bersama-sama dengan aliran air dari pengolahan yang lain dan blow down dari cooling tower Limbah Padatan Limbah padat yang dihasilkan berasal dari limbah domestik dan IPAL. Limbah domestik berupa sampah-sampah dari keperluan sehari-hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Limbah yang berasal dari IPAL ditimbun di dalam tanah yang dindingnya dilapisi dengan clay (tanah liat) agar bila limbah yang dipendam termasuk berbahaya tidak menyebar ke lingkungan sekitarnya. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

93 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Limbah gas Limbah gas berasal dari gas hasil pembakaran bahan bakar boiler berupa CO 2 dan N 2. Gas tersebut langsung dibuang ke udara bebas. 4.2 Laboratorium Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk memperoleh data data yang diperlukan. Data data tersebut digunakan untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian mutu. Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk. Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi. Laboratorium 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 Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

94 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 83 c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler dan lainlain yang berkaitan langsung dengan proses produksi Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi : 1. Laboratorium fisik dan analitik 2. Laboratorium penelitian dan pengembangan Laboratorium Fisik dan Analitik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat sifat bahan baku dan produk. 1. Analisa bahan baku Pengukuran komposisi menggunakan Gas chromatography 2. Analisa produk Analisa kemurnian menggunakan Gas chromatography Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya : Diversifikasi produk Perlindungan terhadap lingkungan Di samping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

95 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 84 Air umpan boiler 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 Metode Analisa Metode analisa dan instruksi kerja untuk analisa dikerjakan dengan instruksi kerja yang disusun sedemikian rupa dengan acuan dari berbagai standar analisa, antara lain: ASTM dan SII Alat Analisa Alat analisa yang digunakan : Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS), untuk menganalisa logam berat. Gas Chromatography, untuk menganalisa kadar impuritas dalam bahan baku. Water Content Tester, untuk menganalisa kadar air dalam produk. Hydrometer, untuk mengukur spesifik gravity. Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

96 85 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan Pabrik Resin Novolak yang akan didirikan direncanakan mempunyai bentuk Perseroan Terbatas (PT) dan berlokasi di Gresik, Jawa Tengah. Alasan pemilihan bentuk perusahaan ini adalah didasarkan atas beberapa faktor yaitu penjualan saham perusahaan akan memudahkan untuk mendapatkan modal, tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pemimpin perusahaan, 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, kelangsungan perusahan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta (staff) pegawainya, dan karyawan perusahaan, efisiensi dan manajemen. Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai Dewan Komisaris dan Direktur Utama yang cukup dan berpengalaman, lapangan usaha lebih luas. Suatu Perseroan Terbatas (P.T.) dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini P.T. dapat memperluas usahanya Struktur Organisasi Salah satu faktor yang menunjang kemajuan perusahaan adalah struktur organisasi yang dipergunakan dalam commit perusahaan to user tersebut. Untuk mendapatkan Bab V Manajemen Perusahaan 85

97 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 86 suatu sistem yang baik, maka perlu diperhatikan beberapa pedoman antara lain perumusan tujuan perusahaan dengan jelas, pendelegasian wewenang, pembagian tugas kerja yang jelas, kesatuan perintah dan tanggung jawab, sistem pengontrol atas pekerjaan yang telah dilaksanakan, organisasi perusahaan yang fleksibel. Dengan prinsip pada pedoman tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu sistem line and staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Kebaikan dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem, organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Sedangkan untuk mencapai kelancaran produksi maka perlu dibentuk staff ahli yang terdiri dari orang-orang ahli dibidangnya. Staff ahli akan memberi bantuan pemikiran dan nasehat kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Ada tiga kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staff. Pertama sebagai garis atau line yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. Kedua sebagai staff yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. Ketiga pemegan saham sebagai pemilik perusahaan dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya diwakili oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu oleh Direktur Teknik, Direktur Keuangan dan Umum. Direktur Teknik membawahi beberapa kepala Bab V Manajemen Perusahaan

98 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 87 bagian yang akan bertanggung jawab membawahi atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab masing-masing kepala bagian membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi beberapa karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada kepala bagian. Gambar V.1. Struktur organisasi 5.3. Tugas dan Wewenang Berikut akan dijelaskan tugas dan wewenang pemegang saham, dewan komisaris, direktur, penelitian dan commit pengembangan to user (Litbang), manajer teknik Bab V Manajemen Perusahaan

99 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 88 produksi, kepala seksi, serta manajer keuangan dan administrasi. Pemegang saham adalah orang-orang yang menanamkan modalnya pada perusahaan dengan membeli saham perusahaan. Dewan komisaris bertindak sebagai wakil pemegang saham dan semua keputusan ditentukan oleh rapat persero. Direktur merupakan pimpinan perusahaan dan penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan. Penelitian dan pengembangan (litbang) merupakan penyelenggara penelitian dan pengembangan terhadap produk perusahaan. Manager teknik produksi merupakan sistem direktur untuk bidang produksi dan teknik serta membawahi langsung kepala seksi. Tiap kepala seksi bertanggung jawab mengawasi kelancaran perusahaan pada masing-masing bidang. Manajer keuangan dan administrasi membawahi kepala seksi dan bertanggung jawab kepada direktur atas biaya-biaya perusahaan Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik furfural direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam/hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan dan perawatan (shut down) pabrik. Sedangkan pembagain jam kerja karyawan dibagi dalam 2 golongan, yaitu karyawan shift dan non- shift. Karyawan non-shift dalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Karyawan yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staff ahli, kepala bagian, kepala seksi serta bawahan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam 1 minggu akan bekerja selama 5 hari dengan Bab V Manajemen Perusahaan

100 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 89 pembagian kerja hari Senin Jumat jam kerja pukul dan jam istirahat hari Senin Kamis pukul sedangkan hari Jumat pukul Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Seksi proses, sebagian seksi laboratorium, seksi pemeliharaan, seksi utilitas dan seksi keamanan termasuk karyawan shift. Para karyawan shift akan bekerja bergantian sehari semalam, dengan pengaturan shift pagi pukul , shift siang pukul , dan shift malam pukul Karyawan shift dibagi dalam 4 regu dimana 3 regu bekerja, 1 regu istirahat dan dikenakan secara bergantian. Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Sehingga seluruh karyawan perusahaan menggunakan daftar hadir sebagai pendataan. Daftar hadir juga digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karir para karyawan di dalam perusahaan (Zamani, 1998). Jadwal kerja masing-masing regu dapat dilihat pada Tabel 5.1. Bab V Manajemen Perusahaan

101 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 90 Tabel 5.1. Jadwal kerja karyawan masing-masing regu Tanggal Shift dst P A A A B B B C C C D D D S C D D D A A A B B B C C M B B C C C D D D A A A B L D C B A D C B A D C B A Keterangan : P = Shift pagi M = Shift malam S = Shift siang L = Libur 5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah Sistem upah karyawan pada pabrik furfural ini berbeda-beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab dan keahlian (Tabel 5.2). Menurut statusnya karyawan dibagi menjadi tiga golongan yaitu karyawan tetap, karyawan harian, dan karyawan borongan. Karyawan tetap adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan Surat Keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerja. 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 perusahaan. Bab V Manajemen Perusahaan

102 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji Tabel 5.2. Perincian kualifikasi, jumlah dan gaji karyawan No Jabatan Jumlah Kualifikasi Gaji/Bulan (Rp) 1 Direktur Utama 1 S1/S2/S3 pengalaman min 10 tahun Direktur Produksi 1 S1/S2/S3 pengalaman min 8 tahun Direktur keuangan 1 S1/S2/S3 pengalaman min 5 tahun Staff ahli 3 S1/S2/S3 pengalaman min 4 tahun Litbang 3 Sarjana Teknik Kimia, Elektro, Sarjana 6 Sekretaris 3 Ekonomi/Akademi Sekretaris 7 Kepala Bagian Sarjana Teknik 1 Produksi pengalaman min 3 tahun Kepala Bagian S1 pengalaman min 3 1 Litbang tahun Kepala Bagian Teknik 1 Sarjana Teknik pengalaman min 3 tahun Kepala Bagian Umum 1 S1 pengalaman min 3 tahun Kepala Bagian S1 Ekonomi 1 Keuangan pengalaman min 3 tahun Kepala Bagian S1 pengalaman min 3 1 Pemasaran tahun Kepala Seksi Sarjana Teknik 1 Pengendalian pengalaman min 3 tahun Kepala Seksi Sarjana Teknik 1 Laboratorium pengalaman min 3 tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min 2 Keamanan dan 1 tahun Lingkungan Kepala Seksi S1 pengalaman min 2 1 Pemeliharaan tahun Kepala Seksi Utilitas 1 Sarjana Teknik pengalaman min 3 tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min 3 1 Keuangan tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min 3 1 Pembelian tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min Personalia tahun S1 pengalaman min 3 21 Kepala Seksi Humas tahun Bab V Manajemen Perusahaan

103 Prarancangan Pabrik Resin Novolak Kepala Seksi S1 pengalaman min 1,5 1 Keamanan tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min 2 1 Penjualan tahun Kepala Seksi S1 pengalaman min 2 1 Pemasaran tahun Karyawan Proses 32 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Pengendalian 10 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Laboratorium 10 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Penjualan 2 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Pembelian 2 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Pemeliharaan 10 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Utilitas 12 Sarjana/D3 Teknik Karyawan Administrasi 2 Sarjana/D Karyawan Keuangan 6 Sarjana/D Karyawan Personalia 6 Sarjana/D Karyawan Humas 3 Sarjana/D Karyawan Keamanan 12 SMA/sederajat Karyawan Pemasaran 3 D2/D Karyawan Safety & lingkungan 8 D2/D Dokter 2 Sarjana Kedokteran Perawat 2 D3/Akademi Keperawatan Sopir 4 SMP/SMA/sederajat Pesuruh 4 SMP/SMA/sederajat Total Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan sosial diberikan oleh perusahaan kepada karyawan antara lain tunjangan, cuti, dan pakaian kerja. Tunjangan berupa gaji pokok diberikan berdasarkan golongan karyawan. Tunjangan jabatan diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan. Tunjangan lembur diberikan kepada karyawan yang bekerja di luar jam kerja commit berdasarkan to user jumlah jam kerja. Cuti tahunan Bab V Manajemen Perusahaan

104 Prarancangan Pabrik Resin Novolak 93 diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1 tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan surat keterangan dokter. Cuti hamil diberikan kepada karyawan wanita yang sedang mengandung. Biaya pengobatan bagi karyawan sakit dalam kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku. Biaya pengobatan bagi karyawan sakit tidak karena kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijakan perusahaan. Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap tahunnya. Bab V Manajemen Perusahaan

105 94 BAB VI ANALISA EKONOMI Pada perancangan pabrik Resin Novolak 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. Untuk itu pada perancangan pabrik Resin Novolak ini, kelayakan investasi modal dalam sebuah pabrik dapat diperkirakan dan dianalisa yaitu : 1. Profitability adalah selisih antara total penjualan produk dengan total biaya produksi yang dikeluarkan. Profitability = Total penjualan produk - Total biaya produksi (Donald, 1989) Bab VI Analisa Ekonomi 94

106 95 2. Percent Profit on Sales (% POS) adalah rasio keuntungan dengan harga penjualan produk. POS digunakan untuk mengetahui besarnya tingkat keuntungan yang diperoleh. Profit POS = x 100% Harga jual produk (Donald, 1989) 3. Percent Return 0n Investment (% ROI) adalah rasio keuntungan tahunan dengan mengukur kemampuan perusahaan dalam mengembalikan modal investasi. ROI membandingkan laba rata - rata terhadap Fixed Capital Investment. P rb = P ra = P P b I a I F F r r a a P rb P ra P b P a r a I F = % ROI sebelum pajak = % ROI setelah pajak = Keuntungan sebelum pajak = Keuntungan setelah pajak = Annual production rate = Fixed Capital Investment (Aries-Newton, 1955) 4. Pay Out Time (POT) adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit commit yang diperoleh. to user Bab VI Analisa Ekonomi

107 96 D = IF P r 0,1I b a F D P b r a I F = Pay Out time, tahun = Keuntungan sebelum pajak = Annual production rate = Fixed Capital Investment (Aries-Newton, 1955) 5. Break Even Point (BEP) adalah titik impas, besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan, dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak menderita kerugian. F 0,3 R Z r a = a a Sa - Va - 0,7 R a r a F a R a S a V a Z = Annual production rate = Annual fixed expense at max production = Annual regulated expense at max production = Annual sales value at max production = Annual variable expense at max production = Annual max production (Peters & Timmerhaus, 2003) Bab VI Analisa Ekonomi

108 97 6. Shut Down Point (SDP) adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus tutup. r a = S a 0,3 R a Z - V - 0,7 R a a (Peters & Timmerhaus, 2003) 7. Discounted Cash Flow (DCF) Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh modal yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi satu setengah kali bunga pinjaman bank. DCF (i) dapat dihitung dengan metode Present Value Analysis dan Future Value Analysis. Present Value Analysis : C (FC + WC) = ( 1 i) C ( 1 i) + 2 C ( 1 i) + 3 C +.+ n ( 1 i) WC ( 1 i) + n SV ( 1 i) + n Future Value Analysis : (FC + WC) (1 + i) n n 1 n 2 = (WC + SV) + (1 i ) (1 i)... 1 dengan trial solution diperoleh nilai i = % (Peters & Timmerhaus, 2003) C Bab VI Analisa Ekonomi

109 98 Untuk meninjau faktor - faktor di atas perlu dilakukan penafsiran terhadap beberapa faktor yaitu : 1. Penafsiran modal industri (Total Capital Investment) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang diperlukan untuk fasilitas-fasilitas produktif dan untuk menjalankannya. Capital Investment meliputi : Fixed Capital Investment (Modal tetap) adalah investasi yang digunakan untuk mendirikan fasilitas produksi dan pembantunya. Working Capital (Modal Kerja) adalah bagian yang diperlukan untuk menjalankan usaha atau modal dalam operasi dari suatu pabrik selama waktu tertentu dalam harga lancar. 2. Penentuan biaya produksi total (Production Costs), yang terdiri dari : a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs) Manufacturing Cost merupakan jumlah direct, indirect, dan fixed manufacturing cost yang bersangkutan dengan produk. Direct Manufacturing Cost Direct Manufacturing Cost merupakan pengeluaran yang bersangkutan langsung dalam pembuatan produk. Indirect Manufacturing Cost Indirect Manufacturing Cost adalah pengeluaran sabagai akibat pengeluaran tidak langsung commit dari to operasi user pabrik. Bab VI Analisa Ekonomi

110 99 Fixed Manufacturing Cost Fixed Manufacturing Cost merupakan harga yang berkenaan dengan fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan dengan fixed capital dimana harganya tetap, tidak tergantung waktu maupun tingkat produksi b. Biaya pengeluaran Umum (General Expense) General Expense adalah pengeluaran yang tidak berkaitan dengan produksi tetapi berhubungan dengan operasional perusahaan secara umum 3. Total Pendapatan penjualan produk novolak Yaitu keuntungan yang didapat selama satu periode produksi. 6.1 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. Bab VI Analisa Ekonomi

111 100 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index , , , , , , , , , , , ,4 (Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003) Cost Indeks, tahun Chemical Engineering Plant Index , , , , ,2 ( Bab VI Analisa Ekonomi

112 101 Indeks Harga Alat Tahun Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 7,200X Jika X = 2014 maka Y (indeks tahun 2014) adalah 507,8. 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 : Ex = Ey. Nx Ny Ex = Harga pembelian pada tahun 2002 Ey = Harga pembelian pada tahun 2014 Nx = Indeks harga pada tahun 2002 Ny = Indeks harga pada tahun 2014 (Peters & Timmerhaus, 2003) Bab VI Analisa Ekonomi

113 102 Asumsi - asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi : 1. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu 2. Kapasitas produksi adalah ton/tahun 3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun 4. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik 5. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan 6. Umur alat - alat pabrik diperkirakan 10 tahun 7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol 8. Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi 9. Kurs rupiah yang dipakai Rp ,00 ( kurs pada 20 Juni 2012 pukul WIB) 6.2 Dasar Perhitungan Kapasitas produksi : ton/tahun Satu tahun operasi : 330 hari Pabrik didirikan : 2014 Pabrik beroperasi : 2016 Harga bahan baku phenol : US $ 2,49/ kg Harga bahan baku formaldehid : US $ 1,11 / kg Harga katalis asam sulfat : US $ 0,11 / kg Harga penetral NaOH : US $ 1,92 / kg Bab VI Analisa Ekonomi

114 Penentuan Total Capital Investment (TCI) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang dibutuhkan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik dan untuk pengoperasiannya. Capital Investment terdiri dari : a. Fixed Capital Investment (FCI) Fixed Capital Investment adalah biaya yang dibutuhkan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik, yang termasuk di dalamnya yaitu : Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment No. Jenis Jumlah (Rp.) 1 Purchese Equipment Cost Instalation Piping Instrumentation Insulation Electricity Building ,489 8 Land and Yard Improvement Utility Physical Plant Cost 110,893,430, Engineering & Construction Direct Plant Cost Contractor s fee Contingency Total Fixed Capital Invesment (FCI) Bab VI Analisa Ekonomi

115 104 b. Working Capital Investment (WCI) Working capital (modal kerja) merupakan modal yang diperlukan untuk menjalankan usaha atau modal dalam operasi dari suatu pabrik selama waktu tertentu dalam harga lancar. Working capital terdiri dari biaya persediaan raw material inventory, in process inventory, product inventory, extended credit (account receiveable and account payable), dan available cash. Tabel 6.3 Working Capital Investment No. Jenis Jumlah (Rp.) 1 Raw material inventory In process inventory Product inventory Extended credit Available cash Total Working Capital Table 6.4 Total Capital Investment (TCI) No. Jenis Jumlah (Rp.) 1 Fixed Capital Investment Working Capital Investment Total Capital Investment (TCI) Penentuan Manufacturing Cost (TMC) Total manufacturing cost (biaya pengeluaran) merupakan jumlah direct manufacturing cost, indirect manufacturing cost, dan fixed manufacturing cost yang bersangkutan dengan produk Direct Manufacturing Cost (DMC) Direct manufacturing cost merupakan pengeluaran yang bersangkutan langsung commit dalam to user pembuatan produk, antara lain: Bab VI Analisa Ekonomi

116 105 Tabel 6.5 Direct Manufacturing Cost No. Jenis Jumlah (Rp.) 1 Raw Material Inventory Labor cost Supervisi Maintenance Plant Supplies Royalties and Patent Utility Total Direct Manufacturing Cost Indirect Manufacturing Cost (IMC) Indirect manufacturing cost adalah pengeluaran sabagai akibat pengeluaran tidak langsung dari operasi pabrik. Tabel 6.6 Indirect Manufacturing Cost No. Jenis Jumlah (Rp.) 1. Payroll Overhead Laboratory Plant Overhead Packaging and Shipping Total Indirect Manufacturing Cost Fixed Manufacturing Cost (FMC) Fixed manufacturing cost merupakan harga yang berkenaan dengan fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan dengan fixed capital dimana harganya tetap, tidak tergantung waktu maupun tingkat produksi. Bab VI Analisa Ekonomi

117 106 Tabel 6.7 Fixed Manufacturing Cost No. Jenis Jumlah (Rp.) 1. Depresiasi Property Tax Asuransi Total Fixed Manufacturing Cost Tabei 6.8 Total Manufacturing Cost (TMC) No. Jenis Jumlah (Rp.) 1. Direct manufacturing cost Indirect manufacturing cost Fixed manufacturing cost Total Manufacturing Cost Penentuan Total Production Cost (TPC) Total Production Cost (TPC) adalah biaya total manufaturing cost dan general expense General Expense (GE) General Expense (biaya pengeluaran umum) merupakan pengeluaran yang tidak berkaitan dengan produksi tetapi berhubungan dengan operasional perusahaan secara umum. Tabel 6.9 General Expense No Jenis Jumlah (Rp.) 1. Administrasi Penjualan Research Finance Total General Expense Bab VI Analisa Ekonomi

118 Total Production Cost (TPC) Tabel 6.10 Total Production Cost No Jenis Jumlah (Rp.) 1. Total Manufacturing Cost General Expense Total Production Cost Profitability Profitability (keuntungan) merupakan selisih antara total penjualan produk dengan total biaya produksi yang dikeluarkan. Profitability sebelum pajak dapat diketahui dengan perhitungan dibawah ini : Profitability = Total penjualan produk - Total biaya produksi Profitability = Rp Rp = Rp Jika pajak sebesar 25% dari profitability sebelum pajak maka akan didapat profitability setelah pajak sebesar Rp Analisis Kelayakan 1. % Return on Investment (ROI) %ROI merupakan tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk industrial chemical yang tergolong high risk, mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak sebesar 44 % (Aries Newton,1954). ROI Keuntungan 100% FCI ROI sebelum pajak = 49.17% ROI setelah pajak = 36,88% Bab VI Analisa Ekonomi

119 Pay Out Time (POT) Pay Out Time merupakan waktu yang diperlukan untuk pengembalian capital investment dari keuntungan yang diperoleh sebelum dikurangi depresiasi. Besarnya POT untuk pabrik yang beresiko tinggi sebelum pajak adalah kurang dari 2 tahun. FCI POT 100% Profit Depresiasi Besarnya POT untuk pabrik resin novolak yang akan didirikan ini adalah : POT sebelum pajak = 1,69 tahun POT setelah pajak = 2,13 tahun 3. Break Event Point (BEP) Break Event Point merupakan besarnya kapasitas produksi minimum yang diperlukan agar pabrik tetap dapat beroperasi dan tidak mengalami kerugian. Besarnya BEP yang lazim untuk suatu pabrik yaitu %. BEP Fa 0,3 Ra Sa - Va - 0,7 Ra 100% Fixed Manufacturing Cost (Fa) = Rp Variable Cost (Va) Tabel 6.11 Variable Cost No Jenis Harga (Rp) 1. Persediaan bahan baku Packaging and Transport Utilitas Royalti and patent Total Variable Cost (Va) Bab VI Analisa Ekonomi

120 109 Regulated Cost (Ra) Tabel 6.12 Regulated Cost No. Jenis Harga (Rp) 1. Gaji karyawan Supervisi Payroll overhead Plant overhead Laboratorium General Expense Maintenance Plant supplies Total Regulated Cost (Ra) Sales Annual Cost (Sa) = Rp Besarnya BEP untuk pabrik parasetaldehid ini adalah 40,49% 4. Shut Down Point ( SDP ) Shut down point merupakan besarnya kapasitas produksi yang diperlukan agar pabrik bisa tetap melakukan operasi meski mengalami kerugian sebesar biaya fixed manufacturing cost. SDP 0,3 Ra Sa - Va - 0,7 Ra 100% Sehingga didapat SDP untuk pabrik resin novolak yang akan didirikan ini adalah sebesar 24,75%. 5. Discounted Cash Flow ( DCF ) Discounted cash flow perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku di bank. dari perhitungan DCF diperoleh nilai i = 25,40%. Bab VI Analisa Ekonomi

121 110 Ra Va Sa 0,3 Ra SDP BEP Fa Gambar 6.2. Grafik Analisa Kelayakan Keterangan : Fa = Fixed manufacturing cost Va = Variabel cost Ra = Regulated cost Sa = Penjualan ( sales ) SDP = Shut down point BEP = Break even point Bab VI Analisa Ekonomi