1 PRARANCANGAN PABRIK GIPSUM DENGAN PROSES DESULFURISASI GAS BUANG PLTU KAPASITAS 2000 TON/TAHUN

Transkripsi

1 1 PRARANCANGAN PABRIK GIPSUM DENGAN PROSES DESULFURISASI GAS BUANG PLTU KAPASITAS 2000 TON/TAHUN Oleh: FATEKAH LINA NURMA WATI D Dosen Pembimbing: 1. Ir. Haryanto Abdul Rofiq, MS NIDN: Kun Harismah, M.Si, Ph.D NIDN : PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013 i

2 2 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA Nama : Fatekah Lina Nurma Wati NIM : D Judul TPP : Prarancangan Pabrik Gipsum dengan Metode Desulfurisasi Gas Buang PLTU dengan Kapasitas 2000 Ton/Tahun Pembimbing : 1. Ir. Haryanto Abdur Rofiq, MS 2. Kun Harismah, M.Sc, Ph.D Surakarta, Juli 2013 Menyetujui; ii

3 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura Telp (0271) Surakarta PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : FATEKAH LINA NURMA WATI NIM : D Jurusan : TEKNIK KIMIA Judul TA : Prarancangan Pabrik Gipsum Dengan Proses Desulfurisasi Gas Buang PLTU Dengan Kapasitas 2000 Ton/Tahun Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan serahkan ini merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari terbukti dan atau dapat dibuktikan bahwa Tugas Akhir hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Fakultas Teknik atau gelar dan ijazah yang diberikan oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima. Surakarta,16 Juli 2013 Yang membuat pernyataan, (FATEKAH LINA NURMA WATI) iii

4 4 MOTTO Cara untuk menjadi di depan adalah memulai sekarang. Jika memulai sekarang, tahun depan Anda akan tahu banyak hal yang sekarang tidak diketahui, dan Anda tak akan mengetahui masa depan jika Anda menunggu-nunggu Jika seseorang berpegang pada keyakinan, maka hilanglah keragu-raguan. Tetapi jika orang sudah mulai berpegang pada keragu-raguan, maka hilanglah kesangsian Kita berdoa kalau kesusahan dan membutuhkan sesuatu semestinya kita juga berdoa dalam kegembiraan besar dan saat mendapatkan rizki yang melimpah Kebanggan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita jatuh. iv

5 5 PERSEMBAHAN Alhamdulillah, setitik peluh dalam perjuangan langkah cita dan harapan ini tak akan berarti tanpa mereka yang senantiasa hadir dalam hidupku. Karya kecil ini kupersembahkan kepada: Bapak Ibu tercinta, Di setiap doa yang kau panjatkan, segenap hormat bakti dan terima kasihku untuk tulusnya kasih sayangmu. Cintamu adalah semangat terbesarku untuk meraih asaku dan mewujudkan bahagiamu. Keluarga kecilku: Ajeng, Izky, Ridi, Dila, Saat penat dan lelahku, kalian selalu hadir menghiburku. Proses pembelajaran hidupku berjalan saat aku mengenal kalian. Sahabat-sahabatku: Yayuk, Niha, Puput, Vita, Yuda, Wahyu, Miko, Mudi, Rizza Terima kasih atas dukungan dan persahabatan kita selama ini, tanpa kalian aku bukan apa-apa. Teman-teman Teknik Kimia Angkatan 2009 Almamaterku.

6 6 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Dengan memanjatkan puji syukur alhamdulillah kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, hidayah, serta taufiknya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul: Prarancangan Pabrik Gipsum Dengan Proses Desulfurisasi Gas Buang PLTU Dengan Kapasitas 2000 Ton/Tahun Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung hingga terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terimakasih yang tulus penulis haturkan kepada: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Haryanto AR, MS selaku pembimbing utama yang arif dan bijak telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini. 3. Ibu Kun Harismah, Ph.D selaku pembimbing kedua yang selalu sabar dalam memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini 4. Bapak Rois Fatoni, M.Sc, Ph.D. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 5. Bapak Ibu Dosen dan Karyawan di lingkungan Fakultas Teknik serta perpustakaan Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan pengetahuan dan bekal ilmu kepada penulis. 6. Ajeng Yulianti Dwi Lestari selaku rekan skripsi yang senantiasa memberi semangat dan keyakinan jikalau skripsi hanyalah setitik dari ujian hidup, jadi jangan menyerah. vi

7 7. Rizky Patria Sari, Rizza Umam Alharis, Ali Mahmudi dan Kiswari Diah Puspita yang telah senantiasa setiap hari menghadapi proses penyelesaian skripsi bersama-sama. 8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Terimakasih untuk semuanya Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna dan tidak menutup kemungkinan membutuhkan kritikan yang bersifat membangun. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat yang berarti bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan, amien. Wassalamu alaikum Wr. Wb Surakarta, Juli 2013 Penulis

8 DAFTAR ISI JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi INTISARI... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Pendirian Pabrik Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik Penentuan Lokasi pabrik Tinjauan Pustaka Macam-macam Proses Pembuatan Gipsum kegunaan produk sifat fisika dan sifat kimia bahn baku dan produk... 8 BAB II DISKRIPSI PROSES Spesifikasi Bahan Baku dan Produk Spesifikasi bahan baku utama Spesifikasi bahan baku pembantu Spesifikasi produk Konsep Proses dasar reaksi mekanisme reaksi Kondisi operasi tinjauan termodinamika Kinetika Reaksi Diagram Alir Proses Langkah proses... 20

9 2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas neraca massa neraca panas Tata Letak Pabrik dan Peralatan tata letak pabrik tata letak peralatan BAB III SPESIFIKASI ALAT Absorber Ball Mill Ball Mill Ball Mill Bucket Elevator Bucket Elevator Bucket Elevator Dryer Filter Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Mixer Kompresor Pompa pompa pompa Screen Screw conveyor Silo BAB UTILITAS DAN LABORATORIUM Unit Pendukung Proses (Utilitas)..., Laboratorium... 48

10 4.2.1 Tugas laboratorium Peralatan Laboratorium Keselamatan dan Kesehatan Kerja BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN Bentuk Perusahaan Struktur Organisasi Perusahaan pemegang saham Kepala Bagian Skretaris SistemKepegawaian dan Sistem Gaji Sistem kepegawaian Pembagian jam kerja karyawan Sistem gaji Kesejahteraan karyawan Manajemen Produksi perencanaan produksi pengendalian produksi BAB VI ANALISIS EKONOMI Total Fixed Capital Invesment Working Capital Manufacturing Cost General Expenses Analisis Ekonomi Return on investment (ROI) Pay out time (POT) Break Even Point (BEP) BAB VII PENUTUP Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR TABEL

11 Tabel 1. Pemilihan Proses Berdasarkan Aspek Teknis dan Ekonomi... 7 Tabel 2 Neraca Massa di sekitar Ball Mill Tabel 3 Neraca Massa di sekitar Mixer Tabel 4 Neraca Massa di sekitar Absorber Tabel 5 Neraca Massa di sekitar thickener Tabel 6 Neraca Massa di sekitar Filter Tabel 7 Neraca Massa di sekitar Dryer Tebel 8 Neraca Massa Total Tabel 9 Neraca panas sekitar cooler Tabel.10 neraca panas sekitar mixer Tabel.11 neraca panas sekitar absorber Tabel.12 neraca panas sekitar Dryer Tabel.13 neraca panas sekitar cooler Tabel.14 neraca panas sekitar air heater Tabel 15 daftar kenutuhan air pendingin Tabel 16 daftar kebutuhan steam Tabel 17 daftar kebutuhan air domestik Tabel 18 pembagian shift karyawan Tabel 19 tugas dan keahlian Tabel 20 cost index chemical plant Tabel 21 total fixed capital investment Tabel 22 working capital Tabel 23 manufacturing cost Tabel 24 general expenses Tabel 25 fixed cost Tabel 26 variable cost Tabel 67 regulated cost... 74

12 7 INTISARI Pabrik gipsum dengan bahan baku batu gamping (CaO) dan gas buang PLTU direncanakan berdiri di kawasan industri Probolinggo, Jawa Timur dengan kapasitas produksi 2000 ton/tahun pada tahun Pembuatan gipsum dilakukan dengan proses desulfurisasi pada absorber non-isothermal. Reaksi berlangsung pada fase cair irreversible dan eksotermis. Pada suhu 73,03 o C dan tekanan 1,1 atm. Kebutuhan batu gamping untuk pabrik ini sebanyak kg/jam dan gas buang PLTU sebanyak 82,34 kg/jam. Produk berupa gipsum sebanyak 247,47 kg/jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebanyak 175,57 kg/jam yang diperoleh dari PLTU Paiton, kebutuhan steam sebanyak 135,61 kg/jam, yang diperoleh dari boiler PLTU Paiton, dan kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator sebesar 60 kw. Pabrik direncanakan beroprasi selama 330 hari pertahun dengan jumlah karyawan 22 orang, modal tetap sebesar Rp ,73 per tahun. Modal kerja sebesar Rp ,03 per tahun. Setelah dipotong pajak keuntungan mencapai Rp pe rtahun. Percent return on investment (ROI) sebelum pajak sebesar 68,58% dan sesudah pajak sebesar 42,03%. Pay out time (POT) sebelum pajak sebesar 1,27 tahun dan setelah pajak 1,72 tahun. Break event point (BEP) sebesar 41,14%, shut down point (SDP) sebesar 32,73%, internal rate of return (IRR) berdasarkan discounted cash flow (DCF) sebesar 20,91%. Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, POT, BEP, SDP dan IRR untuk pabrik beresiko rendah perhitungannya memenuhi standar maka pabrik dibutyl gipsum dengan proses desulfurisasi ini layak untuk didirikan.