PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN MAGNESIUM HIDROKSIDA (Mg(OH) 2 ) DARI AIR LAUT KAPASITAS 2.385 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh: GOZALI STEVEN NIM : 050405019 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN MAGNESIUM HIDROKSIDA DARI AIR LAUT DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 2.385 TON / TAHUN Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini juga, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT., sebagai dosen pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ibu Farida Hanum, ST. MT., sebagai dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan pada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr.Ir. Irvan, Msi., sebagai Koordinator tugas akhir. 4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., sebagai ketua Departemen Teknik Kimia. 5. Ester William atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini. 6. Yupitera Kosasi atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini. 7. Teman-teman angkatan 2005 yang telah banyak memberikan dukungan dan semangat. 8. Orang tua yang telah memberikan dukungan moral dan spiritual.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih. Medan, September 2010 Penulis Gozali Steven
INTISARI Bahan baku air laut di Indonesia selalu tersedia dalam jumlah banyak dan merupaan sumber daya alam yang dapat diperbaharui dan harganya relatif murah. Selain itu, kebutuhan magnesium hidroksida di Indonesia belum dapat terpenuhi, dan di Indonesia belum berdiri pabrik yang memproduksi magnesium hidroksida, sehingga untuk menanggulangi kebutuhan magnesium hidroksida di dalam negeri maka dirasa perlu untuk mendirikan suatu pabrik pembuatan magnesium hidroksida. Magnesium hidroksida diproduksi 2.385 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Pelabuhan Belawan, Sumatera Utara dengan luas areal 10.580 m 2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 175 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf. Hasil analisa ekonomi Pabrik Magnesium hidroksida adalah sebagai berikut : Modal Investasi : Rp 1.402.592.382.077,- Biaya Produksi : Rp 2.150.946.497.221,- Hasil Penjualan : Rp 2.749.999.994.280.- Laba Bersih : Rp 417.258.260.700,- Profit Margin : 21,67 % Break Event Point : 24,51 % Return of Investment : 29,75 % Pay Out Time : 3,36 tahun Return on Network : 49,58 % Internal Rate of Return : 54,49 % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan Magnesium hidroksida layak untuk didirikan.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i INTISARI...iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN... I-1 1.1 Latar Belakang... I-2 1.2 Perumusan Masalah... I-2 1.3 Tujuan Perancangan... I-2 1.4 Manfaat... I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... II-1 2.1 Senyawa Senyawa Magnesium... II-1 2.2 Kegunaan Magnesium Hidroksida... II-2 2.3 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk... II-3 2.4 Proses Pembuatan Mg(OH) 2... II-8 2.5 Deskripsi Proses... II-10 BAB III NERACA MASSA... III-1 BAB IV NERACA PANAS...IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA...VI-1 6.1 Instrumentasi...VI-1 6.2 Keselamatan Kerja...VI-5 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Mg(OH) 2...VI-6 BAB VII UTILITAS... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam)... VII-1 7.2 Unit Pengadaan Air... VII-2 7.3 Unit Pengadaan Tenaga Listrik... VII-5 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar... VII-7 7.5 Unit Pengolahan Limbah... VII-8 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-9
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik... VIII-4 8.2 Tata Letak Pabrik... VIII-7 8.3 Perincian Luas Tanah... VIII-9 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN...IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan...IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan...IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha...IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab...IX-6 9.5 Sistem Kerja...IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan...IX-9 9.7 Fasilitas Tenaga Kerja... IX-11 BAB X ANALISA EKONOMI... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales)... X-5 10.4 Bonus Perusahaan... X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi... X-6 BAB XI KESIMPULAN...XI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar Magnesium Padat... II-7 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Mg(OH) 2... VIII-10 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan Mg(OH) 2... IX-12 Gambar LA.1 Aliran Proses Massa pada Furnace (B-130)... LA-1 Gambar LA.2 Aliran Proses Massa pada Reaktor 1(R-210)... LA-2 Gambar LA.3 Aliran Proses Massa pada Reaktor 2 (R-220)... LA-3 Gambar LA.4 Aliran Proses Massa pada Rotary Filter (H-310)... LA-5 Gambar LA.5 Aliran Proses Massa pada Hidrocyclone (F-320)... LA-7 Gambar LA.6 Aliran Proses Massa pada Hidrocyclone (F-330)... LA-9 Gambar LA.7 Aliran Proses Massa pada Spray Dryer (DE-340)...LA-11 Gambar LA.8 Aliran Proses Massa pada Hidrocyclone (F-350)...LA-12 Gambar LA.9 Aliran Proses Massa pada Rotary Dryer (DE-370)...LA-14 Gambar LA.10Aliran Proses Massa pada Kristalisator (K-360)...LA-16 Gambar LA.11Aliran Proses Massa pada Evaporator (V-390)...LA-18 Gambar LB.1 Aliran Proses pada Furnace (B-130)... LB-2 Gambar LB.2 Aliran Proses pada Rotary Cooler (TE-140)... LB-4 Gambar LB.3 Aliran Proses pada Reaktor 1 (R-210)... LB-5 Gambar LB.4 Aliran Proses pada Reaktor 2 (R-220)... LB-7 Gambar LB.5 Aliran Proses pada Spray Dryer (DE-340)... LB-10 Gambar LB.6 Aliran Proses pada Rotary Cooler (TE-380)... LB-12 Gambar LB.7 Aliran Proses pada Rotary Dryer (DE-370)... LB-14 Gambar LB.8 Aliran Proses pada Kristalisator (K-360)... LB-17 Gambar LB.9 Aliran Proses pada Air Heater (C-343)... LB-19 Gambar LB.10 Aliran Proses pada Heater (E-394)... LB-20 Gambar LB.11 Aliran Proses pada Evaporator (V-390)... LB-22 Gambar LB.12 Aliran Proses pada Kondensor (E-392)... LB-24 Gambar LD.1 Flow diagram pengolahan limbah cair...ld-13
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan... LE-5 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Kebutuhan Magnesium Hidroksida di Indonesia... I-1 Tabel 2.1 Kegunaan Magnesium Hidroksida dalam berbagai bidang... II-3 Tabel 2.2 Komposisi Air Laut... II-4 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Furnace (B-130)... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Reaktor 1 (R-210)... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reaktor 2 (R-220)... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Rotary Filter (H-310)... III-3 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Hidrocyclone (F-320)... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Hidrocyclone (F-330)... III-4 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Spray Dryer (DE-340)... III-4 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Hidrocyclone (F-350)... III-5 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Rotary Dryer (DE-370)... III-5 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Kristalisator (K-360)... III-6 Tabel 3.11 Neraca Massa pada Evaporator (V-390)... III-6 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Furnace (B-130)...IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Rotary Cooler (TE-140)...IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Reaktor 1 (R-210)...IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas pada Reaktor 2 (R-220)...IV-3 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Spray Dryer (DE-340)...IV-3 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Rotary Cooler (TE-380)...IV-4 Tabel 4.7 Neraca Panas pada Rotary Dryer (DE-370)...IV-4 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Kristalisator (K-360)...IV-5 Tabel 4.9 Neraca Panas pada Air Heater (C-343)...IV-5 Tabel 4.10 Neraca Panas pada Heater (E-394)...IV-6 Tabel 4.11 Neraca Panas pada Evaporator (V-390)...IV-6 Tabel 4.12 Neraca Panas pada Kondensor (E-392)...IV-6 Tabel 5.1 Spesifikasi rotary cooler Belt Conveyor... V-2
Tabel 5.2 Spesifikasi rotary cooler... V-3 Tabel 5.3 Spesifikasi Pompa... V-4 Tabel 5.4 Spesifikasi hydrocyclone... V-6 Tabel 5.5 Spesifikasi Blower... V-8 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Mg(OH) 2...VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Pabrik... VII-1 Tabel 7.2 Rincian Produk Uap Evaporator... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Pendingin... VII-2 Tabel 7.4 Kebutuhan uap air (steam)... VII-3 Tabel 7.5 Kebutuhan Air Proses... VII-4 Tabel 7.6 Kebutuhan Air Nonproses Pabrik... VII-4 Tabel 7.7 Kebutuhan listrik untuk peralatan proses... VII-5 Tabel 7.8 Kebutuhan listrik untuk peralatan utilitas... VII-6 Tabel 7.9 Spesifikasi Pompa... VII-14 Tabel 8.1 Pembagian Penggunaan Areal Tanah... VIII-9 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift...IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya...IX-9 Tabel LB.1 Data H f dan C p untuk perhitungan neraca panas... LB-1 Tabel LB.2 Panas Alur 2 pada T = 30 o C... LB-2 Tabel LB.3 Panas Alur 3 pada T = 940 o C... LB-3 Tabel LB.4 Panas Alur 4 pada T = 940 o C... LB-3 Tabel LB.5 Panas Alur 5 pada T = 50 o C... LB-4 Tabel LB.6 Panas Alur 5 pada T = 50 o C... LB-6 Tabel LB.7 Panas Alur 6 pada T = 30 o C... LB-6 Tabel LB.8 Panas Alur 7 pada T = 50 o C... LB-6 Tabel LB.7 Panas Alur 7 pada T = 50 o C... LB-8 Tabel LB.8 Panas Alur 8 pada T = 30 o C... LB-8 Tabel LB.9 Panas Alur 9 pada T = 50 o C... LB-9 Tabel LB.10 Panas Alur 18 pada T = 30 o C... LB-13 Tabel LB.11 Panas Alur 18 pada T = 30 o C... LB-13 Tabel LB.12 Panas Alur 24 pada T = 50 o C... LB-17
Tabel LB.13 Panas Alur 25 pada T = 40 o C... LB-18 Tabel LB.14 Panas Alur 26 pada T = 40 o C... LB-18 Tabel LB.15 Panas Alur 25 pada T = 50 o C... LB-19 Tabel LB.16 Panas Alur 28 dan 29 pada T = 50 o C... LB-19 Tabel LB.17 Panas Alur 35 pada T = 30 o C... LB-20 Tabel LB.18 Panas Alur 36 pada T = 90 o C... LB-21 Tabel LB.19 Panas Alur 36 pada T = 90 o C... LB-22 Tabel LB.20 Panas Alur 32 pada T = 100 o C... LB-23 Tabel LC.1 Belt Conveyor... LC-3 Tabel LC.2 Rotary Conveyor... LC-8 Tabel LC.3 Komposisi Bahan yang Masuk Ke Reaktor 1 (R-210)... LC-9 Tabel LC.4 Pompa... LC-16 Tabel LC.5 Komposisi Bahan yang Masuk Ke Reaktor 2 (R-220)... LC-17 Tabel LC.6 Komposisi Bahan yang Masuk Ke rotary filter (R-310)... LC-22 Tabel LC.7 Komposisi Bahan yang Masuk Ke Hydrocyclone (F-320)... LC-26 Tabel LC.8 hydrocyclone... LC-26 Tabel LC.9 Data Perhitungan densitas campuran DE-340... LC-27 Tabel LC.12 Komposisi padatan dalam dryer (RD-257)... LC-32 Tabel LC.11 Blower... LC-35 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Pada Utilitas...LD-19 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya... LE-2 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses... LE-7 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah... LE-8 Tabel LE-5 Biaya Sarana Transportasi... LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai... LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas... LE-17 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja... LE-19 Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No.17 Tahun 2000... LE-20 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No.17 Tahun 2000 LE-21