BAB II DISKRIPSI PROSES

2 BAB II DISKRIPSI PROSES 2.. Spesifikasi Bahan Baku danproduk a. Spesifikasi bahan baku Isobutil alkohol Kenampakan : Cairan bening Kemurnian : 99% Impuritas : H2O (%) Asam Palmitat Kenampakan : Kristal putih Kemurnian : 95% Impuritas : Asam Stearat ( 5%) b. Spesifikasi bahan Pembantu AsamSulfat Kenampakan : Cairan bening Kemurnian : 98% Impuritas : H2O ( 2%) Specific Grafity :,84 NatriumHidroksida Kenampakan : Cairan bening Kemurnian : 40% Impuritas : H2O (60%) c. Spesifikasi Produk Isobutil palmitat Kenampakan : Cairan tak berwarna Kemurnian : 90% Impuritas : - Isobutil alkohol 0,9% - Natrium Palmitat 4,5% - Natrium Sulfat 4,5%

3 - Natrium Stearat 0,% Specific Grafity : 0,8580 Density : 2 0,86Kg/L 2.2 Konsep Proses a. DasarReaksi Proses pembuatan Isobutil palmitatdariasampalmitat dan Isobutil Alkoholberdasarkanreaksiesterifikasi: CH-CH-CH2-OH(I)+ CH3-(CH2)4-C=O (s) CH3 -(CH2)4-C=O (l)+ H2O (l) CH3 OH O-C4H9 Pembentukan Isobutil palmitat dengan esterifikasi Asam palmitat dan Isobutil alkohol dilangsungkan secara kontinyu di dalamreaktor Alir Tangki Berpengaduk. Reaksi berlangsung pada suhu 07 C dan tekanan bar. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi searah (irreversible).untuk memperoleh konversi yang tinggi, maka reaksi harus digeser kearah pembentukan produk (ester), yaitu dengan cara membuat berlebihan salah satu reaktan. Untuk itu digunakan perbandingan mol Isobutil alkohol dengan asam palmitat sebesar 5 : Untuk mempercepat reaksi esterifikasi digunakan katalis Asam sulfat. Kebutuhan Asam sulfat sebagai katalis adalah sebanyak 0,% berat dari jumlah umpan.(sreeramulu,973). b. Mekanisme Reaksi Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses esterifikasi terhadap Asam palmitat dan Isobutil alkohol adalah esterifikasi katalisis yaitu esterifikasi dengan menggunakan katalis asam kuat untuk menghasilkan ion H + pada fase cair. Pada reaksi esterifikasi terjadi pemutusan ikatan karbonil oksigen dari asam karboksilat, dalam reaksi ini asam palmitat. Proses pemutusan ikatan tersebut dapat diketahui dari struktur elektron

4 reaktan dan produk. Karena oksigen lebih elektronegatif dari karbon, maka karbon karbonil lebih positif daripada oksigen karbonil, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut: O OH O H + RC-OH + R OH R-COH RCOR + H2O Asam karboksilat Alkohol Ester OR Mekanisme Reaksi Esterifikasi yang terjadi adalah sebagai berikut: Katalis asam, gugus karbonil pada asam diprotonasi. Protonasi akan meningkatkan muatan positif pada atom karbon karbonil dan menjadikannya sasaran terbaik bagi serangan nukleofil. Adisi nukleofil yaitu alkohol pada asam yang telah diprotonasi. Sehingga ikatan C-O yang baru terbentuk. Tahap keseimbangan, oksigen-oksigen melepaskan atau mendapatkan proton Salah satu gugus hidroksil diprotonasi (kedua gugus hidroksil identik). Pemutusan ikatan C-O dan lepasnya air ( kebalikan tahap 2 ). Ester yang berproton melepaskan proton. ( Kebalikan tahap ). c. Kondisi Operasi Kondisi operasi pada perancangan pabrik isobutil palmitat ini adalah sebagai berikut: Temperatur reaksi :07 C Tekanan : bar IsobutilAlkohol/AsamPalmitat : 5/ (perbandingan mol ) Pemilihan kondisi operasi tersebut berdasarkan nilai kτ yang paling besar yaitu 0,405 menit' (Sreeramulu,973).

5 d. Tinjauan Termodinamika Panas Reaksi ( ΔHr ) Reaksi pembuatan isobutil palmitat berlangsung secara eksotermis, hal ini dapat ditinjau dari ΔH reaksi (298 K) di bawahini : Reaksi : C4H9OH(l) + C5H3COOH(l) C5H3COOC4H9(l) + H2O Tabel 2. Harga ΔH f masing-masing komponen Komponen ΔH o f ( kj/mol ) C5H3COOC4H9-867,49 H2O -227,36 C5H3COOH -723,84 C4H9OH -282,92 (Yaws, 999) ΔHR(298,5K) = Σ ΔHf produk - Σ ΔHf reaktan ={(-867.490) + (-227.360)} {(-282.920) + (-723.840)} = -89.090KJ/Kmol (Yaws, 999) Energi Bebas Gibbs (ΔG o ) Tabel 2.2 Harga ΔG f Komponen Komponen ΔG o f ( kj/mol ) C5H3COOC4H9-226,39 H2O -228,60 C5H3COOH -274,00 C4H9OH -55,0

6 ΔG o R(298,5 K) = ΔG f produk - ΔG f reaktan ={(-226.390)+(-228.600)}-{(-274.000)+(-55.00)} = -26.550 KJ/Kmol (Yaws,999) Didapat ΔG o < 0, sehingga reaksi dapat berlangsung. Konstanta Kesetimbangan Reaksi Harga konstanta kesetimbangan dapat ditunjukkan sebagai berikut : InK = ΔG/(-RT) ln K = -(-26550) KJ/Kmol.K / (8,34 x 298 ) KJ/Kmol.K ln K = 0,76 K298 =45.077,44 Pada suhu reaksi (07 o C = 380 K) dengan : K T ln ΔH298 K K K 298 ΔH R 298 x( T T ref ) (Smith & VanNess, 987) = Konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu = Suhu tertentu = Panas reaksi standar pada 298 K Pada suhu 07 o C (380 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut : ln ln K 45077,44 K K 298,5 ΔH R 298,5 (- 88.090 J/mol) 8,34 J/mol.K x( T x ( 380 K380=9,67582 X 0 8 T ref ) )K 298

7 k K k2 Karena nilai K pada suhu reaksi (07 C) memiliki nilai yang sangat besar, berarti harga k2 lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k sehingga diabaikan terhadap k dan reaksi Isobutil alkohol dan Asam palmitat merupakan reaksi searah ke kanan (irreversible). e. Tinjauan Kinetika Secara umum derajat kelangsungan reaksi ditentukan oleh kepatan reaksi dan konsentrasi reaktan. Harga konstanta kecepatan si diperoleh dari jurnal Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., Vol.2, no 4 tahun 973, halaman 484 Tabel 2 dengan konsentrasi asam (H2SO4) 0,%, pada saat temperatur 07 C (Sreeramulu,973). Dimana: C C B A 5 kt = [(0,4558-0,032 CB/CA)W +0,0007].exp(8,32-6992/T)*0 menit - kt = 0,405 menit - kt = 2,43 jam - Dimana : kt = konstanta kecepatan reaksi pada suhu T (menit - ) CB = konsentrasi isobutil alkohol (mol) CA = konsentrasi asam palmitat (mol) W = % katalis (% berat) T = suhu ( o C) Persamaan kecepatan reaksi : (-ra) = (-ra) = (-ra) = dc A = k.ca.cb.() dt dc A = k.cao.(-xa).(cbo-cao.xa) dt dc A = k.cao 2 (-XA).(M-XA) dt

8 Pada persamaan, karena CB berlebih sehingga CB dapat dianggap konstan. Persamaan kecepatan reaksi menjadi: (-ra) = = dc A = k.ca.cb dt dc A = kt.ca (Orde satu semu) dt Dimana :kt = k. CB 2.3 Diagram Alir Proses Diagram alir selengkapnya dapat dilihat pada gambar dibawah: 9 6, bar 07 0 C C 20H 40O 2 H 20 C 4H 0O D-0, bar 07 0 C C 20H 40O 2 H 20 C 4H 0O 0, bar 40 0 C C 20H 40O 2 H 20 C 4H 0O 8 bar 07 0 C NaOH H 20 5 MD- bar 07 0 C C 4H 0O H 2O 3 bar 07 0 C H 2SO 4 H 2O 2 R-0,2 bar 07 0 C 4,2 bar 07 0 C C 20H 40O 2 C 6H 32O 2 C 8H 36O 2 H 20 C 4H 0O H 2SO 4 N-0,2 bar 07 0 C,2 bar 72 0 C C 20H 40O 2 H 20 C 4H 0O C 8H 35O 2Na C 6H 3O 2Na Na 2SO 4,2 bar 07 0 C 7 bar 35 0 C C 6H 32O 2 C 8H 36O 2,25 bar 2 0 C C 20H 40O 2 C 4H 0O C 8H 35O 2Na C 6H 3O 2Na Na 2SO 4 Gambar 2. Diagram Alir Kualitatif

9 9 708,26 kg/jam C 20 H 40 O 2 % H 2 0 9% C 4 H 0 O 90% D-0 6 890,08 kg/jam C 20 H 40 O 2 % H 2 0 9% C 4 H 0 O 90% 0 20,38 kg/jam C 20 H 40 O 2 0,% H 2 0 90% C 4 H 0 O 9,9% 8 MD- 59,45 kg/jam NaOH 40% H 2 0 60% 5 487,06 kg/jam C 4 H 0 O 99% H 2 O % 3,67 kg/jam H 2 SO 4 98% H 2 O 2% 2 R-0 4 378,28 kg/jam C 20 H 40 O 2 46% C 6 H 32 O 2 2% C 8 H 36 O 2 2% H 2 0 3% C 4 H 0 O 46,36% H 2 SO 4 0,04% N-0 3777,74 kg/jam C 20 H 40 O 2 46% H 2 0 4% C 4 H 0 O 45,9% C 8 H 35 O 2 Na 2% C 6 H 3 O 2 Na 2% Na 2 SO 4 0,% 7 550,005 kg/jam C 6 H 32 O 2 95% C 8 H 36 O 2 5% Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif 887,66 kg/jam C 20 H 40 O 2 90% C 4 H 0 O 0,9% C 8 H 35 O 2 Na 4,6% C 6 H 3 O 2 Na 4,4% Na 2 SO 4 0,%

20 S-0 P-09 9, 35 LIC DC-0 6, 35 HE-05 Air Pendingin TIC 6, 07 0, 35 2 IPAL LIC H-0 T-0 BC-0 35 FC 35 HE-0 Steam Tee 07 LIC R-0 H-02 TIC LIC FC N-0 TIC 5,2 2 3 MD-0 4 PC FC Air Pendingin TIC CD-0 ACC-0 LIC FC ACC CD HE MD H BC P R N DC KETERANGAN : ACCUMULATOR : KONDENSER : HEAT EXCHANGER : MENARA DISTILASI : HOPPER : BELT CONVEYOR : POMPA : REAKTOR : NETRALIZER : DECANTER LIC T-02 3 35 P-02 P-0 FC 4, 2 07 P-04 P-05 5,2 07 HE-03 Steam 72 LIC 5 6 7 TIC P-06a RB-0 P-06b Steam T-0 : TANGKI ISOBUTANOL T-02 : TANGKI ASAM SULFAT T-03 : TANGKI NaOH S-0 : SILO ASAM PALMITAT T-04 : TANGKI ISOBUTIL PALMITAT (PRODUK) : ARUS MASSA CAMPURAN : STEAM : COOLING WATER : ARUS PENGENDALI PNEUMATIC : ARUS PENGENDALI ELECTRIC LIC T-03 8 35 FC HE-02 7,2 25 Air Pendingin P-07 HE-04 7 FC LIC LI : GATE VALVE : NOMOR ARUS : TEMPERATUR, O C : TEKANAN, bar : FLOW CONTROLLER : LEVEL INDICATOR CONTROLLER : LEVEL INDICATOR P-03 Steam 3 TIC 35 PC TIC : PRESSURE CONTROLLER : TEMPERATURE INDICATOR CONTROLLER 07 LI T-04 *basis perhitungan jam operasi Komponen Arus (kg) Arus 2 (kg) Arus 3 (kg) Arus 4 (kg) Arus 5 (kg) Arus 6 (kg) Arus 7 (kg) Arus 8 (kg) C20 H40 O2 0,00 0,00 0,00 855,70 72,93 7,22 704,7 0,00 C6 H32 O2 0,00 472,5 0,00 79,40 0,00 0,00 0,00 0,00 H2 0 9,83 0,00 0,0 29,20 66,24 66,24 0,00 35,68 C8 H36 O2 0,00 77,50 0,00 83,60 0,00 0,00 0,00 0,00 H2 SO4 0,00 0,00,67,80 0,00 0,00 0,00 0,00 C4 H0 O 438,67 0,00 0,00 857,80 723,87 706,63 7,24 0,00 NaOH 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 23,78 Na2 SO4 0,00 0,00 0,00 0,00 2,42 0,00 2,42 0,00 C8 H35 O2 Na 0,00 0,00 0,00 0,00 83,50 0,00 83,50 0,00 C6 H3 O2 Na 0,00 0,00 0,00 0,00 79,95 0,00 79,95 0,00 Total 458,50 550,0,80 4007,50 3777,9 890,09 887,83 59,46 Tekanan (bar),00,00,00,20,20,20,20,00 Suhu ( 0 C) 35,00 35,00 35,00 07,00 72,00 07,00 25,00 35,00 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET 206 DIAGRAM ALIR PROSES PRARANCANGAN PABRIK ISOBUTYL PALMITAT DARI ISOBUTANOL DAN ASAM PALMITAT KAPASITAS 5.000 TON/TAHUN Dikerjakan Oleh : Alviansyah Zinka Ancoro Putro Pamor Satria Panggraita NIM. I05004 NIM. I05038 Dosen Pembimbing : Dr. Sperisa Distantina S.T., M.T. Dr. Sunu Herwi Pranolo NIP. 980005 20050 00 NIP. 9580425 9860 00 Gambar 2.3` Diagram Alir Proses

2 2.4 Uraian proses Secara umum proses pembuatan Isobutil palmitat dari Isobutil alkohol dan Palmitat dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu: a. Unit persiapan bahan baku b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat c. Unit pemisahan produk Jabaran dan uraian tiap-tiap tahap adalah sebagai berikut a. Unit persiapan bahan baku. Bahan baku Isobutil alkohol dan Asam palmitat masuk menuju reaktor dengan perbandingan mol 5: pada suhu 30 C. Bahan baku Isobutil alkohol dari tangki penyimpan dan arus recycle hasil atas Menara Distilasi dipompa menuju reaktor. Sedangkan Asam palmitat yang berasal dari Silo diumpankan ke Reaktor dengan menggunakan Hoppermelalui Belt Conveyor. Asam sulfat sebagai katalis juga dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30 C dan tekanan bar menuju reaktor. b. Unit reaksi pembentukan Isobutil palmitat. Bahan baku Isobutil alkohol dan Asam palmitat diumpankan ke dalam reaktor yang beroperasi secara isothermal pada suhu 07 C dan tekanan bar. Sebagai katalisnya digunakan Asam sulfat. Reaktor yang digunakan adalah Reaktor Alir Tangki Berpengaduk. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk menjaga kondisi isothermal perlu dilakukan pendinginan. Pendingin ditambahkan ke dalam reaktor dengan caramengalirkan air melalui jaket pendingin. c. Unit PemisahanProduk Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk Isobutil palmitat hingga mencapai kemurnian 90%. Produk keluar Reaktor dialirkan menuju Netralizer untuk menetralkan Asam palmitat, Asam Stearat dan Asam sulfat dengan menggunakan penetral

22 NaOH. NaOH sebagai penetral dipompa dari tangki penyimpan pada suhu 30 C dan tekanan bar menuju ke Netralizer. Hasil keluaran Netralizer dialirkan ke Menara Distilasiyang beroperasi pada suhu 72 C dan tekanan bar. Menara distilasi bertujuan untuk memurnikan Isobutil palmitat sebagai produk. Menara distilasi beroperasi pada tekanan bar, suhu bagian atas menara 07 C, dan suhu bagian bawahnya 2 C. Isobutil palmitat didapatkan pada hasil bawah menara distilasi, dan kemudian didinginkan melalui heat exchanger 4 sampai suhu 35 C sebelum disimpan ke dalam tangki penyimpanan produk. Hasil atas menara distilasi yang mengandung Isobutil alkohol, Air, dan sedikit Isobutil palmitat di alirkan ke Dekanter sebelum masuk ke Reaktor sebagai recycle. Didalam Dekanter akan terbentuk dua fase, yaitu fase ringan sebagai hasil atasnya, dan fase berat sebagai hasil bawahnya. Fase ringannya adalah sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat, sedangkan fraksi beratnya adalah sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat. Fraksi ringan Dekanter yang mengandung sebagian besar Isobutil alkohol dengan sedikit Air dan Isobutil palmitat dipompa menuju ke Reaktor. Sedangkan fraksi berat Dekanter yang mengandung sebagian besar Air dengan sedikit Isobutil alkohol dan Isobutil palmitat dialirkan ke Unit Pengolahan Limbah (UPL).

23 2.5 Neraca Massa dan Neraca Panas Neraca Massa Produk : Isobutil palmitat Kapasitas : 5.000 Ton/tahun Satu tahun produksi : 330 hari Waktu operasi selama hari : 24 jam Basis perhitungan : jam operasi Satuan : Kg/jam Komponen Isobutil palmitat Asam palmitat asam stearat Air Asam sulfat Isobutanol Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus Tee Arus 2 Arus 9 Arus 4 0,00 0,00 7,05.72,93 0,00.472,5 0,00 73,63 0,00 77,50 0,00 77,50 7,38 0,00 4,3 9,86,67 0,00 0,00,67 479,69 0,00.648,54.723,87 Subtotal 487,06.550,0.679,7 3.78,46 TOTAL 3.78,46 3.78,46 Tabel 2.4 Neraca Massa Netralizer komponen masuk (kg/jam) keluar (kg/jam) Arus 4 Arus 8 Arus 5 Asam sulfat,67 0,00 0,00 Natrium Hidroksida 0,00 23,78 0,00

24 Natrium Sulfat 0,00 0,00 2,42 Air 9,86 35,68 66,24 Asam palmitat 73,63 0,00 0,00 Isobutanol.723,87 0,00.723,87 Asam Stearat 77,50 0,00 0,00 Natrium Stearat 0,00 0,00 83,50 Isobutil palmitat.72,93 0,00.72,93 Natrium Palmitat 0,00 0,00 79,95 3.78,46 59,46 Total 3.777,9 3.777,9 Tabel 2.5 Neraca Massa MD Komponen Arus 5 (kg/jam) Keluar Arus 6 (kg/jam) Arus 7 (kg/jam) Air 66,24 66,24 0,00 Isobutanol.723,87.706,63 7,24 Isobutil palmitat.72,93 7,22.704,7 Natrium Stearat 83,50 0,00 83,50 Natrium Palmitat 79,95 0,00 79,95 Natrium Sulfat 2,42 0,00 2,42 Subtotal 3.777,9.890,09.887,83 Total 3.777,9 3.777,9

25 Tabel 2.6 Neraca Massa Dekanter Komponen Arus 6 (kg/jam) Arus 9 (kg/jam ) Arus 0 (kg/jam) Air 66,24 4,3 52, Isobutanol 706,63 648,54 58,09 Isobutil palmitat 7,22 7,05 0,7 Subtotal 890,09 679,7 20,38 Total.890,09.890,09 Tabel 2.7 Neraca Massa Total NERACA MASSA TOTAL NO Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus Arus 2 Arus 3 Arus 8 Arus 7 Arus 0 Isobutil palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 704,7 0,7 2 Asam palmitat 0,00 472,5 0,00 0,00 0,00 0,00 3 Air 7,37 0,00 0,0 35,68 0,00 52, 4 Asam Stearat 0,00 77,50 0,00 0,00 0,00 0,00 5 Asam sulfat 0,00 0,00,67 0,00 0,00 0,00 6 Isobutanol 479,69 0,00 0,00 0,00 7,24 58,09 7 Natrium hidroksida 0,00 0,00 0,00 23,78 0,00 0,00 8 Natrium sulfat 0,00 0,00 0,00 0,00 2,42 0,00 9 Natrium stearat 0,00 0,00 0,00 0,00 83,50 0,00 0 natrium palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 79,95 0,00 487,06 550,0,68 59,46 887,83 20,38 JUMLAH 2.098,20 2.098,20

26 Neraca Panas Tabel 2.8 Neraca Panas Reaktor Output, Q Input, Q (kj/jam) Komponen (kj/jam) Arus TEE Arus 2 Arus 9 Arus 4 Air 6.80,74 0,00 570,04 353.64,49 Isobutanol 83.03,9 0,00 39.733,58 5.954,68 Asam palmitat 0,00 39.093,70 0,00 7.97,24 Isobutil palmitat 0,00 0,00 3.466,47 4.00,69 Asam Stearat 0,00 7.97,24 0,00 203,9 Asam sulfat 203,9 0,00 0,00 326.225,47 Sub total 90.08,84 337.064,93 323.770,09 755.069,76 Q reaksi 784.957,34 - Q pendingin - 780.74,45 Jumlah.535.8,2.535.8,2

27 Tabel 2.9 Neraca Panas Netralizer Output, Q Input, Q (kj/jam) Komponen (kj/jam) Arus 4 Arus 8 Arus 5 Air 4.00,69 27.70,50 57.006,58 Isobutanol 326.225,47 0,00 326.225,47 Asam palmitat 5.954,68 0,00 0,00 Isobutil palmitat 353.64,49 0,00 353.64,49 Asam Stearat 7.97,24 0,00 0,00 Asam sulfat 203,9 0,00 0,00 Natrium sulfat 0,00 0,00 9.524,0 Natrium stearat 0,00 0,00 37,2 Natrium palmitat 0,00 0,00 9.04,52 Natrium hidroksida 0,00 32.922,34 0,00 Sub total 755.069,76 60.623,84 775.792,28 Q reaksi 5.277,27 - Q pendingin - 9.78,60 Jumlah 966.970,88 966.970,88

28 Tabel 2.0 Neraca Panas Menara Distilasi Komponen Input Output Arus 5 Arus 6 (Distilat) Arus 7 (Bottom) Air 03.704,36 57.025,77 35,35 Isobutanol 65.309,59 323.076,96 8.050,62 Isobutil palmitat 654.085,78 3.537,37 832.239,3 Natrium stearat 37.046,48 0,00 48.793,43 Natrium palmitat 37.563,09 0,00 49.268,95 Natrium sulfat 567,66 0,00 74,92 Jumlah.448.276,95 383.640,0 939.382,4.323.022,5 Reboiler.370.836,59 - Kondenser -.499.765,87 Total 2.89.3,54 2.89.3,54 Tabel 2. Neraca Panas Dekanter Komponen Input, Q (kj/jam) Output, Q (kj/jam) Arus 6 Arus 9 Arus 0 Air 3.486,30 296,34 3.89,96 Isobutanol 8.878,0 8.235,42 642,59 Isobutil palmitat 207,79 205,7 2,08 Subtotal 22.572,0 8.737,47 3.834,63 Total 22.572,0 22.572,0

29 Tabel 2.2 Neraca Panas HE-0 Komponen Input (kj/jam) Umpan Q HE-0 Output (kj/jam) Air 450,96 7.373,93 Isobutanol 23.54,60 402.747,49 Asam sulfat,96 203,9 Isobutil palmitat 205,7 3.500,78 Q HE-0 389.65,6 Total 24.20,23 389.65,6 43.825,40 43.825,40 43.825,40 Tabel 2.3 Neraca Panas HE-02 Komponen Input (kj/jam) Umpan Q HE-0 Output (kj/jam) Air.495,3 2.233,65 Natrium Hidroksida 57,93 4.24,63 Q HE-02 4.462,04 Total 2.03,24 4.462,04 6.475,28 6.475,28 6.475,28 Tabel 2.4 Neraca Panas HE-03 Komponen Input (kj/jam) Umpan Q HE-0 Output (kj/jam) Isobutil palmitat 839.697,89 4.250,32 Isobutanol 8.29,27 382,28 Natrium sulfat 720,74 38,85 Natrium stearat 49.283,47 2.25,75 natrium palmitat 49.747,76 2.93,7

30 Q HE-03 90.588,2 Total 947.579,3 45.990,9 947.579,3 947.579,3 Tabel 2.5 Neraca Panas HE-04 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Air 57.004,43 03.704,36 Isobutanol 326.225,47 65.309,59 Isobutil palmitat 353.64,49 654.085,78 Natrium stearat 9.04,52 37.046,48 Natrium palmitat 9.524,0 37.563,09 Natrium sulfat 37,2 567,66 Q HE-04 672.486,82 775.790,3 672.486,82.448.276,95 Total.448.276,95.448.276,95 Tabel 2.6 Neraca Panas HE-05 Komponen Input (kj/jam) Umpan Q HE-05 Output (kj/jam) Isobutil palmitat 3.537,7 207,8 Isobutanol 323.076,96 8.878,0 Air 57.023,35 3.486,02 Q HE-05 36.066,8 383.638,02 22.57,84 Total 383.638,02 383.638,02

3 Tabel 2.7 Neraca Panas Total Komponen MASUK (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus Arus 2 Arus 3 Arus 8 Arus 0 (ke ipal) produk Isobutil palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 2,08 832.239,3 Asam palmitat 0,00 39.093,70 0,00 0,00 0,00 0,00 Air 6.80,74 0,00 0,00 27.70,50 3.89,96 35,35 Asam Stearat 0,00 7.97,24 0,00 0,00 0,00 0,00 Asam sulfat 0,00 0,00 203,9 0,00 0,00 8.050,62 Isobutanol 83.03,9 0,00 0,00 0,00 642,59 0,00 Natrium hidroksida 0,00 0,00 0,00 32.922,34 0,00 0,00 Natrium sulfat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 74,92 Natrium stearat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 48.793,43 Natrium palmitat 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 49.268,95 Sub-Total 89.85,65 337.064,93 203,9 60.623,84 3.834,63 939.382,4 TOTAL 487.707,62 943.27,03 Q masuk 3.674.33,6 Q keluar 0,00 3.73.28,02 TOTAL 4.6.84,23 4.6.84,23

32 2.6 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses Lay Out Peralatan Proses Lay out peralatan proses adalah tempat di mana alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pabrik, antara lain (Vilbrandt, 959):. Kelancaran aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 2. Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempattempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan. 3. Lalu lintas manusia, dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan. 4. Pertimbangan ekonomi, dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. Jarak antar alat proses, alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran maka kerusakan dapat diminimalkan.

33 U T-04 Dc-0 CD-0 R-0 N-0 MD-0 RB-0 S-0 T-0 T-02 T-03 SKALA : 500 Gambar 2.4 Layout Peralatan Proses

34 Lay Out Pabrik Lay out 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 dari para karyawan serta keselamatan proses. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.4. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah:. Pabrik Isobutil palmitat merupakan pabrik baru (bukan pengembangan) sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada. 2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa mendatang. 3. Fakor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun. 4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor. 5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan ruangan/lahan. Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu:. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang control. Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai

35 pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual. 2. Daerah proses Merupakan daerah di mana alat proses diletakkan dan proses berlangsung. 3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk Merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk. 4. Daerah gudang, bengkel dan garasi. Merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahanbahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses. 5. Daerah utilitas Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrandt dan Dryden, 959)

36 Pintu Darurat U Pos Keamanan Area Perluasan Area Perluasan UPL Ares Utilitas Area Proses Bengkel P-7 Ruang Generator Kantor Utilitas Control Room Laboratorium Garasi Gudang Safety Fire Station Kantin Poliklinik Parkir Pusdiklat dan Perpustakaan Masjid Kantor Produksi Kantor Pusat Pos Keamanan Pintu Utama Skala :500 Gambar 2.5 Layout Pabrik