180141711201104441
-
Upload
rizka-rinda-pramasti -
Category
Documents
-
view
18 -
download
2
description
Transcript of 180141711201104441
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK NATRIUM NITRAT DARI
NATRIUM KLORIDA DAN ASAM NITRAT
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
Oleh:
Irma Yuningsih I 0506027
Minyana Dewi Utami I 0506032
JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA
2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
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 Natrium Nitrat dari Natrium Klorida dan
Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun” ini.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Ir. Endang Mastuti selaku Dosen Pembimbing I dan Enny Kriswiyanti A.,
S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya
dalam penulisan tugas akhir.
3. Ir Nunik Sri Wahjuni, M.Si dan Ir. Samun Triyoko selaku Dosen Penguji
Pendadaran.
4. Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.
5. Ir. Endah Retno D., M.T. selaku Pembimbing Akademik.
6. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.
7. Teman-teman mahasiswa teknik kimia FT UNS khususnya tekimers ’06.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca sekalian.
Surakarta, Februari 2011
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-1
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................... i
Lembar Pengesahan ........................................................................................ ii
Kata Pengantar................................................................................................ iii
Daftar Isi ...................................................................................................... iv
Daftar Tabel ................................................................................................... v
Daftar Gambar ............................................................................................. vi
Intisari .......................................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................ 1
1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik ................................. 2
1.2.1 Kebutuhan Natrium Nitrat di Indonesia....................... 2
1.2.2 Kebutuhan Natrium Nitrat di Dunia ………………….. 3
1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku ........................................... 4
1.2.4 Kapasitas Pabrik Minimal dan Maksimal di Luar Negeri 4
1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik ....................................................... 5
1.4 Tinjauan Pustaka ................................................................... 6
1.4.1 Macam-macam Proses Pembuatan Natrium Nitrat ...... 6
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses............................................. 8
1.4.3 Kegunaan Produk ....................................................... 9
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............ 11
1.4.4.1 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku .................. 11
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-2
1.4.4.2 Sifat Fisis dan Kimia Produk.......................... 13
1.4.5 Tinjauan Proses ......................................................... 15
BAB II DESKRIPSI PROSES..................................................................... 17
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ...................................... 17
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ............................................. 17
2.1.2 Spesifikasi Produk Utama........................................... 17
2.1.3 Spesifikasi Produk Samping ....................................... 18
2.2 Konsep Proses ....................................................................... 18
2.2.1 Mekanisme Reaksi ..................................................... 18
2.2.2 Kondisi Operasi .......................................................... 19
2.2.3 Tinjauan Termodinamika ........................................... 20
2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi............................................ 23
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses .............................. 24
2.3.1 Diagram Alir Proses ................................................... 24
2.3.2 Tahapan Proses........................................................... 27
2.3.2.1 Tahap Penyimpanan Bahan Baku ................... 27
2.3.2.2 Tahap Penyiapan Bahan Baku ........................ 27
2.3.2.3 Tahap Pembentukan Produk ........................... 28
2.3.2.4 Tahap Pemurnian Produk ............................... 28
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ........................................... 30
2.4.1 Neraca Massa ............................................................ 30
2.4.2 Neraca Panas ............................................................. 36
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ...................................... 41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-3
2.5.1 Lay Out Pabrik ........................................................... 41
2.5.2 Lay Out Peralatan Proses ............................................ 43
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES ...................................................... 46
3.1 Reaktor .................................................................................... 46
3.2 Mixer........................................................................................ 47
3.3 Evaporator ............................................................................... 48
3.4 Menara Destilasi....................................................................... 49
3.5 Crystallizer............................................................................... 50
3.6 Centrifuge................................................................................. 51
3.7 Rotary Dryer ............................................................................ 52
3.8 Tangki ...................................................................................... 54
3.9 Silo........................................................................................... 55
3.10 Heat Exchanger ........................................................................ 57
3.11 Condenser ................................................................................ 59
3.12 Reboiler.................................................................................... 61
3.13 Accumulator ............................................................................. 62
3.14 Pompa ...................................................................................... 63
3.15 Cyclone .................................................................................... 66
3.16 Fan........................................................................................... 67
3.17 Conveyor .................................................................................. 67
3.18 Hopper ..................................................................................... 69
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............ 70
4.1 Unit Pendukung Proses ......................................................... 70
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-4
4.1.1 Unit Pengadaan Air .................................................... 71
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran . 71
4.1.1.2 Air Proses ..................................................... 72
4.1.1.3 Air Umpan Boiler ......................................... 72
4.1.1.4 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ................ 74
4.1.1.5 Pengolahan Air dari PT KTI.......................... 74
4.1.1.6 Kebutuhan Air............................................... 78
4.1.2 Unit Pengadaan Steam ................................................ 80
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan...................................... 83
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik .............................................. 84
4.1.4.1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas...... 84
4.1.4.2 Listrik untuk penerangan................................ 87
4.1.4.3 Listrik untuk AC ............................................ 89
4.1.4.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi.. 89
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ..................................... 90
4.2 Laboratorium ........................................................................ 92
4.2.1 Laboratorium Fisik .................................................. 93
4.2.2 Laboratorium Analitik ............................................. 94
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ............ 94
4.2.4 Analisa Air ............................................................... 95
4.3 Unit Pengolahan Limbah........................................................ 96
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-5
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN...................................................... 102
5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................ 102
5.2 Struktur Organisasi ............................................................... 103
5.3 Tugas dan Wewenang ........................................................... 106
5.3.1 Pemegang Saham ...................................................... 106
5.3.2 Dewan Komisaris ...................................................... 107
5.3.3 Dewan Direksi ........................................................... 107
5.3.4 Staf Ahli .................................................................... 109
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) .................... 109
5.3.6 Kepala Bagian ............................................................ 109
5.3.7 Kepala Seksi ............................................................... 114
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ........................................... 114
5.4.1 Karyawan Non Shift ................................................... 114
5.4.2 Karyawan Shift atau Ploog ......................................... 115
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah ........................................ 117
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ............... 118
5.6.1 Penggolongan Jabatan ................................................ 118
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ........................................ 118
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................. 121
BAB VI ANALISIS EKONOMI................................................................... 123
6.1 Penaksiran Harga Peralatan ................................................... 128
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................ 130
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment)....................... 131
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user iv-6
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) .................. 132
6.3 Biaya Produksi Total (Total Poduction Cost) ....................... 133
6.3.1 Manufacturing Cost..................................................... 133
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) .............. 133
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) .............. 133
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ................ 134
6.3.2 General Expense (GE) ................................................ 134
6.4 Keuntungan Produksi ............................................................. 135
6.5 Analisis Kelayakan ................................................................ 135
Daftar Pustaka ............................................................................................. viii
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Data Impor Natrium Nitrat di Indonesia ......................... 2
Gambar 1.2 Grafik Data Impor Natrium Nitrat Beberapa Negara di Asia .... 3
Gambar 1.3 Peta Provinsi Banten ………………………………………....... 7
Gambar 1.4 Peta Lokasi Pabrik ……………..…………………………....... 7
Gambar 1.5 Diagram Blok Proses Pembuatan Natrium Nitrat ...………….. 16
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ............................................................ 25
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ……………………....……………… 26
Gambar 2.3 Lay Out Pabrik ……………………………………………....... 43
Gambar 2.4 Lay Out Peralatan Proses ………………...………………...…. 45
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air dari PT KTI ………………...…........... 75
Gambar 4.2 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) …………….. 99
Gambar 4.3 Bagan Unit Pengolahan Limbah Padat ..……………………… 100
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Natrium Nitrat ………………….... 106
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ………………...………….. 128
Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan ………..……...………….………... 137
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user v-1
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Natrium Nitrat di Indonesia .......................................... 2
Tabel 1.2 Data Impor Natrium Nitrat Beberapa Negara di Asia ...................... 3
Tabel 1.3 Kapasitas Produksi Natrium Nitrat Komersial ...………………….. 4
Tabel 1.4 Perbandingan Proses Sintesis pada Pembuatan Natrium Nitrat …... 9
Tabel 2.1 Harga ∆Hof dan ∆Gof ....................................................................... 20
Tabel 2.2 Neraca Massa pada Mixer (M-01) ………………………………… 31
Tabel 2.3 Neraca Massa pada Reaktor …………………………………......... 31
Tabel 2.4 Neraca Massa pada Evaporator (E-01) ……………………..…….. 32
Tabel 2.5 Neraca Massa pada Menara Destilasi (MD-01) ……………..……. 32
Tabel 2.6 Neraca Massa pada Crystallizer (CR-01) ………………………..... 33
Tabel 2.7 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-01) ……………………...…… 33
Tabel 2.8 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-01) …………………..…… 34
Tabel 2.9 Neraca Massa pada Evaporator (E-02) …………………..……….. 34
Tabel 2.10 Neraca Massa Total ……………………………………………….. 35
Tabel 2.11 Neraca Panas pada Mixer (M-01) …………………………………. 36
Tabel 2.12 Neraca Panas pada Reaktor ……………………………………….. 36
Tabel 2.13 Neraca Panas pada Evaporator (E-01) ……………………………. 37
Tabel 2.14 Neraca Panas pada Menara Destilasi (MD-01) …………………… 37
Tabel 2.15 Neraca Panas pada Crystallizer (CR-01) ………………………… 38
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user v-2
Tabel 2.16 Neraca Panas pada Centrifuge (CF-01) …………………………… 38
Tabel 2.17 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-01) ……………………….. 39
Tabel 2.18 Neraca Panas pada Evaporator (E-02) ……………………………. 39
Tabel 2.19 Neraca Panas Total ………………………………………………... 40
Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor ……………………………………………….. 46
Tabel 3.2 Spesifikasi Mixer ………………………………………………………... 47
Tabel 3.3 Spesifikasi Evaporator …………………………………………………. 48
Tabel 3.4 Spesifikasi Menara Destilasi ……………………………………… 49
Tabel 3.5 Spesifikasi Crystallizer …………………………………………….. 50
Tabel 3.6 Spesifikasi Centrifuge …………………………………………….. 51
Tabel 3.7 Spesifikasi Rotary Dryer ………………………………………….. 52
Tabel 3.8 Spesifikasi Tangki ………………………………………………… 54
Tabel 3.9 Spesifikasi Silo ……………………………………………………. 55
Tabel 3.10 Spesifikasi Heat Exchanger ………………………………………. 57
Tabel 3.11 Spesifikasi Condenser …………………………………………….. 59
Tabel 3.12 Spesifikasi Reboiler ………………………………………………. 61
Tabel 3.13 Spesifikasi Accumulator …………………………………………... 63
Tabel 3.14 Spesifikasi Pompa ………………………………………………… 62
Tabel 3.15 Spesifikasi Cyclone ……………………………………………….. 66
Tabel 3.16 Spesifikasi Fan ………………………………………………………. 67
Tabel 3.17 Spesifikasi Screw Conveyor ………………………………………. 67
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user v-3
Tabel 3.18 Spesifikasi Hopper ………………………………………………... 69
Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin ………………………………………….. 78
Tabel 4.2 Kebutuhan air proses ……………………………………………… 79
Tabel 4.3 Kebutuhan air untuk steam ……………………………………....... 79
Tabel 4.4 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi ……………………… 80
Tabel 4.5 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas …………. 85
Tabel 4.6 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan ………………………... 88
Tabel 4.7 Total kebutuhan listrik pabrik …………………………………… 90
Tabel 5.1 Jadwal pembagian kelompok shift ………………………………. 116
Tabel 5.2 Jumlah karyawan menurut jabatannya ……………………………. 119
Tabel 5.3 Perincian golongan dan gaji karyawan ………………………..… 121
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ……………...………………………………….. 128
Tabel 6.2 Modal Tetap ……..………………………………………………... 131
Tabel 6.3 Modal Kerja ……………………………………………………….. 132
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost ………………………..……………… 133
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ………………………...……………. 133
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost ……………………..…………………. 134
Tabel 6.7 General Expense ……………………...…………………………... 134
Tabel 6.8 Analisa kelayakan …………………………………………………. 136
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Seiring dengan kemajuan jaman, pembangunan di segala bidang makin
harus diperhatikan. Salah satu jalan untuk meningkatkan taraf hidup bangsa
adalah dengan pembangunan industri, termasuk diantaranya adalah industri
kimia, baik yang menghasilkan suatu produk jadi maupun produk antara
(intermediet) untuk diolah lebih lanjut.
Salah satu produk antara (intermediet) tersebut adalah Natrium Nitrat.
Pemenuhan akan kebutuhan Natrium Nitrat nasional hingga saat ini masih dengan
mengimpor dari luar negeri karena di Indonesia belum ada industri Natrium
Nitrat. Dengan demikian, pembangunan industri kimia yang menghasilkan
Natrium Nitrat ini sangat penting, karena dapat mengurangi ketergantungan
Indonesia terhadap industri luar negeri, yang pada akhirnya akan dapat
mengurangi pengeluaran devisa untuk mengimpor Natrium Nitrat tersebut.
Bahan baku pembuatan Natrium Nitrat (NaNO3) adalah Natrium Klorida
(NaCl) dan Asam Nitrat (HNO3). Beberapa kegunaan Natrium Nitrat (NaNO3),
yaitu sebagai bahan kimia intermediet (bahan antara) dalam pembuatan pupuk
yang mengandung senyawa nitrogen, sebagai reagen dalam kimia analisa dan
obat-obatan, bahan baku pembuatan dinamit, dan bahan tambahan dalam
pembuatan kaca dan korek api.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik
Dalam pemilihan kapasitas pabrik Natrium Nitrat (NaNO3) ada beberapa
pertimbangan yang perlu diperhatikan yaitu :
1.2.1 Kebutuhan Natrium Nitrat di Indonesia
Berdasarkan data yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik mengenai
impor Natrium Nitrat (NaNO3) di Indonesia pada tahun 2006 – 2009 ditunjukkan
pada tabel 1.1.
Tabel 1.1 Data Impor Natrium Nitrat di Indonesia
Tahun Jumlah ( Ton )
2006 7.815,68
2007 6.897,594
2008 6.621,523
2009 5.046,083
(Sumber : Badan Pusat Statistik Indonesia, 2010)
Gambar 1.1 Grafik Data Impor Natrium Nitrat di Indonesia
Dari Gambar 1.1 diperoleh suatu persamaan regresi linier untuk
mengetahui kebutuhan Natrium Nitrat pada tahun 2015 :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Y = (-858,4x) + 8741
Y = (-858,4 x 2015 ) + 8741
Y = 157 Ton
1.2.2 Kebutuhan Natrium Nitrat di Dunia
Kebutuhan Natrium Nitrat (NaNO3) di dunia (Malaysia, Thailand, India)
diperkirakan akan terus meningkat sesuai dengan data-data impor dari negara
tersebut pada tahun 2005 - 2009, sebagaimana terlihat pada tabel 1.2.
Tabel 1.2 Data Impor Natrium Nitrat Beberapa Negara di Asia
TahunImpor (ton/tahun)
Malaysia Thailand India
2005 380.94 3937.21 4387.002
2006 6406.16 3685.829 5229.363
2007 688.46 3678.68 6356.294
2008 1644.4 4470.437 7090.508
2009 2210.361 - -
(Sumber : Badan Pusat Statistik Indonesia, 2010)
Gambar 1.2 Grafik Data Impor Natrium Nitrat di beberapa Negara di Asia
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Walaupun kebutuhan Natrium Nitrat di Indonesia mengalami penurunan
setiap tahun, akan tetapi kebutuhan Natrium Nitrat di negara tetangga seperti
Malaysia, Thailand, dan India, mengalami peningkatan tiap tahunnya. Dengan
demikian, Natrium Nitrat yang akan diproduksi tiap tahun selain untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri, juga untuk diekspor ke negara - negara tersebut untuk
menambah devisa negara.
1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku Natrium Nitrat adalah Natrium Klorida dan Asam Nitrat.
Natrium Klorida diperoleh dari PT Amonindo Utama, Jakarta. Sedangkan Asam
Nitrat diperoleh dari PT Multi Nitrotama Kimia, Cikampek, sehingga untuk
pemenuhan bahan baku tidak perlu dikhawatirkan.
1.2.4 Kapasitas Pabrik Minimal dan Maksimal di Luar Negeri
Untuk memproduksi Natrium Nitrat harus diperhitungkan juga kapasitas
produksi yang menguntungkan. Kapasitas produksi secara komersial yang telah
ada terlihat pada tabel 1.3.
Tabel 1.3 Kapasitas Produksi Natrium Nitrat Komersial
Pabrik Proses Kapasitas (Ton/Thn)
Deepak nitrite Ltd. Bombay Sintesis 15.000
Qena Distriq. Egypt Shank 113.000
Chillean Nitrate Corp., USA Sintesis 800.000
SQM Nitratos S.A. Guggenheim 770.000(Sumber : Othmer, 1997, vol. 22)
Dari data impor ketiga negara tetangga di atas, dapat diprediksikan total
jumlah kebutuhan impor Natrium Nitrat di negara - negara tersebut adalah sebesar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
28.500 ton/tahun. Sedangkan, kebutuhan Natrium Nitrat di dalam negeri adalah
sebesar 157 ton/tahun. Dilihat dari data-data di atas, maka dapat disimpulkan
bahwa kapasitas pabrik Natrium Nitrat sebesar 30.000 ton/tahun diharapkan :
1. Dapat memenuhi kebutuhan Natrium Nitrat dalam negeri dan negara-
negara tetangga tersebut di atas.
2. Dapat memberikan keuntungan karena kapasitas rancangan berada diatas
kapasitas terkecil pabrik yang ada di dunia.
3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan
Natrium Nitrat.
1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik
Letak geografis suatu pabrik mempunyai pengaruh yang sangat besar
terhadap keberhasilan perusahaan. Beberapa faktor dapat menjadi acuan dalam
menentukan lokasi pabrik antara lain, penyediaan bahan baku, pemasaran
produk, transportasi dan tenaga kerja. Berdasarkan tinjauan tersebut maka lokasi
pabrik Natrium Nitrat ini dipilih di Cilegon, Banten dengan pertimbangan sbb :
a. Penyediaaan bahan baku
Asam Nitrat sebagai bahan baku pembuatan Natrium Nitrat
diperoleh dari PT Multi Nitrotama Kimia, Cikampek. Sedangkan Natrium
Klorida diperoleh dari PT Amonindo Utama, Jakarta. Orientasi pemilihan
ditekankan pada jarak lokasi sumber bahan baku dengan pabrik cukup dekat.
b. Letak pabrik terhadap daerah pemasaran
Natrium Nitrat merupakan bahan kimia intermediet maka pemilihan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
lokasi di Cilegon adalah tepat, karena merupakan kawasan industri yang berarti
memperpendek jarak antara pabrik yang memproduksi dengan pabrik yang
membutuhkan Natrium Nitrat.
c. Transportasi
Kawasan industri Cilegon dekat dengan pelabuhan laut Merak
telah ada sarana transportasi jalan raya, sehingga mempermudah sistem
pengiriman bahan baku dan produk.
d. Tenaga kerja
Kawasan industri Cilegon terletak di daerah Jawa dan Jabodetabek
yang syarat dengan lembaga pendidikan formal maupun non formal dimana
banyak dihasilkan tenaga kerja ahli maupun non ahli, sehingga tenaga kerja
mudah didapatkan.
e. Utilitas
Utilitas yang diperlukan seperti air, bahan baku dan tenaga listrik
dapat dipenuhi karena lokasi terletak di kawasan industri.
Penyediaan air, diperoleh dari PT Krakatau Tirta Industri.
Penyediaan tenaga listrik, diperoleh dari PLN dan generator pabrik.
Peta lokasi pabrik dapat ditunjukkan pada gambar 1.3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Gambar 1.3 Peta Provinsi Banten
Gambar 1.3 Peta Lokasi Pabrik
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1 Macam-macam Proses Pembuatan Natrium Nitrat
Natrium Nitrat (NaNO3) merupakan bahan kimia intermediet. Pada
pembuatannya diperoleh dari endapan alamiah yang terdapat di dataran tinggi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Chile dan merupakan endapan yang cukup lebar, yaitu 8 - 65 km serta tebal
0,3 - 1,2 m. Produk dengan kualitas tinggi dapat dihasilkan dengan kristalisasi
dan pengeringan (Austin, 1984).
Dalam pembuatan Natrium Nitrat (NaNO3) dikenal tiga macam proses,
yaitu :
a. Proses Shank
Bahan baku berasal dari garam hasil penambangan (garam Chile) yang
mengandung NaNO3. Prosesnya meliputi loading, leaching, washing dan
unloading. Pada prinsipnya proses yang utama adalah pemurnian dari garam hasil
penambangan dimana zat-zat selain NaNO3 dikurangi kadarnya sehingga
diperoleh NaNO3 dengan kadar ± 60% (Othmer, 1997, vol. 22).
b. Proses Guggenheim
Pada prinsipnya proses Guggenheim sama dengan proses Shank, hanya
alatnya lebih disempurnakan, yaitu melalui proses crushing, leaching, filtering,
cristalizing, dan graining sehingga kadar NaNO3 lebih besar yaitu ± 85%
(Othmer, 1997, vol. 22).
c. Proses Sintesis
Macam-macam proses sintesis, yaitu :
1. Reaksi antara Na2CO3 dengan HNO3
Na2CO3 + 2 HNO398,097,0
,305
B
o
X
vakumC 2 NaNO3 + H2O + CO2
natrium karbonat (A) asam nitrat (B) natrium nitrat air karbon dioksida
(Othmer, 1997, vol.22)
Proses ini berlangsung pada suhu 305 – 350oC pada tekanan vakum di dalam
reaktor fluidized bed. Reaksi ini akan menghasilkan produk NaNO3 dengan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
konversi sebesar 97 - 98% terhadap HNO3 (U.S. Patent 2535990, 1950).
2. Reaksi antara NaCl dengan HNO3
3 NaCl + 4 HNO3 95,0
1,60
XA
atmCo
3 NaNO3 + NOCl + Cl2 + 2 H2O
natrium klorida (A) asam nitrat (B) natrium nitrat nitrosyl chloride chlorine air
(Kobe, 1957)
Proses ini berlangsung pada suhu 60oC pada tekanan 1 atm (Kobe, 1957),
dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Besarnya konversi yang
diperoleh adalah 95% terhadap NaCl (U.S. Patent 1978751, 1934).
Proses sintesis menghasilkan kadar NaNO3 yang lebih tinggi dari proses
Shank dan Guggenheim, yaitu ± 90 – 99 % (Othmer, 1997, vol.22).
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses
Proses yang dipilih dalam pembuatan Natrium Nitrat pada pabrik ini
adalah proses sintesis antara Natrium Klorida dengan Asam Nitrat. Pemilihan
proses ini didasarkan pada :
Tingkat kemurnian hasil lebih tinggi yaitu ± 90 – 99 % dibandingkan
dengan proses Shank (± 60%) maupun Guggenheim (± 85%).
Sintesis dari Natrium Klorida (NaCl) - Asam Nitrat (HNO3) berlangsung
dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) sehingga prosesnya
relatif lebih sederhana dibandingkan dengan síntesis dari natrium karbonat
(Na2CO3) - Asam Nitrat (HNO3) yang berlangsung dalam reaktor
fluidized bed.
Sintesis dari Natrium Klorida (NaCl) - Asam Nitrat (HNO3) berlangsung
pada tekanan atmosferis sehingga proses produksi relatif lebih sederhana
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
dibandingkan dengan síntesis dari Natrium Karbonat (Na2CO3) - Asam
Nitrat (HNO3) yang berlangsung pada tekanan vakum. Dengan demikian,
investasi yang ditanamkan juga lebih kecil.
Resume perbandingan antara proses sintesis dapat terlihat pada tabel 1.4.
Tabel 1.4 Perbandingan Proses Sintesis pada Pembuatan Natrium Nitrat
TinjauanBahan baku yang dibandingkan
Na2CO3 NaCl
1. Konversi
2. Kondisi operasi
3. Tipe reaktor
4. Harga bahan
97 - 98 % terhadap HNO31
P <1 atm, T = 305 - 350 oC1
Fluidized bed
US $ 160-165/ton4
95 % terhadap NaCl2
P = 1 atm, T = 60 oC3
RATB
US $ 24/ton4
Sumber : 1. US.Patent 2535990, 19502. US.Patent 1978751, 19343. Kobe, 19574. www.icispricing.com
1.4.3 Kegunaan Produk
Natrium Nitrat merupakan bahan intermediet yang sebagian besar
dikonsumsi sebagai bahan baku untuk pembuatan pupuk (terutama pupuk NPK),
bahan eksplosif pada pembuatan dinamit, pembuatan kaca, dan pembuatan cat.
Pembuatan pupuk NPK
Pada proses pembuatan pupuk NPK, Natrium Nitrat merupakan bahan
baku yang menghasilkan nitrogen pada pupuk tersebut, dimana Natrium Nitrat
direaksikan dengan garam Kalium Klorida sehingga membentuk Kalium
Nitrat. Selanjutnya Kalium Nitrat dialirkan pada batuan fosfat yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
mempunyai kadar fosfat tinggi sehingga dihasilkan pupuk NPK yang memberi
nutrisi pada daun. Dewasa ini penggunaan pupuk Kalium Nitrat lebih disukai
dibandingkan Kalium Klorida karena tanaman tidak tumbuh baik pada tanah
yang mengandung klorida.
Pembuatan Dinamit
Reaksi antara Natrium Nitrat dengan Ammonium Nitrat akan
menghasilkan gas yang sangat eksplosif sehingga dapat menimbulkan ledakan.
Jenis dinamit yang dihasilkan, yaitu Straight Dynamite, Amonia Dynamite,
Gelatin Dynamite, Gelatin Nitrat, dan Amonia Gelatin. Perbandingan jenis
dinamit ditentukan dengan pemakaian perbandingan Ammonium Nitrat dengan
Natrium Nitrat.
Pembuatan Kaca
Pada pembuatan kaca, Natrium Nitrat sebagai bahan tambahan yang
dicampur dengan calumite, dimana Natrium Nitrat mengoksidasi calumite.
Calumite merupakan slag atau sisa proses peleburan logam yang berfungsi
untuk meningkatkan melting potensial, menurunkan devitrivikasi, menurunkan
viskositas Moltanglans. Pada pencampuran tersebut membutuhkan Natrium
Nitrat sebanyak 2,5%. Penggunanaan Natrium Nitrat ini sangat efektif karena
dapat mengurangi bubble sehingga produk kaca tidak cacat.
Pembuatan Cat
Reaksi dengan lead atau timbal (Pb) akan membentuk Timbal Oksida
(PbO) yang banyak digunakan oleh industri cat sebagai penguat warna cat
sehingga warna cat lebih kuat dan merata pada suspensinya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk
1.4.4.1 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku
a. Natrium Klorida (NaCl)
Sifat fisis :
Berat molekul : 58,45 g/mol
Titik didih : 1413 0C pada 1 atm
Titik beku : 800,4 0C pada 1 atm
Bentuk : kristal kubik padat
Warna : putih
Densitas : 2,163 g/ml
(Perry, 1997)
Sifat kimia :
Dapat larut dalam air dan bermacam-macam solvent (etilen
glikol, etanol, metanol, cairan amoniak) tetapi tidak larut dalam
gliserol.
Bersifat higroskopis.
Tidak mudah terbakar.
(Othmer, 1997, vol.22)
b. Asam Nitrat (HNO3)
Sifat fisis :
Berat molekul : 63,02 g/mol
Titik didih : 86 0C pada 1 atm
Titik beku : - 42 0C pada 1 atm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Bentuk : cair
Warna : bening
Densitas : 1,502 g/ml
(Perry, 1997)
Sifat kimia :
Merupakan asam monobasik kuat.
Asam Nitrat dapat bereaksi dengan semua logam kecuali emas,
iridium, platinum, rhodium, tantalum dan titanium.
Asam Nitrat merupakan pengoksidasi yang kuat
Reaksi yang terjadi:
I2 + 10 HNO3 2 HIO3 + 4 H2O + 10 NO2
Sn + 4 HNO3 SnO2 + 2 H2O + 4 NO2
Asam Nitrat tidak stabil terhadap panas dan bisa terurai sebagai
berikut:
4 HNO3 4 NO2 + 2 H2O + O2
(Othmer, 1997, vol.17)
1.4.4.2 Sifat Fisis dan Kimia Produk
a. Natrium Nitrat atau Soda Niter (NaNO3)
Sifat fisis:
Berat molekul : 84,99 g/mol
Titik didih : 380 0C pada 1 atm
Titik beku : 308 0C pada 1 atm
Bentuk : kristal trigonal padat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Warna : putih
Densitas : 2,257 g/ml
(Perry, 1997)
Sifat kimia:
Mudah larut dalam air, gliserol, amoniak dan alkohol.
(Othmer, 1997, vol.22)
b. Chlorine (Cl2)
Sifat fisis:
Berat molekul : 70,91 g/mol
Titik didih : -34,6 0C pada 1 atm
Titik beku : -101,6 0C pada 1 atm
Bentuk : gas
Warna : kuning kehijauan
Densitas : 1,56 g/ml
Sifat kimia:
o Larut dalam alkali (NaOH dan KOH)
(Perry, 1997)
c. Nitrosyl Chloride / Nitrogen Oxychloride (NOCl)
Sifat fisis:
Berat molekul : 65,47 g/mol
Titik didih : -5,5 0C pada 1 atm
Titik beku : -64,5 0C pada 1 atm
Bentuk : gas
Warna : merah kekuningan
Densitas : 1,417 g/ml
(Perry, 1997)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
Sifat kimia:
o Larut dalam H2SO4
(Perry, 1997)
1.4.5 Tinjauan Proses
Dalam pembuatan Natrium Nitrat ini digunakan proses sintesis dengan
bahan baku Natrium Klorida (NaCl) dan Asam Nit rat (HNO3) yang
direaksikan dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) pada kondisi
operasi yang optimal dengan suhu 600C, tekanan 1 atm. Reaksi yang terjadi
merupakan reaksi netralisasi, karena adanya reaksi antara ion hidrogen dari asam
dengan basa membentuk reaksi:
3 NaCl + 4 HNO3 95,0
1,60
XA
atmCo
3 NaNO3 + NOCl + Cl2 + 2 H2O
natrium klorida (A) asam nitrat (B) natrium nitrat nitrosyl chloride chlorine air
(Kobe, 1957)
Umpan NaCl dilarutkan menggunakan H2O di dalam mixer sebelum
dimasukkan ke dalam reaktor hingga diperoleh larutan NaCl yang jenuh. Larutan
NaCl tersebut kemudian diumpankan ke dalam reaktor dengan larutan HNO3.
Setelah bereaksi, larutan keluaran dari reaktor dimasukkan ke dalam evaporator 1
untuk dipekatkan, sedangkan gas hasil samping dikeluarkan dari atas reaktor. Gas
hasil samping yang berupa NOCl dan Cl2 selanjutnya dikompresi sehingga
berubah fase menjadi cair, untuk kemudian dipisahkan menggunakan menara
distilasi (MD). Sedangkan larutan keluaran evaporator 1 diumpankan ke
kristaliser sehingga diperoleh larutan yang berisi kristal-kristal NaNO3.NaCl.H2O
untuk kemudian dicuci menggunakan H2O dan dipisahkan di dalam centrifuge.
Mother liquor dari centrifuge selanjutnya dipekatkan di evaporator 2 dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB I Pendahuluan
kemudian diumpankan ke reaktor. Sedangkan kristal dari centrifuge dikeringkan
dalam rotary dryer sehingga diperoleh produk dengan komposisi yang diinginkan.
Dari proses ini, dihasilkan limbah cair berupa hasil kondensasi uap
keluaran evaporator 1. Pengolahan limbah ini dikelola di unit IPAL meliputi
netralisasi, koagulasi, flokulasi, sedimentasi 1, proses activated sludge, dan
sedimentasi 2 (Jenie, 1993).
Gambar 1.5 Diagram Blok Proses Pembuatan Natrium Nitrat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku
a. Natrium Klorida (NaCl)
Wujud : Kristal padat
Kemurnian : 95 % berat
Impuritas : H2O ( 5 % berat )
(Anonim, www.amonindoutama.com)
b. Asam Nitrat (HNO3)
Wujud : Cairan jernih sampai kecoklatan
Kemurnian : 68 – 70 % berat
Impuritas : H2O (30 – 32% berat)
Specific Gravity : 1,34 – 1,35
(PT Multi Nitrotama Kimia, www.mnk.co.id)
2.1.2 Spesifikasi Produk Utama
Natrium Nitrat (NaNO3)
Kemurnian : min. 99,5 % berat
Impuritas : NaCl ( 0,17 % berat )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
H2O ( 0,33 % berat )
Kelarutan dalam air : maks. 0,04 %
Ketahanan teroksidasi : maks. 0,015 %
(Anonim, www.books.google.co.id)
2.1.3 Spesifikasi Produk Samping
a. Chlorine (Cl2)
Wujud : Cairan berwarna kuning
Kemurnian : 99,54 % berat
Impuritas : NOCl ( 0,56 % berat )
(Bi-group, www.bi-group.com)
b. Nitrosyl Chloride / Nitrogen Oxychloride (NOCl)
Bentuk : Cairan merah kekuningan
Kemurnian : 99,66 % berat
Impuritas : Cl2 ( 0,34 % berat )
( Matheson Tri-Gas Inc., www.mathesontrigas.com)
2.2 Konsep Proses
2.2.1 Mekanisme Reaksi
Reaksi pembentukan NaNO3 dari NaCl dan HNO3 berdasarkan urutan
mekanisme reaksi sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
3 NaCl + 3 HNO3 3 NaNO3 + 3 HCl
HNO3 + 3 HCl NOCl + Cl2 + 2H2O
3 NaCl + 4 HNO3 3 NaNO3 + NOCl + Cl2 + 2 H2O
NaCl akan bereaksi dengan HNO3 membentuk NaNO3 dan HCl terlebih
dahulu. Selanjutnya HCl akan bereaksi dengan sisa HNO3 yang belum bereaksi
dengan NaCl sehingga membentuk air dan gas NOCl serta gas Cl2. Reaksi NaCl
dan HNO3 menjadi NaNO3 berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk (RATB) pada temperatur 60oC dan tekanan 1 atm (Othmer, 1997,
vol. 17).
2.2.2 Kondisi Operasi
Reaksi berjalan pada suhu 60oC dengan tekanan 1 atm. Pemilihan kondisi
operasi tersebut didasarkan pada pertimbangan bahwa kondisi tersebut merupakan
kondisi optimum untuk pembentukan NaNO3 dari NaCl dan HNO3 (Kobe, 1957).
Selain itu juga karena pertimbangan untuk menjaga supaya HNO3 tetap bereaksi
dengan NaCl membentuk NaNO3 karena HNO3 kurang stabil jika pada suhu tinggi
dan akan terdekomposisi menjadi gas NO2, H2O dan O2 (Othmer, 1997, vol.22). Pada
prarancangan pabrik Natrium Nitrat ini rasio mol reaktan antara HNO3 dengan NaCl
yang digunakan adalah 1,3 : 1, sehingga akan diperoleh konversi sebesar 95 %
terhadap NaCl (U.S.Patent 2215450, 1940).
Reaksi dijalankan pada kondisi isotermal sehingga suhu dalam reaktor harus
dijaga konstan pada 60oC maka digunakan reaktor jenis RATB (Reaktor Alir Tangki
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Berpengaduk) karena ada pengadukan. Selain itu, fase reaktan adalah cair sehingga
memungkinkan penggunaan reaktor jenis ini. Untuk menjaga reaksi berjalan pada
keadaan isothermal, yaitu pada suhu 60oC tersebut maka dimasukkan steam pada
jaket reaktor sebagai penyuplai panas
2.2.3 Tinjauan Termodinamika
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi
(eksotermis/endotermis) dan arah reaksi (reversible/irreversible). Untuk
menentukan reaksi eksotermis atau endotermis, panas reaksi dapat dihitung dengan
perhitungan panas pembentukan standar (∆Hf o ) pada P = 1 atm dan T = 25oC.
Tabel 2.1 Harga ∆Hf o dan ∆Gf o
Komponen ∆Hf o, kJ/mol ∆Gf o, kJ/mol
NaCl - 410,994 -384,049
HNO3 173,218 -79,914
NaNO3 - 466,683 -365,891
NOCl 51,7142 66,0654
Cl2 0 0
H2O -241,8 -228,589
(Sumber : Yaws, 1999)
Pada proses pembentukan Natrium Nitrat terjadi reaksi berikut :
3 NaCl + 4 HNO3 3 NaNO3 + NOCl + Cl2 + 2 H2O
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
i. Panas reaksi standar (∆Hr o)
∆Hr o = ∑ ∆Hf o produk - ∑ ∆Hf o reaktan
∆Hr o = (3.∆Hf o NaNO3 +∆Hf o NOCl + ∆Hf o Cl2 + 2.∆Hf o H2O) –
(3.∆Hf o NaCl + 4.∆Hf o HNO3)
∆Hr o = [3.(-466,683) + (51,714) + 0 + 2.(-241,8)] – [3.(-410,994)
+ 4.(-173,218)]
∆Hr o = 93,919 kJ/mol
Karena ∆Hr o bernilai positif maka reaksi bersifat endotermis.
∆H333 pada suhu reaksi 60oC (333 K) adalah :
dH = Cp.dT
∆H333 = 333K
298K
dTCp.
∆H333 = [ ∑ Cp produk - ∑ Cp reaktan ] dT
∆H333 = 21.110 J/mol – 24.450 J/mol
∆H333 = -3.340 J/mol
∆H = ∆Hr o + ∆H333
∆H = 93.919 - 3.340
∆H = 90.579 J/mol
ii. Konstanta kesetimbangan (K) pada keadaan standar
Gf0 = - RT ln K
Dimana:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Gf0 : Energi Gibbs pada keadaan standar (T = 298 oK, P = 1 atm), J/mol
∆Hr o : Panas reaksi, J/mol
K : Konstanta Kesetimbangan
T : Suhu standar =298 K
R : Tetapan Gas Ideal = 8,314 J/mol.K
sehingga Go dari reaksi tersebut adalah :
Gfo = Gfoproduk - Gfo
reaktan
= (3.GNaNO3 + GNOCl + GCl2 + 2.GH2O) – (3.GNaCl +
4.GHNO3)
= ( 3(-365,891) + 66,065 + 0 + 2(-228,589) ) – ( 3(-384,049)
+ 4(-79,914) )
= - 16.983 J/mol
RT
ΔGfKln
o
298 = K298.J/mol.K 8,314
J/mol 16.983 = 6,8547
K298 = 948,3227
iii. Konstanta kesetimbangan (K) pada T = 60oC = 333 K
12
0
1
2
T
1
T
1
R
ΔHr
K
Kln
Dengan :
K1 = Konstanta kesetimbangan pada 298 K
K2 = Konstanta kesetimbangan pada suhu operasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
T1 = Suhu standar (25oC = 298 K)
T2 = Suhu operasi (60oC = 333 K)
R = Tetapan Gas Ideal = 8,314 J/mol.K
∆Hr o = Panas reaksi standar pada 298 K
K298
1
K333
1
J/mol.K8,314
J/mol 93.919
948,3227
Kln 2
948,3327
Kln 2 = 3,9843
53,7471 = 946,6675
K 2
K2 = 5,0969 x 104
Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi berlangsung
searah, yaitu ke kanan (irreversible).
2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi
Reaksi pembentukan Natrium Nitrat dari natrium klorida dan asam nitrat
merupakan reaksi orde 2 (NIST, www.nist.com). Orde 2 pada reaksi pembentukan
Natrium Nitrat ini adalah 1 – 1 terhadap Asam Nitrat dan Natrium Klorida, hal ini
didasarkan pada konsentrasi Asam Nitrat yang walaupun berlebih terhadap Natrium
Klorida tetapi juga tidak dominan (perbedaan konsentrasinya tidak terlalu besar,
yaitu selisih 0,3) sehingga dapat menggunakan persamaan kecepatan reaksi sebagai
berikut (Levenspiel, 1999) :
(-ra) = k.(CA)(CB) = k.[CAo(1-XA)][CBo-(CAo.XA)]
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
dimana :
(-ra) = kecepatan reaksi zat A (NaCl)
k = konstanta kecepatan reaksi, L / mol.jam
CA = konsentrasi NaCl pada waktu t, mol/L
CB = konsentrasi HNO3 pada waktu t, mol/L
CAo = konsentrasi NaCl mula-mula (sebelum bereaksi), mol/L
CBo = konsentrasi HNO3 mula-mula (sebelum bereaksi), mol/L
XA = Konversi terhadap NaCl
Dari beberapa sumber diperoleh data-data sbb :
CAo : CBo = 1 : 1,3
Konversi (XA) = 95 %
Dengan persamaan dan data-data di atas, maka nilai k bisa dihitung.
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses
2.3.1 Diagram Alir Proses
Diagram alir prarancangan pabrik Natrium Nitrat dari Natrium Klorida
dengan Asam Nitrat dapat ditunjukan dalam tiga macam, yaitu :
a. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.1 )
b. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.2 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
2.3.2 Tahapan Proses
Pada proses pembuatan Natrium Nitrat dengan bahan baku natrium klorida
dan Asam Nitrat secara garis besar dapat dibagi empat tahap, yaitu :
1. Tahap penyimpanan bahan baku
2. Tahap penyiapan bahan baku
3. Tahap pembentukan produk
4. Tahap pemurnian produk
2.3.2.1 Tahap Penyimpanan Bahan Baku
Bahan baku asam nitrat (HNO3) disimpan pada fase cair dengan suhu 300 C
dan tekanan 1 atm dalam tangki penyimpanan (T-01). Sedangkan natrium klorida
(NaCl) disimpan pada fase padat dengan suhu 300C dan tekanan 1 atm dalam silo
penyimpanan bahan baku (SL-01).
Bahan baku asam nitrat (HNO3) diperoleh di pasaran dengan kemurnian 68%
berat, sedangkan natrium klorida (NaCl) diperoleh dengan kemurnian 95% berat.
2.3.2.2 Tahap Penyiapan Bahan Baku
Pada tahap ini bertujuan untuk menyiapkan bahan baku asam nitrat dan
natrium klorida. Natrium klorida dari SL-01 diangkut menggunakan belt conveyor
(BC-01) menuju mixer (M-01) yang dilengkapi dengan jaket pemanas, untuk
dilarutkan dengan air serta dinaikkan suhunya menjadi 60oC dengan media
pemanas steam kemudian diumpankan menuju reaktor (R-01).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Asam nitrat dari T-01 dipompakan menuju ke heater (HE-01) untuk
dinaikkan suhunya dari 300 C menjadi 600C kemudian diumpankan menuju
reaktor untuk direaksikan dengan larutan NaCl dari M-01.
2.3.2.2 Tahap Pembentukan Produk
Reaksi yang terjadi dalam reaktor :
3NaCl + 4HNO3 3NaNO3 + NOCl + Cl2 + 2H2O
Larutan NaCl dari M-01 dialirkan ke R-01. Perbandingan mol umpan larutan
HNO3 terhadap NaCl yang digunakan adalah 1,3 : 1 dengan konversi total sebesar
95% terhadap NaCl. Di sini, RATB yang digunakan berjumlah 2 buah yang bekerja
secara seri dengan konversi 80% pada R-01 kemudian reaksi dilanjutkan pada R-02
sehingga diperoleh konversi 95%.
Reaktor yang digunakan adalah jenis Reaktor Alir Tangki Berpengaduk
(RATB). Reaktor beroperasi secara isothermal pada suhu 60oC dan tekanan 1 atm.
Reaksi yang terjadi adalah endotermis, maka untuk mempertahankan suhu dalam
reaktor diperlukan pemanas. Pada prarancangan pabrik ini, pemanas yang
digunakan adalah jaket dengan media pemanas steam yang mempunyai suhu masuk
130oC. Produk yang keluar dari reaktor terdiri dari larutan Natrium Nitrat, air, sisa
NaCl dan sisa HNO3, serta gas NOCl dan gas Cl2.
2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk
Pada tahap ini bertujuan untuk memisahkan Natrium Nitrat dari air dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
sisa reaktan lainnya sehingga diperoleh produk Natrium Nitrat dalam bentuk kristal.
Selain itu, tahap ini juga bertujuan untuk memisahkan gas NOCl dan Cl2 sebagai
produk samping.
Tahap pemisahan dan pemurnian produk utama dan produk samping
terdiri dari :
1. Larutan hasil reaksi dari R-01 dialirkan ke R-02 hingga tercapai konversi 95%
terhadap NaCl dan selanjutnya diumpankan ke Evaporator (E-01) untuk
menguapkan kandungan sebagian air dan semua sisa asam nitrat dengan cara
dipanaskan menggunakan steam. Larutan pekat hasil dari E-01 dialirkan menuju
Crystallizer (CR-01) yang beroperasi pada tekanan 1 atm dan suhu 50oC. Di
dalam CR-01 suhu larutan umpan diturunkan secara tiba-tiba menggunakan air
pendingin sehingga nukleus-nukleus kristal terbentuk. Produk keluar dari CR-
01 berupa kristal dengan mother liquor-nya selanjutnya dipisahkan di dalam
Centrifuge (CF-01).
2. Centrifuge (CF-01) mempunyai dua aliran produk keluar, yaitu kristal yang
akan diumpankan ke Rotary Dryer (RD-01) dan mother liquor yang akan
dialirkan ke Evaporator (E-02) yang selanjutnya diturunkan suhunya terlebih
dahulu di HE-02 menjadi 60oC kemudian di-recycle ke R-01. Kristal dari CF-01
akan dikeringkan di dalam RD-01 menggunakan udara panas untuk
menguapkan kandungan airnya sehingga akan diperoleh produk kristal Natrium
Nitrat yang selanjutnya akan disimpan di silo penyimpanan produk (SL-02).
3. Gas hasil reaksi yang berupa campuran NOCl dan Cl2, tekanannya dinaikkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
terlebih dahulu menjadi 11 atm menggunakan Compressor (K-01 dan K-02)
kemudian diturunkan suhunya dengan Condenser (CD-01) dan selanjutnya
diumpankan ke Menara Distilasi (MD-01). Hasil atas MD-01 adalah cairan Cl2
dengan kemurnian 95,54% berat dan akan disimpan dalam tangki penyimpanan
produk (T-02). Sedangkan hasil bawah MD-01 adalah cairan NOCl dengan
kemurnian 99,66% berat dan akan disimpan dalam tangki penyimpanan produk
(T-03).
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas
Produk : Natrium Nitrat 99,5% berat
Kapasitas : 30.000 ton/tahun
Satu tahun produksi : 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam
2.4.1. Neraca Massa
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.2 Neraca Massa pada Mixer (M-01)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
F1 F2 M2
NaCl 2.624,6913 0 2.624,6913
H2O 138,1416 5.079,2509 5.217,3925
Total2.762,8329 5.079,2509 7.842,0838
7.842,0838 7.842,0838
Tabel 2.3 Neraca Massa pada Reaktor
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
M2 F3 Recycle In E-01 In MD-01
HNO3
NaCl
NaNO3
NOCl
Cl2
H2O
0
2.624,6913
0
0
0
5.217,3925
3.961,9414
0
0
0
0
1.864,4430
0
131,2847
3.308,5722
0
0
2.634,9836
198,0831
137,7891
7.115,5817
0
0
10.254,8203
0
0
0
977,5460
1.058,7718
0
Total
7.842,0838 5.826,3844 6.074,8405 17.706,2882 2.036,3178
19.742,6060 19.742,6060
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.4 Neraca Massa pada Evaporator (E-01)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
In E-01 In CR-01 F6
NaNO3
NaCl
H2O
HNO3
7.115,5817
137,7891
10.254,8203
198,0971
7.115,5817
137,7891
6.489,8917
0
0
0
3.764,9286
198,0971
Total17.706,2882 13.743,2625 3.963,0257
17.706,2882 17.706,2882
Tabel 2.5 Neraca Massa pada Menara Destilasi (MD-01)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
In MD-01 F4 F5
Cl2
NOCl
1.058,7718
977,5460
1.055,7745
4,9103
3,3395
972,2936
Total2.036,3178 1.060,6848 975,6331
2.036,3178 2.036,3178
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.6 Neraca Massa pada Crystallizer (CR-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
NaNO3 ( l )
NaNO3 ( s )
NaCl ( l )
NaCl ( s )
H2O
7.115,5817
0
137,7891
0
6.489,8917
3.308,5722
3.807,0095
131,2847
6,5044
6.489,8917
Total13.743,2625 13.743,2625
13.743,2625 13.743,2625
Tabel 2.7 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-01)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
In CF-01 F7 In E-02 In RD-01
NaNO3 ( l )
NaNO3 ( s )
NaCl ( l )
NaCl ( s )
H2O
3.308,5722
3.807,0095
131,2847
6,5044
6.489,8917
0
0
0
0
381,3514
3.308,5722
0
131,2847
0
6.808,7431
0
3.807,0095
0
6,5044
62,5000
Total13.743,2625 381,3514 10.248,6000 3.876,0139
14.124,6139 14.124,6139
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.8 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-01)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
In RD-01 F8 F9
NaNO3
NaCl
H2O
3.807,0095
6,5044
62,5000
38,0701
0,0650
50,0000
3.768,9394
6,4394
12,5000
Total 3.876,0139 88,1351 3.787,8788
3.876,0139 3.876,0139
Tabel 2.9 Neraca Massa pada Evaporator (E-02)
KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
In E-02 Recycle F10
NaNO3
NaCl
H2O
3.308,5722
131,2847
6.808,7431
3.308,5722
131,2847
2.634,9836
0
0
4.173,7595
Total10.248,6000 6.074,8405 4.173,7595
10.248,6000 10.248,6000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
2.4.2. Neraca Panas
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kJ/jam
Tabel 2.11 Neraca Panas pada Mixer (M-01)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qumpan
Qpelarutan
Qsteam
QM2
22.122,0842
219.531,0695
589.735,4630
-
-
-
-
842.254,3308
Total 842.254,3308 842.254,3308
Tabel 2.12 Neraca Panas pada Reaktor-01 (R-01)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qumpan
Qproduk
Qsteam
Qreaksi
2.105.054,1856
-
122.622.5846
22.532,3407
-
2.250.509,1106
-
-
Total 2.250.509,1106 2.250.509,1106
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.13 Neraca Panas pada Reaktor-02 (R-02)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qumpan
Qproduk
Qsteam
Qreaksi
2.187.577,4640
-
101.918,1877
5.633,1150
-
2.295.128,7667
-
-
Total 2.295.128,7667 2.295.128,7667
Tabel 2.14 Neraca Panas pada Evaporator-01 (E-01)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qumpan
Qsteam
Qin Cr
QF6
2.324.373,0287
1.878.773,7672
-
-
-
-
2.923.305,5185
1.279.841,2774
Total 4.203.146,80 4.203.146,7959
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.15 Neraca Panas pada Menara Destilasi (MD-01)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qin MD
Qcondenser
Qreboiler
QF4
QF5
851,1810
-
794.731,4283
-
-
-
794.029,6178
-
1.095,5535
457,4380
Total 795.582,6093 795.582,6093
Tabel 2.16 Neraca Panas pada Crystallizer (CR-01)
Masuk kJ / jam Keluar kJ / jam
Panas dibawa feed
Panas kristalisasi
2.923.305,5185
412.940,0950
Entalpi kristal & M.L
Entalpi air pendingin
1.454.311,7823
1.881.933,8312
Total 3.336.245,6135 Total 3.336.245,6135
Tabel 2.17 Neraca Panas pada Centrifuge (CF-01)
Masuk kJ / jam Keluar kJ/ jam
Entalpi kristal & M.L
Panas dibawa air pencuci
1.454.311,7823
39.590,1750
Panas dibawa cake
Panas dibawa filtrat
419.282,1192
1.074.997,4736
Total 1.493.901,9573 Total 1.493.901,9573
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.18 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-01)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qin RD
QF8
QF9
Q udara in
Q udara out
Q ke lingkungan
419.282,1199
-
-
5.834,7945
-
-
-
11.605,4420
408.418,9766
-
4.750,4504
348,3992
Total 425.116,9144 425.116,9144
Tabel 2.19 Neraca Panas pada Evaporator-02 (E-02)
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
Qin E2
Qsteam
Qrecycle
QF10
1.075.188,8364
868.831,1366
-
-
-
-
1.152.565,6728
791.454,3002
Total 1.944.019,9730 1.944.019,9730
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Tabel 2.20 Neraca Panas Total
Komponen Q input (kJ) Q output (kJ)
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
Q ke lingkungan
Qsteam
Qair pendingin
22.122,0842
10.865,7141
514.981,7224
-
-
-
39.590,1750
-
-
-
348,3992
9.060.650,9479
-
-
-
-
1.095,5535
457,4380
1.279.841,2774
-
11.605,4420
410.418,9766
3.786.314,4597
348,3992
-
4.154.837,4964
Total 9.644.570,6436 9.644.570,6436
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses
2.5.1. 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
2.3. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan
dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah (Vilbrandt, 1959) :
1. Pabrik Natrium Nitrat ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan)
sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
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 unutk menekan biaya
bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi
secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan
ruangan/lahan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu
(Vilbrandt, 1959) :
1. 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.
2. Daerah proses
Merupakan daerah dimana 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 bahan-bahan yang
diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
5. Daerah utilitas
Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses
berlangsung dipusatkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Kantin
Musholla
Gudang
UPL
Koperasi
Klinik
Kantor
Parkir Karyawan
Area Perluasan
Utilitas
La
bo
ra
toriu
m
PemadamKebakaran
Be
ng
kel
PosKeamanan
PosKeamananPos
Keamanan
Co
ntro
ll ro
omSafety
Pintu Darurat
Parkir
Skala = 1 : 500Keterangan :
: Taman : Arah jalan
Proses
Gambar 2.3 Lay Out Pabrik
2.5.2 Lay Out Peralatan Proses
Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang digunakan
dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini
dapat dilihat pada Gambar 2.4. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
menentukan lay out peralatan proses pada pabrik Natrium Nitrat, antara lain
(Vilbrandt, 1959) :
1. Aliran udara
Aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan 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.
2. Cahaya
Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat prose yang
berbahaya atau berisiko 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.
5. 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45Prarancangan Pabrik Natrium NitratDari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB II Deskripsi Proses
Gambar 2.4 Lay Out Peralatan Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
BAB III
SPESIFIKASI ALAT PROSES
3.1 Reaktor
Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor
Kode R-01 R-02
Fungsi Tempat terjadinya reaksi asam nitrat dengan natrium klorida
menjadi Natrium Nitrat
Tipe Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
60 oC
Spesifikasi pengaduk
- Jenis pengaduk
- Diameter
- Kecepatan
- Daya
- Material
Turbin 6 blade, 4 baffle
0,667 m
150,146 rpm
21 HP
Titanium
Turbin 6 blade, 4 baffle
0,667 m
111,879 rpm
10 HP
Titanium
Spesifikasi pemanas
- Jenis
- Media pemanas
- Tinggi jaket
Jaket
Steam
2,09 m
Jaket
Steam
1,188 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
- Tebal jaket
- Material
163 in
Carbon Steel SA 283 grade C
163 in
Carbon Steel SA 283 grade C
Bentuk head Torispherical dished head
Tebal head 41 in 41 in
Tinggi head 0,386 m 0,386 m
Diameter reaktor 2,1336 m 2,1336 m
Tinggi total reaktor 2,774 m 2,774 m
3.2 Mixer
Tabel 3.2 Spesifikasi Mixer
Kode M-01
Fungsi Melarutkan NaCl 95% dengan air menjadi
larutan NaCl jenuh pada 60 oC
Tipe Tangki � ertical berpengaduk
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
60 oC
Spesifikasi pengaduk
- Jenis pengaduk
- Diameter
- Kecepatan
- Daya
- Material
Turbin 6 blade dengan 4 baffle
0,484 m
168,748 rpm
8 HP
Carbon Steel SA 283 grade C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Spesifikasi pemanas
- Jenis
- Media pemanas
- Tinggi jaket
- Tebal jaket
- Material
Jaket
Steam
1,456 m
163 in
Carbon Steel SA 283 grade C
Bentuk head Torispherical dished head
Tebal head 163 in
Tinggi head 0,310 m
Diameter mixer 1,3716 m
Tinggi total mixer 2,071 m
3.3 Evaporator
Tabel 3.3 Spesifikasi Evaporator
Kode E-01 E-02
Fungsi Menguapkan sebagian
kandungan H2O dan semua
HNO3 di larutan hasil reaksi
Menguapkan sebagian
kandungan H2O di mother
liquor dari centrifuge
Tipe Long tube vertical evaporator
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
103,85 oC
1 atm
96,1830 oC
Spesifikasi HE
- Jenis DPHE DPHE
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
- Luas tr. panas
- Hairpin
- Panjang
- Jumlah
13,631 m2
4 x 3 in hairpin SN 40
6,096 m
4 hairpin
6,603 m2
3 x 2 in hairpin SN 40
3,658 m
4 hairpin
Spesifikasi
Displacement Vapor
- Diameter
- Tebal shell
- Tinggi
- Material
0,596 m
163 in
0,596 m
Carbon Steel SA 283 grade C
0,924 m
163 in
0,924 m
Carbon Steel SA 283 grade C
Bentuk head Torispherical dished head Torispherical dished head
Tebal head 163 in 163 in
Tinggi head 0,173 m 0,105 m
Tinggi total 2,771 m 13,134 m
3.4 Menara Distilasi
Tabel 3.4 Spesifikasi Menara Distilasi
Kode MD-01
Fungsi Memisahkan antara Cl2 dan NOCl
Tipe Packed Tower
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu umpan
11 atm
51,515 oC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
- Suhu Bottom
- Suhu Top
67,087 oC
39,17 oC
Dimensi menara 0,544 m
Bahan isian
- Jenis
- Ukuran
Ceramic pall ring
1 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 grade C
Tinggi menara 17,228 m
3.5 Crystallizer
Tabel 3.5 Spesifikasi Crystallizer
Kode CR-01
Fungsi Mengkristalkan Natrium Nitrat dari larutannya dengan
cara mendinginkan larutan sampai diperoleh kristal
Natrium Nitrat
Tipe Swenson-Walker Crystallizer
Jumlah 2 unit kecil (1 unit besar)
Volume total 0,751 m3
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
50 oC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Dimensi Crystallizer
- Lebar
- Tinggi
- Panjang total
- Tebal dinding
0,610 m
0,660 m
6,096 m
0,005 m
Spesifikasi Pengaduk
- Jenis
- Kecepatan
- Daya
- Diameter
Spiral agitator
70 rpm
0,75 HP
0,605 m
Spesifikasi Pendingin
- Media
- Jumlah
Air
49.915,919 kg/jam
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 grade C
3.6 Centrifuge
Tabel 3.6 Spesifikasi Centrifuge
Kode CF-01
Fungsi Memisahkan kristal NaNO3 dari mother liquor-nya
Tipe Continuous Conveyor Centrifugal Filter
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
50 oC
Dimensi bowl
- Diameter
- Panjang
- Tebal
0,889 m
0,946 m
0,053 m
Spesifikasi Motor
- Kecepatan putar
- Daya
600 rpm
0,5 HP
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 grade C
3.7 Rotary Dryer
Tabel 3.7 Spesifikasi Rotary Dryer
Kode RD-01
Fungsi Mengurangi kadar cairan yang terikut pada hasil
padatan NaNO3
Tipe Direct Contact Counter Current Rotary Dryer
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
50 - 60 oC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat
- Panjang
- Diameter
- Kecepatan putar
- Kemiringan
- Jumlah flight
- Waktu tinggal
- Daya
- Tebal shell
10,624 m
1,29 m
6,418 rpm
0,01 ft/ft
4 buah
0,607 jam
8 HP
163 in
Sistem pemanas
- Jenis
- Luas tr. Panas
- Diameter shell
- Diameter tube
- Tinggi
Shell and Tube 1-2 Heat Exchanger
20,868 m2
0,489 m
0,025 m
1,828 m
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 283 grade C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.8 Tangki
Tabel 3.8 Spesifikasi Tangki
Kode T-01 T-02 T-03
Fungsi Menyimpan HNO3
selama 30 hari
Menyimpan Cl2
selama 30 hari
Menyimpan NOCl
selama 30 hari
Tipe Silinder vertikal dengan flat bottom dan conical roof
Material Carbon Steel SA 283 grade C
Jumlah 2 1 1
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
30 oC
11 atm
30 oC
11 atm
30 oC
Kapasitas 12.909 bbl 5.100 bbl 4.030 bbl
Dimensi
- Diameter
- Tinggi total
- Tebal silinder
Course 1
Course 2
Course 3
- Tebal head
60 ft
27,750 ft
811 in
1 in
87 in
165 in
45 ft
18,685 ft
1673 in
833 in
1653 in
167 in
45 ft
18,685 ft
1673 in
833 in
1653 in
167 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.9 Silo
Tabel 3.9 Spesifikasi Silo
Kode SL-01 SL-02
Fungsi Menyimpan Natrium Klorida
selama 30 hari
Menyimpan Natrium Nitrat
dari RD-01 selama 30 hari
Tipe Silinder vertikal dengan dasar
berbentuk cone 60o
Silinder vertikal dengan dasar
berbentuk cone 60o
Material Carbon Steel SA 283 grade C Carbon Steel SA 283 grade C
Jumlah 1 2
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
30 oC
1 atm
30 oC
Kapasitas 1.194,553 m3 1.135,643 m3
Dimensi
- Diameter
- Tinggi total
- Tebal head
9,842 m
23,337 m
21 in
8,033 m
19,057 m
167 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kode SL-03
Fungsi Menyimpan Natrium Nitrat dari Si-01 selama 30 hari
Tipe Silinder vertikal dengan dasar berbentuk cone 60o
Material Carbon Steel SA 283 grade C
Jumlah 1
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
1 atm
30 oC
Kapasitas 22,6164 m3
Dimensi
- Diameter
- Tinggi total
- Tebal head
2,185 m
5,214 m
41 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.10 Heat Exchanger
Tabel 3.10 Spesifikasi Heat Exchanger
Kode HE-01 HE-02
Fungsi Memanaskan asam nitrat
umpan reaktor
Mendinginkan cairan yang
akan di-recycle ke R-01
Tipe Double Pipe Double Pipe
Jumlah 1 buah 1 buah
Panjang 12 ft 12 ft
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
130 oC - 130 oC
30 - 60 oC
96,2 oC – 60 oC
30 oC - 40 oC
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
Outer pipe, hot fluid (steam)
203,229 kg/jam
Carbon Steel SA 283 grade C
Outer pipe, cold fluid (air
pendingin)
533,197 kg/jam
Cast Steel
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
- Jumlah
- ∆P
Inner pipe, cold fluid (bahan
baku HNO3)
5.826,384 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
1 hairpin
0,531 psi
Inner pipe, hot fluid (fluida
keluaran E-02)
8.366,032 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
1 hairpin
0,614 psi
Dirt Factor 0,0036 hr.ft2.oF/Btu 0,0038 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas 10,44 ft2 7,182 ft2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kode HE-03 HE-04
Fungsi Mendinginkan suhu fluida
keluaran RB-01 yang akan
disimpan di T-03
Memanaskan udara masuk
rotary dryer
Tipe Double Pipe Double Pipe
Jumlah 1 buah 1 buah
Panjang 12 ft 6 ft
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
30 oC – 40 oC
67 oC - 32 oC
270,5 oC - 68 oC
30 - 127 oC
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
Outer pipe, cold fluid (air
pendingin)
143,303 kg/jam
Cast Steel
Outer pipe, hot fluid (udara)
2036,31 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
- Jumlah
- ∆P
Inner pipe, hot fluid (residu
MD)
938,452 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
10 hairpin
0,0069 psi
Inner pipe, cold fluid (gas
keluaran kompresor)
4.631,52 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
3 hairpin
1,51 psi
Dirt Factor 0,0036 hr.ft2.oF/Btu 0,0032 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas 130,391 ft2 43,92 ft2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.11 Condenser
Tabel 3.11 Spesifikasi Condenser
Kode CD-01 CD-02
Fungsi Mengkondensasikan gas
keluaran Compressor
Mengkondensasikan hasil atas
MD-01
Tipe Double Pipe Shell and Tube
Jumlah 1 buah 1 buah
Panjang 12 ft 8 ft
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
68 oC – 51,515 oC
30 oC – 40 oC
39,2 oC - 39,2 oC
30 - 35 oC
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
Outer pipe, hot fluid (air
pendingin)
50,15 kg/jam
Cast Steel
Shell,cold fluid (air pendingin)
198,565 kg/jam
Cast Steel
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
- Jumlah
- ∆P
Inner pipe, cold fluid (gas
keluaran kompresor)
4.631,52 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
1 hairpin
1,05 psi
Tube cold fluid (hasil atas
MD-01)
3.536,95 kg/jam
Carbon Steel SA 283 grade C
522 tube
0,0088 psi
Dirt Factor 0,0037 hr.ft2.oF/Btu 0,0042 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas 56,1567 ft2 1.093,277 ft2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kode CD-03
Fungsi Mengkondensasikan gas keluaran E-01
Tipe Double Pipe
Jumlah 1 buah
Panjang 12 ft
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
103,845 oC – 40 oC
30 oC – 40 oC
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
Outer pipe, cold fluid (air pendingin)
77,666 kg/jam
Cast Steel
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
- Jumlah
- ∆P
Inner pipe, hot fluid (gas keluaran E-01)
3.963,026 kg/jam
Carbon steel SA 283 grade C
1 hairpin
0,0012 psi
Dirt Factor 0,0052 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas 2,121 ft2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.12 Reboiler
Tabel 3.12 Spesifikasi Reboiler
Kode RB-01
Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01
Tipe Kettle Reboiler
Jumlah 1 buah
Panjang 8 ft
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
130 oC - 130 oC
66,91 - 67,02 oC
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
Shell, cold fluid (hasil bawah MD-01)
1097,859 kg/jam
Carbon Steel SA 283 grade C
Spesifikasi
- Kapasitas
- Material
- Jumlah
- ∆P
Tube, hot fluid (steam)
609,927 kg/jam
Cast Steel
106 tube
0,0002 psi
Dirt Factor 0,0025 hr.ft2.oF/Btu
Luas tr. panas 166,46 ft2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.13 Accumulator
Tabel 3.13 Spesifikasi Accumulator
Kode ACC-01
Fungsi Menampung distilat MD-01
Tipe Horizontal drum dengan torispherical dished head
Jumlah 1 buah
Material Carbon steel SA 283 grade C
Kapasitas 0,533 m3
Waktu tinggal 10 menit
Kondisi operasi
- Tekanan
- Suhu
11 atm
39,315 oC
Dimensi
- Diameter
- Panjang total
- Tebal silinder
- Tebal head
0,603 m
1,607 m
163 in
163 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.14 Pompa
Tabel 3.14 Spesifikasi Pompa
Kode P-01 P-02 P-03
Fungsi Mengalirkan HNO3
dari T-01 ke HE-01
Mengalirkan
larutan NaCl dari
M-01 ke R-01
Mengalirkan
larutan hasil reaksi
dari R-01 ke R-02
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas 23,503 gpm 34,934 gpm 82,035 gpm
Tekanan 1 - 1 atm 1 - 1 atm 1 - 1 atm
Tenaga pompa 0,37 HP 0,33 HP 0,36 HP
NPSH pompa 2,329 ft 3,033 ft 5,359 ft
Kecepatan putar 3500 rpm 3500 rpm 3500 rpm
Tenaga motor 0,5 HP 0,5 HP 0,5 HP
Nominal pipe 1 in 2 in 3 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kode P-04 P-05 P-06
Fungsi Mengalirkan
larutan hasil reaksi
dari R-02 ke E-01
Mengalirkan
mother liquor dari
HE-05 ke R-01
Mengalirkan hasil
atas MD dari ACC-
01 ke MD-01
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas 81,374 gpm 32,669 gpm 14,069 gpm
Tekanan 1 – 1 atm 1 - 1 atm 11 - 11 atm
Tenaga pompa 0,05 HP 0,46 HP 0,89 HP
NPSH pompa 5,330 ft 2,901 ft 1,654 ft
Kecepatan putar 3500 rpm 3500 rpm 3500 rpm
Tenaga motor 0,083 HP 0,75 HP 1,5 HP
Nominal pipe 3 in 2 in 81 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kode P-07 P-08 P-09
Fungsi Mengalirkan
kondensat dari CD-
01 ke MD-01
Mengalirkan hasil
bawah MD dari
HE-06 ke T-03
Mengalirkan hasil
atas MD dari ACC-
01 ke T-02
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas 8,665 gpm 4,005 gpm 14,069 gpm
Tekanan 11 - 11 atm 11 - 11 atm 11 - 11 atm
Tenaga pompa 0,29 HP 0,08 HP 0,18 HP
NPSH pompa 1,198 ft 0,715 ft 1,654 ft
Kecepatan putar 3500 rpm 3500 rpm 3500 rpm
Tenaga motor 0,5 HP 0,125 HP 0,25 HP
Nominal pipe 1 in 81 in 81 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.15 Cyclone
Tabel 3.15 Spesifikasi Cyclone
Kode Si-01
Fungsi Memisahkan produk Natrium Nitrat
yang terbawa aliran gas keluaran RD-01
Tipe Centrifugal Cyclone
Debit total masuk, ft3/s 45,50
Spesifikasi
- Diameter, ft 4
- Luas permukaan, ft2 201,14
- Luas daerah pengeluaran udara, ft2 3,14
- Kecepatan udara masuk, ft/s 50
- Kecepatan udara keluar, ft/s 14,48
- Kecepatan pengeluaran hasil, kg/jam 88,14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.16 Fan
Tabel 3.16 Spesifikasi Fan
Kode F-01
Fungsi Menurunkan suhu fluida keluaran CD-02
Tipe Axial Fan
Jumlah 1 buah
Kondisi operasi
- Hot fluid
- Cold fluid
39,171 oC - 32 oC
30 - 32 oC
Spesifikasi Rows
- Jumlah
- Panjang
- Material
- Daya motor
- Kebutuhan listrik
1 buah
0,0352 ft
Carbon Steel SA 283 grade C
7,5 hp/100 ft2
0,042 hp
Beban panas 1.726,422 Btu/jam
Kebutuhan udara pendingin 890,069 kg/jam
3.17 Conveyor
Jenis : Closed Belt Conveyor
Jumlah : 5 buah
Lebar belt : 14 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
Kemiringan : 0o
Jenis : Continuous Bucket Elevator
Jumlah : 3 buah
Ukuran : 8 x 5,5 x 7,75 in
Kemiringan : 0o
Tabel 3.17 Spesifikasi Screw Conveyor
Kode SC-01
Fungsi Mengumpulkan cake dari CR-01 untuk diumpankan
ke CF-01
Tipe Screw Conveyor dengan feed hopper
Daya digunakan, HP 1,232
Klasifikasi
- Luas terisi umpan 30 %
- Diameter flight, in 10
- Diameter pipa sumbu, in 2,5
- Diameter shaft, in 2
- Kecepatan putar, rpm 55
- Panjang, ft 12
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB III Spesifikasi Alat
3.17 Hopper
Tabel 3.18 Spesifikasi Hopper
Kode H-01 H-02
Fungsi Mengumpankan padatan NaCl
ke M-01
Mengumpankan cake dari CF-01
ke RD-01
Jenis Tangki silinder dengan conical bottom
Kapasitas, m3 1,355 3,0930
Diameter, m 1,238 1,630
Tinggi, m 1,458 1,926
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas
merupakan bagian penting untuk menunjang proses produksi dalam pabrik.
Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik Natrium Nitrat adalah :
1. Unit pengadaan air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan
air sebagai berikut :
a. Air pendingin dan air pemadam kebakaran
b. Air umpan boiler
c. Air konsumsi umum dan sanitasi
d. Air proses
2. Unit pengadaan steam
Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas
mixer (M-01), reaktor (R-01 dan R-02), evaporator (E-01 dan E-02), reboiler
(RB-01) dan heater (HE-01 dan HE-04).
3. Unit pengadaan udara tekan
Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan
instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk
kebutuhan umum yang lain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4. Unit pengadaan listrik
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan
proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC,
maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PLN dan dari generator
sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan.
5. Unit pengadaan bahan bakar
Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan
generator.
4.1.1 Unit Pengadaan Air
Air proses, air umpan boiler, air pendingin, air pemadam kebakaran, air
konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air yang diperoleh dari PT
Krakatau Tirta Industri (PT KTI) yang terletak tidak jauh dari lokasi pabrik.
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran
Air pendingin dan air pemadam kebakaran yang digunakan adalah air baku
yang diperoleh dari PT KTI yang terletak tidak jauh dari lokasi pabrik. Air dari PT
KTI ini bisa langsung digunakan sebagai air pendingin dan air pemadam kebakaran
karena dari PT KTI air tersebut sudah diproses sehingga sudah memenuhi persyaratan
dari air yang akan digunakan sebagai pendingin.
Adapun persyaratan air yang akan digunakan sebagai pendingin adalah :
Kekeruhan maksimal 3 ppm
Bukan air sadah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.1.2 Air Proses
Kebutuhan air proses dipenuhi dari PT KTI. Air yang berasal dari PT KTI
belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air proses sehingga harus
menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Adapun persyaratan air yang akan
digunakan sebagai air proses adalah :
Kekeruhan maksimal 3 ppm
Bukan air sadah
Bebas bakteri
Bebas mineral
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagi air proses meliputi :
a. Filtrasi
b. Demineralisasi
4.1.1.3 Air Umpan Boiler
Untuk kebutuhan air umpan boiler, sumber air yang digunakan adalah air dari
PT KTI. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler
adalah sebagai berikut :
a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi
Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan
- larutan asam dan gas - gas yang terlarut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi,
yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.
c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)
Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada
boiler dan alat penukar panas karena adanya zat - zat organik, anorganik, dan
zat - zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada
alkalinitas tinggi.
Pengolahan air umpan boiler
Air yang berasal dari PT KTI belum memenuhi persyaratan untuk digunakan
sebagai umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu.
Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan
masalah-masalah seperti :
Pembentukan kerak pada boiler
Terjadinya korosi pada boiler
Pembentukan busa di atas permukaan dalam drum boiler
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi :
a. Filtrasi
b. Demineralisasi
c. Deaerasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.1.4 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi juga berasal dari PT KTI.
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor,
perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa
syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.
Syarat fisik :
Suhu di bawah suhu udara luar
Warna jernih
Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau
Syarat kimia :
Tidak mengandung zat organik
Tidak beracun
Syarat bakteriologis :
Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri yang pathogen.
4.1.1.5 Pengolahan Air dari PT KTI
Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik dan
kimia, penambahan desinfektan maupun penggunaan ion exchanger.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air dari PT KTI
Pengolahan air untuk air proses, umpan boiler, konsumsi dan sanitasi melalui
beberapa tahapan :
a. Sand Filter
Air baku dari PT KTI ditampung dalam bak penampung awal kemudian
dialirkan ke filter yang berjenis gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar
dan halus. Air yang telah disaring selanjutnya ditampung ke bak penampung air
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
untuk kemudian dipompakan ke tangki air konsumsi dan sanitasi umum dan
dipompakan juga ke unit demineralisasi.
b. Unit demineralisasi
Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung
dalam air seperti Ca2+, Mg2+, K+, Fe2+, Al3+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-lain dengan
bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan
diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler dan sisanya sebagai air proses.
Demineralisasi diperlukan karena air umpan boiler dan air proses membutuhkan
syarat-syarat sebagai berikut :
Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat penukar panas
jika steam digunakan sebagi pemanas. Kerak akan mengakibatkan turunnya
efisiensi alat.
Bebas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas
O2 dan gas CO2.
Air diumpankan ke kation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion
positif/kation (Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+) yang ada di air umpan. Alat ini sering
disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolite dimana kation-kation
dalam umpan akan ditukar dengan ion H+ yang ada pada resin. Akibat tertukarnya
ion H+ dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran kation
exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO3
sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun
berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H2SO4 dengan
konsentrasi 4%.
Air keluaran kation exchanger kemudian diumpankan ke degassifier, untuk
menghilangkan gas CO2 dengan cara menggelembungkan udara ke dalam air
menggunakan blower. Air kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion
exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO4
2-, Cl-, NO3+, dan
CO3-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung
resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE) dimana anion-anion dalam air
umpan ditukar dengan ion OH- dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan
exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH- yang lepas dari resin yang
mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger kembali
normal dan ada penambahan konsentrasi OH- sehingga pH akan cenderung basa.
Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na+ = 0,08-2,5 ppm. Kandungan
silika pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah
jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air keluaran
cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai
penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan sebelum diproses lebih
lanjut di unit deaerator
c. Unit deaerator
Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-
gas terlarut terutama O2. Gas tersebut dihilangkan dari unit deaerator karena
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm.
Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan
kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler
dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air
umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi
dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4). Adapun reaksi yang terjadi adalah:
N2H4 (aq) + O2 (g) N2 (g) + 2 H2O (l)
4.1.1.6 Kebutuhan Air
a. Kebutuhan Air Pendingin
Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin
No Kode Alat AlatKebutuhan
( kg/jam )
1. CR Crystallizer 46.720,1368
2. CD-01 Condenser hasil dari compressor 50,1475
3. CD-02 Condenser hasil dari MD-01 5.054,3259
4. CD-03 Condenser hasil atas dari E-01 12,9551
5. HE-02 Cooler untuk arus recycle 211,4493
6. HE-03 Cooler untuk NOCl 56,8295
Total kebutuhan air pendingin = 52.105,8441 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
b. Kebutuhan Air Proses
Kebutuhan air proses dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Kebutuhan air proses
No Kode Alat Nama Alat Kebutuhan ( kg/jam )
1. M-01 Mixer 5.079,2509
2. CF Centrifuge 381,3514
Total kebutuhan air proses = 5.460,6023 kg/jam
c. Kebutuhan Air untuk Steam
Kebutuhan air untuk steam dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Kebutuhan air untuk steam
No Kode Alat Nama Alat Kebutuhan ( kg/jam )
1. HE-01 Heater HNO3 3,2290
2. M-01 Mixer 271,3173
3. R-01 Reaktor 56,4145
4. R-02 Reaktor 46,8891
5. E-01 Evaporator 864,3604
6. E-02 Evaporator 399,7199
7. RD-01 Rotary Dryer 210,0929
8. RB-01 Reboiler 2.316,4766
Jumlah air yang digunakan adalah sebesar 4.168,4997 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Diperkirakan air yang hilang sebesar 20% sehingga kebutuhan make-up air
untuk steam = 833,6999 kg/jam
d. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi
No Nama Unit Kebutuhan ( kg/hari)
1. Perkantoran 9.500
2. Laboratorium 3.200
3. Kantin 3.000
4. Hidran/Taman 1.570
5. Poliklinik 800
6. Jumlah air 18.070
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 18.070 kg/hari
= 752,9167 kg/jam
Total air yang disuplai dari PT KTI = air proses + make-up air umpan
boiler + air konsumsi + air blow down bak = 10.061,8373 kg/jam
4.1.2 Unit Pengadaan Steam
Steam yang diproduksi pada pabrik Natrium Nitrat ini digunakan sebagai
media pemanas evaporator, mixer, reaktor, reboiler dan heater. Untuk memenuhi
kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini
mempunyai suhu 130 oC dan tekanan 2,7 atm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 4.168,4997 kg/jam. Untuk menjaga
kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up blowdown pada
boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 20%. Jadi jumlah steam yang
dibutuhkan adalah 5.002,1996 kg/jam.
Perancangan boiler :
Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam
Steam yang dihasilkan : T = 267 °F
P = 39,69 psia
λsteam = 4.537,6412 BTU/lbm
Untuk tekanan < 200 psia, digunakan boiler jenis fire tube boiler.
Menentukan luas penampang perpindahan panas
Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan
persamaan :
Dengan :
ms = massa steam yang dihasilkan (lb/jam)
h = entalpi steam pada P dan T tertentu (BTU/lbm)
hf = entalpi umpan (BTU/lbm)
dimana : ms = 11.027,8493 lb/jam
h = 934,4503 BTU/lbm
5,343,970
).(
x
hfhmsDaya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
82Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Umpan air terdiri dari 20 % make up water dan 80 % kondensat. Make up water
adalah air pada suhu 30 °C dan kondensat pada suhu 130 °C.
hf = 200,4924 BTU/lbm
Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 241,7892 HP
ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft2/HP
Total heating surface = 2901,4701 ft2
Perhitungan kapasitas boiler
Q = ms (h – hf)
= 11.027,8493 (934,4503 – 200,4924)
= 8.093.977,1453 BTU/jam
Kebutuhan bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil)
Heating value (HV) =16.779 BTU/lb (Anonim,www.indonesia-property.com)
Densitas (ρ) = 50,5664 lb/ft3 (Anonim,www.indonesia-property.com)
Jumlah bahan bakar IDO untuk memenuhi kebutuhan panas yang ada sebanyak
422,0813 L/jam
Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :
Kode : B-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam
Jenis : Fire tube boiler
Jumlah : 1 buah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tekanan steam : 39,190 psia (2,7 atm)
Suhu steam : 266 oF (130 oC)
Efisiensi : 80 % (Anonim, www.indonesia-property.com)
Bahan bakar : IDO
Kebutuhan bahan bakar : 422,0813 L/jam
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik Natrium Nitrat ini
diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk
menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang
berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm.
Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :
Kode : KU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 100 m3/jam
Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)
Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)
Suhu udara : 35 oC
Efisiensi : 80 %
Daya kompresor : 15 HP
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
84Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan tenaga listrik di pabrik Natrium Nitrat ini dipenuhi oleh PLN dan
generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung
kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan
adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan :
a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar
b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan
Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
2. Listrik untuk penerangan
3. Listrik untuk AC
4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
5. Listrik untuk alat-alat elektronik
Besarnya kebutuhan listrik masing – masing keperluan di atas dapat
diperkirakan sebagai berikut :
4.1.4.1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat
dilihat pada tabel 4.5.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
85Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.5 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Nama Alat Jumlah HP Total HP
P-01 1 0,5 0,5
P-02 1 0,75 0,75
P-03 1 0,5 0,5
P-04 1 0,0833 0,0833
P-05 1 0,5 0,5
P-06 1 1 1
P-07 1 0,3333 0,3333
P-08 1 0,125 0,125
P-09 1 0,25 0,25
M-01 1 8 8
R-01 1 21 21
R-02 1 10 10
K 2 0,03 0,06
CR 1 0,75 0,75
CF 1 0,5 0,5
SC 1 1,25 1,25
RD-01 1 8 8
F-01 1 0,042 0,042
BL-01 1 2 2
BC-01 1 0,0833 0,0833
BC-02 1 0,0833 0,0833
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
86Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
BC-03 1 0,125 0,125
BC-04 1 0,125 0,125
BE-01 1 0,05 0,05
BE-02 1 0,75 0,75
PWT-01 1 0,33 0,33
PWT-02 1 0,125 0,125
PWT-03 1 1 1
PWT-04 1 0,75 0,75
PWT-05 1 0,125 0,125
PWT-06 1 0,5 0,5
PWT-07 1 0,1667 0,1667
PWT-08 1 0,5 0,5
PWT-09 1 0,3333 0,3333
PWT-10 1 0,05 0,05
PWT-11 1 0,08 0,08
PU-01 1 0,1667 0,1667
PU-02 1 0,5 0,5
PU-03 1 0,05 0,05
PU-04 1 0,0633 0,0633
PU-05 1 0,0633 0,0633
PU-06 1 0,05 0,05
PU-07 1 0,05 0,05
FL 1 2,5 2,5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
87Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
FN 2 1,5 3
KU-01 1 11 11
Jumlah 76,2267
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan
utilitas sebesar 76,2267 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak
terdiskripsikan sebesar ± 20 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik
adalah 91,4720 HP atau sebesar 136,42 kW.
4.1.4.2 Listrik untuk penerangan
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :
DU
FaL
.
.
dengan :
L : Lumen per outlet
a : Luas area, ft2
F : foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 6th ed)
U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 6th ed)
D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 6th ed)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
88Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.6 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan
Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D F/U.D
Pos keamanan 30 322,91 20 0,42 0,75 63,49
Parkir 500 5.381,82 10 0,49 0,75 27,21
Musholla 300 3.229,09 20 0,55 0,75 48,48
Kantin 150 1.614,55 20 0,51 0,75 52,29
Kantor 1500 16.145,47 35 0,6 0,75 77,78
Poliklinik 400 4.305,46 20 0,56 0,75 47,62
Ruang kontrol 300 3.229,09 40 0,56 0,75 95,24
Laboratorium 300 3.229,09 40 0,56 0,75 95,24
Proses 2836 30.525,71 30 0,59 0,75 67,80
Utilitas 1400 15.069,11 10 0,59 0,75 22,60
Ruang generator 300 3.229,09 10 0,51 0,75 26,14
Bengkel 250 2.690,91 40 0,51 0,75 104,58
Garasi 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14
Gudang 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14
Pemadam 250 2.690,91 20 0,51 0,75 52,29
Tangki bahan baku 750 8.072,74 10 0,51 0,75 26,14
Tangki produk 800 8.610,92 10 0,51 0,75 26,14
Jalan dan taman 2400 25.832,76 5 0,55 0,75 12,12
Area perluasan 2500 26.909,12 5 0,57 0,75 11,70
Jumlah 15766 169.699,7
Jumlah lumen :
untuk penerangan dalam ruangan = 6.061.680,858 lumen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
89Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
untuk penerangan bagian luar ruangan = 627.850,892 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu
fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W
mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.).
Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 6.061.680,858 / 1.920
= 3.159 buah
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt,
dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed.).
Jadi jumlah lampu luar ruangan = 627.850,892 / 3.000
= 210 buah
Total daya penerangan = ( 40 W x 3.159 + 100 W x 210 )
= 147.214 W
= 147,214 kW
4.1.4.3 Listrik untuk AC
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15 kW
4.1.4.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 10 kW.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
90Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.7 Total kebutuhan listrik pabrik
No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW
1.
2.
3.
4.
Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Listrik untuk keperluan penerangan
Listrik untuk AC
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
136,314
147,214
15
10
Total 308,527
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai
efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar
385,659 kW.
Dipilih menggunakan generator dengan daya 500 kW, sehingga masih
tersedia cadangan daya sebesar 114,34 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Jenis : AC generator
Jumlah : 1 buah
Kapasitas / Tegangan : 500 kW ; 220/360 Volt
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan
bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
91Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
(Industrial Diesel Oil). IDO diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan
IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan :
1. Mudah didapat
2. Lebih ekonomis
3. Mudah dalam penyimpanan
Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Specific gravity : 0,8124
Heating Value : 16.779 Btu/lb
Efisiensi bahan bakar : 80%
Densitas : 50,5664 lb/ft3
a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler
Kapasitas boiler = 8.093.977,1453 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar = 422,0813 liter/jam
b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator
Bahan bakar = h..eff
alatKapasitas
Kapasitas generator = 500 kW
= 1.706.077,05 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar = 71,17 L/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
92Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
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
c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lain-
lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi
Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift
dan non-shift.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
93Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
1. Kelompok shift
Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin
terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini
menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan
dibagi menjadi 3 shift. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam.
2. Kelompok non-shift
Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang
sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di
laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift,
kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara
lain :
a. Menyediakan reagent kimia untuk analisa laboratorium
b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi
c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
1. Laboratorium fisik
2. Laboratorium analitik
3. Laboratorium penelitian dan pengembangan
4.2.1 Laboratorium Fisik
Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat
– sifat bahan baku dan produk. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity,
viskositas, dan kandungan air.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
94Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2.2 Laboratorium Analitik
Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk
mengenai sifat – sifat kimianya.
Analisa yang dilakukan, yaitu :
Analisa komposisi bahan baku
Analisa komposisi produk utama
Analisa komposisi produk samping
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan
Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :
diversifikasi produk
perlindungan terhadap lingkungan
Disamping 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.
Alat analisa penting yang digunakan antara lain :
1. Hidrometer, untuk mengukur specific gravity.
2. Viscometer, untuk mengukur viskositas cairan.
3. X-Ray Defractometer (XRD), alat yang diguanakan untuk analisa kuantitatif
untuk material padat.
4. Gas Liquid Chromathogarphy, alat yang digunakan untuk analisa konsentrasi
material cair.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
95Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
5. Water content tester, untuk menganalisa kadar air.
4.2.4 Analisa Air
Air yang dianalisis antara lain:
1. Air baku
2. Air proses
3. Air demineralisasi
4. Air umpan boiler
5. Air limbah
Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan Klorin, tingkat
kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan
konduktivitas air.
Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:
1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.
2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa
terlarut dalam air.
3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin,
turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat.
4. Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan
alkalinitas.
5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut
dalam air.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
96Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh
laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan
silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+.
4.3 Unit Pengolahan Limbah
Limbah yang dihasilkan dari pabrik Natrium Nitrat dapat diklasifikasi :
1. Bahan buangan cair
2. Bahan buangan padatan
3. Bahan buangan gas
Pengolahan limbah ini didasarkan pada jenis buangannya :
1. Pengolahan bahan buangan cair
Limbah yang dihasilkan oleh pabrik ini adalah limbah cair yang berasal dari
proses, air buangan sanitasi, dan limbah cair utilitas. Limbah domestik berupa air
mandi dan cuci dibuang langsung ke saluran pembuangan, sedangkan limbah dari
WC ditampung di Septic Tank. Limbah cair yang berasal dari proses, yaitu hasil
kondensasi uap dari evaporator 1 (E-01) dikelola di Instalasi Pengolahan Air Limbah
(IPAL), sedangkan limbah cair utilitas yang berupa oli bekas ditampung di suatu
tangki kemudian dibakar dalam incenerator.
IPAL adalah suatu instalasi untuk mengolah limbah cair. Adapun peralatan proses
yang digunakan di IPAL adalah sebagai berikut:
1. Bak Penampung I
Limbah cair dari proses yang berupa air dan sedikit asam nitrat ditampung
sementara di dalam bak penampung I.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
97Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
2. Netraliser
Limbah cair dimasukkan ke bak netralisasi untuk menetralkan pH, karena pH
yang netral selain tidak mengganggu lingkungan juga dapat berguna untuk
mempermudah proses pengendapan pada bak Clarifier. Penetralan pH dilakukan
dengan jalan penambahan Na2CO3.
3. Tangki Koagulasi
Pada unit ini terjadi proses koagulasi dengan penambahan koagulan Alumunium
Sulfat. Koagulan tersebut akan mengikat partikel-partikel halus untuk membentuk
flok-flok yang mampu mengendap di bak Clarifier. Tangki ini dilengkapi dengan
pengaduk yang berputar cepat.
4. Tangki Flokulasi
Pada unit ini terjadi proses flokulasi dengan penambahan polielektrolit untuk
menarik flok-flok menjadi agregat yang lebih besar sehingga lebih mudah untuk
diendapkan. Tangki ini diengkapi dengan pengaduk yang berputar lambat.
5. Clarifier 1
Air limbah dari tangki flokulasi selanjutnya dialirkan ke clarifier 1 sehingga
sebagian partikel akan mengendap sedangkan sisanya akan diuraikan oleh bakteri di
bak activated sludge. Endapan yang terbentuk kemudian ditampung di bak
penampung 2.
6. Bak Penampung 2
Bak ini berfungsi untuk menampung endapan yang telah dipisahkan dari
cairannya pada clarifier 1.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
98Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
7. Bak Activated Sludge
Partikel atau senyawa-senyawa dalam cairan (effluent) dari clarifier 1 akan
diuraikan oleh bakteri aerob. Pada bak ini akan ditambahkan nutrient yaitu Natrium
Phosphat sebagai unsur pendukung kelangsungan hidup bakteri. Hasil penguraian
dialirkan menuju clarifier 2.
8. Clarifier 2
Unit ini merupakan bak terakhir untuk pengolahan air limbah. Activated sludge
yang terbentuk dialirkan ke bak penampung 3, dimana sebagian besar akan dialirkan
kembali ke bak activated sludge karena mengandung bakteri yang akan menguraikan
senyawa organik, sedangkan sisanya akan dibuang.
9. Bak Penampung 3
Bak ini merupakan penampung activated sludge yang dipisahkan dari air limbah
di clarifier 2, dimana sebagian akan dialirkan kembali ke bak activated sludge dan
sebagian lagi akan dibuang.
10. Bak Penampung 4
Unit ini merupakan bak penampung akhir air limbah sebelum dibuang ke
lingkungan. Pada bak ini akan dilakukan pengecekan kelayakan terhadap air limbah.
Pengecekan yang dilakukan antara lain pengecekan pH, BOD, dan COD air.
Gambar skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) dapat dilihat pada gambar
4.2.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
99Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Gambar 4.2 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
100Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
2. Pengolahan bahan buangan padatan
Limbah padat yang dihasilkan berasal dari limbah domestik dan unit
pengolahan limbah. 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 unit pengolahan limbah diurug didalam. Blok diagram
proses pengolahan limbah padat dapat dilihat pada gambar 4.3.
Lim bah Padat
L im bah D om estik
L im bah unit pengolahan lim bah
Bak Penam pungan Land F ill
TPA
Gambar 4.3 Bagan Unit Pengolahan Limbah Padat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
101Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
3. Pengolahan limbah gas
Limbah gas berasal dari udara keluaran rotary dryer dan gas hasil
pembakaran yang berasal dari boiler. Udara pemanas tersebut mengandung sedikit
kristal NaNO3.NaCl.H2O, sehingga sebelum dibuang ke lingkungan, dipisahkan
terlebih dahulu menggunakan siklon. Sedangkan gas hasil pembakaran yang berasal
dari boiler dibuang ke udara melalui stack yang mempunyai tinggi minimal 4 kali
tinggi bangunan, banyaknya limbah gas yang dibuang dapat diminimalisasi dengan
jalan melakukan perawatan yang rutin terhadap boiler sehingga pembakarannya
sempurna dan dapat meminimalisasi pencemaran udara.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
102Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1 Bentuk Perusahaan
Pabrik natrium nitrat yang akan didirikan, direncanakan mempunyai :
Bentuk : Perseroan Terbatas (PT)
Lapangan Usaha : Industri Natrium Nitrat
Lokasi Perusahaan : Cilegon, Jawa Barat
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, yaitu
(Widjaja, 2003) :
1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan.
2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya
dipegang oleh pimpinan perusahaan.
3. 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.
4. Kelangsungan Perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan
berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan.
5. Efisiensi dari manajemen
Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris
dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
103Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
6. Lapangan usaha lebih luas
Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari
masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.
5.2 Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang
kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi
yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan.
Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa
azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain (Zamani, 1998) :
a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas
b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi
c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi
d) Adanya kesatuan arah (unity of direction) dan perintah ( unity of command )
e) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab
f) Adanya pembagian tugas (distribution of work)
g) Adanya koordinasi
h) Struktur organisasi disusun sederhana
i) Pola dasar organisasi harus relatif permanen
j) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure)
k) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya
l) Penempatan orang harus sesuai keahliannya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
104Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang
baik yaitu Sistim Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan
praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam
sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung
jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli
yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat
akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan
perusahaan.
Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis
dan staf ini, yaitu (Zamani, 1998) :
1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok
organisasi dalam rangka mencapai tujuan.
2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya
dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional.
Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan)
dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan
dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan
Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan
teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran,
keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
105Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari
pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan
membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan
mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan
perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang
kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas
masing - masing seksi (Widjaja, 2003).
Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :
a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab
setiap orang yang terlibat di dalamnya
b. Penempatan tenaga kerja yang tepat
c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen
perusahaan yang lebih efisien.
d. Penyusunan program pengembangan manajemen
e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada
f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti
kurang lancar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
106Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Struktur organisasi pabrik Natrium Nitrat disajikan pada Gambar 5.1.
(Widjaja, 2003)
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Narium Nitrat
5.3 Tugas dan Wewenang
5.3.1 Pemegang Saham
Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk
kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan
tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah
Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
107Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang (Widjaja, 2003) :
1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur
3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari
perusahaan.
5.3.2 Dewan Komisaris
Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham
sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.
Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi (Widjaja, 2003) :
1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target
perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran
2. Mengawasi tugas - tugas direksi
3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting
5.3.3 Dewan Direksi
Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung
jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama
bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang
telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur
produksi dan direktur keuangan-umum.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
108Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tugas direktur umum, antara lain (Djoko, 2003) :
1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan
pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang
saham.
2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan
yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen.
3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian
keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).
Tugas dari direktur produksi antara lain :
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan
rekayasa produksi.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala
bagian yang menjadi bawahannya.
Tugas dari direktur keuangan antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan,
dan pelayanan umum.
2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala
bagian yang menjadi bawahannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
109Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
5.3.4 Staf Ahli
Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam
menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi.
Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian
masing - masing.
Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :
1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.
2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan.
3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan
bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu
Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan
Tugas dan wewenangnya meliputi :
1. Memperbaiki mutu produksi
2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi
3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang
5.3.6 Kepala Bagian
Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan
mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
110Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga
bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur
utama.
Kepala bagian terdiri dari:
1. Kepala Bagian Produksi
Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran
produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya.
Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi pengendalian, dan seksi
laboratorium.
Tugas seksi proses antara lain :
a. Mengawasi jalannya proses produksi
b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak
diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.
Tugas seksi pengendalian :
Menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan mengurangi
potensi bahaya yang ada.
Tugas seksi laboratorium, antara lain:
a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu
b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi
c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik
d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
111Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
2. Kepala Bagian Teknik
Tugas kepala bagian teknik, antara lain:
a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan
utilitas
b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya
Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan seksi
keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.
Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :
a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik
b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik
Tugas seksi utilitas, antara lain :
Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses,
air, steam, dan tenaga listrik.
Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :
a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal - hal yang berhubungan
dengan keselamatan kerja
b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran
3. Kepala Bagian Keuangan
Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan
umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu
seksi administrasi dan seksi keuangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
112Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tugas seksi administrasi :
Menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor dan
pembukuan, serta masalah perpajakan.
Tugas seksi keuangan antara lain :
a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat
ramalan tentang keuangan masa depan
b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan
(Djoko, 2003)
4. Kepala Bagian Pemasaran
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan
baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi
pembelian dan seksi pemasaran.
Tugas seksi pembelian, antara lain :
a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan
dalam kaitannya dengan proses produksi
b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar
masuknya bahan dan alat dari gudang.
Tugas seksi pemasaran :
a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi
b. Mengatur distribusi hasil produksi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
113Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
5. Kepala Bagian Umum
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang
personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepala-
kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian imim membawahi seksi
personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.
Seksi personalia bertugas :
a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin
antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan
waktu dan biaya.
b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja
yang tenang dan dinamis.
c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.
Seksi humas bertugas :
Mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan
perusahaan.
Seksi keamanan bertugas :
a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan
karyawan di lingkungan pabrik.
b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan
c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern
perusahaan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
114Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
5.3.7 Kepala Seksi
Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai
dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh
hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap
kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing - masing sesuai dengan
seksinya.
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik natrium nitrat ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan
proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur
digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam
kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift.
5.4.1 Karyawan non shift
Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi
secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala
bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.
Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan
pembagian kerja sebagai berikut :
Jam kerja :
Hari Senin – Jum’at : Jam 08.00 – 17.00
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
115Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Jam Istirahat :
Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00
Hari Jum’at : Jam 11.00 – 13.00
5.4.2 Karyawan Shift atau Ploog
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. Yang termasuk
karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian
gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta
keamanan pabrik.
Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai
berikut :
Shift Pagi : Jam 07.00 – 15.00
Shift Sore : Jam 15.00 – 23.00
Shift Malam : Jam 23.00 – 07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D) dimana
dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok yang masuk, sehingga ada satu kelompok
yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, kelompok
yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok
ditampilkan dalam bentuk Tabel 5.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
116Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A P P P L S S S L M M
B S S L S M M L P P P
C M L S M P L M S S L
D L M M P L P P M L S
Hari 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A M L P P P L S S S L
B L M S S L M M M L P
C P P M L S P P L M S
D S S L M M S L P P M
Hari 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
A M M S L P P P L S S
B P P L S S S L M M M
C S L M M M L S P P L
D L S P P L M M S L P
Keterangan : P : Pagi M : MalamS : Sore L : Libur
Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
117Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor
kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi
kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan
perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh
pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para
karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003).
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah
Pada pabrik Natrium Nitrat ini sistem upah karyawan berbeda - beda
tergantung pada status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status
karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut :
1. Karyawan tetap
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK)
direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan
masa kerjanya.
2. Karyawan harian
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan
mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
3. Karyawan borongan
Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan
ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
118Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji
5.6.1. Penggolongan Jabatan
1. Direktur Utama : Magister Ekonomi/Teknik/Hukum
2. Direktur Produksi : Magister Teknik Kimia
3. Direktur Keuangan dan Umum : Magister Ekonomi
4. Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia
5. Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Mesin
6. Kepala Bagian Pemasaran : Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi
7. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi
8. Kepala Bagian Umum : Sarjana Sosial
9. Kepala Seksi : Ahli Madya
10. Operator : SMA/Sederajat
11. Sekretaris : Akademi Sekretaris
12. Dokter : Sarjana Kedokteran
13. Perawat : Akademi Perawat
14. Lain-lain : SMP/Sederajat
5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji
Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan
yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
119Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya
No. Jabatan Jumlah
1 Direktur Utama 1
2 Direktur Produksi dan Teknik 1
3 Direktur Keuangan dan Umum 1
4 Staff Ahli 2
5 Litbang 2
6 Sekretaris 3
7 Kepala Bagian Produksi 1
8 Kepala Bagian Litbang 1
9 Kepala Bagian Teknik 1
10 Kepala Bagian Umum 1
11 Kepala Bagian Keuangan 1
12 Kepala Bagian Pemasaran 1
13 Kepala Seksi Proses 1
14 Kepala Seksi Pengendalian 1
15 Kepala Seksi Laboratorium 1
16 Kepala Seksi Safety & lingkungan 1
17 Kepala Seksi Pemeliharaan 1
18 Kepala Seksi Utilitas 1
19 Kepala Seksi Administrasi Keuangan 1
20 Kepala Seksi Keuangan 1
21 Kepala Seksi Pembelian 1
22 Kepala Seksi Personalia 1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
120Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
23 Kepala Seksi Humas 1
24 Kepala Seksi Keamanan 1
25 Kepala Seksi Penjualan 1
26 Kepala Seksi Pemasaran 1
27 Karyawan Proses 32
28 Karyawan Pengendalian 8
29 Karyawan Laboratorium 8
30 Karyawan Penjualan 8
31 Karyawan Pembelian 6
32 Karyawan Pemeliharaan 10
33 Karyawan Utilitas 8
34 Karyawan Administrasi 5
35 Karyawan Kas 5
36 Karyawan Personalia 5
37 Karyawan Humas 5
38 Karyawan Keamanan 24
39 Karyawan Pemasaran 8
40 Karyawan Safety & Lingkungan 5
41 Dokter 3
42 Perawat 3
43 Sopir 5
44 Pesuruh 12
T O T A L 190
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
121Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan
Gol. Jabatan Gaji/Bulan Kualifikasi
I Direktur Utama Rp. 50.000.000,00 S2 Pengalaman 10 tahun
II Direktur Rp. 30.000.000,00 S2 Pengalaman 10 tahun
III Staff Ahli Rp. 20.000.000,00 S2 pengalaman 5 tahun
IV Litbang Rp. 15.000.000,00 S1 pengalaman
V Kepala Bagian Rp. 8.000.000,00 S1 pengalaman
VI Kepala Seksi Rp. 6.500.000,00 D3 pengalaman
VII Sekretaris Rp. 5.000.000,00 D3 pengalaman
VIII Karyawan BiasaRp. 3.000.000 –
Rp.1.000.000,00 SMP/SMA/D1/D3
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan, antara lain
(Mas’ud, 1988) :
1. Tunjangan
Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan
yang bersangkutan
Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang
karyawan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
122Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB V Manajemen Perusahaan
Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam
kerja berdasarkan jumlah jam kerja
2. Cuti
Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1
tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan
keterangan dokter.
3. Pakaian Kerja
Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap
tahunnya.
4. Pengobatan
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh
kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku.
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh
kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan.
5. Asuransi Tenaga Kerja
Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari
10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00 per bulan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
123Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
BAB VI
ANALISIS EKONOMI
Pada prarancangan pabrik Natrium Nitrat ini dilakukan evaluasi atau penilaian
investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini
menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan ini
adalah estimasi harga dari alat-alat, karena harga digunakan sebagai dasar untuk
estimasi analisis ekonomi, di mana analisis ekonomi dipakai untuk mendapatkan
perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi
suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang akan
diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan dalam titik impas. Selain itu,
analisis ekonomi juga dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan
didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.
Untuk itu pada prarancangan pabrik Natrium Nitrat ini, kelayakan investasi
modal pada sebuah pabrik akan dianalisis meliputi :
a. Profitability
Adalah selisih antara total penjualan produk dengan total biaya produksi yang
dikeluarkan.
Profitability = Total penjualan produk – total biaya produksi
(Aries & Newton, 1955)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
124Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
b. Percent Return on Investment (%ROI)
Adalah rasio keuntungan tahunan dengan mengukur kemampuan perusahaan
dalam mengembalikan modal investasi.
ROI membandingkan laba rata – rata terhadap Fixed Capital Investment.
Prb = FI
100%.bPPra =
FI
100%.aP
Prb = % ROI sebelum pajak
Pra = % ROI setelah pajak
Pb = Keuntungan sebelum pajak
Pa = Keuntungan setelah pajak
IF = Fixed Capital Investment
(Aries & Newton, 1955)
c. Pay Out Time (POT)
adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital
Investment berdasarkan profit yang diperoleh.
POT =DP
FI
POT = Pay Out Time, tahun
P = Profit
D = Depreciation
IF = Fixed Capital Investment
(Aries & Newton, 1955)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
125Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
d. Break Event Point (BEP)
Adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi dapat
menutupi biaya keseluruhan. Suatu keadaan dimana pabrik tidak mendapatkan
keuntungan, tetapi tidak menderita kerugian.
ra = Ra0,7-Va-Sa
Ra0,3Fa
ra = Annual production rate
Fa = Annual fixed expense at max production
Ra = Annual regulated expense at max production
Sa = Annual sales value at max production
Va = Annual variable expense at max production
(Peters & Timmerhause, 2003)
e. Shut Down Point (SDP)
Adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang
menyebabkan pabrik harus tutup.
ra = Ra0,7-Va-Sa
Ra0,3
(Peters & Timmerhause, 2003)
f. Discounted Cash Flow (DCF)
Discounted Cash Flow dibuat dengan mempertimbangkan nilai uang yang
berubah terhadap waktu dan dirasakan atas investasi yang tak kembali pada
akhir tahun selama umur pabrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
126Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
(FC + WC) (1 + i)n = (WC + SV) + [(1 + i)n-1 + (1 + i)n-2 + ….. +1] x c
dengan cara coba ralat diperoleh nilai i = %.
Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap beberapa
faktor, yaitu:
1. Penaksiran 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 dengan harga
lancar.
2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs), terdiri dari :
a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs)
Manufacturing Costs merupakan jumlah direct, indirect, dan Fixed
manufacturing costs yang bersangkutan dengan produk.
Direct Manufacturing Cost
Merupakan pengeluaran yang bersangkutan langsung dalam pembuatan produk.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
127Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
Indirect Manufacturing Cost
Indirect Manufacturing Cost adalah pengeluaran sebagai akibat tidak
langsung dan bukan langsung dari operasi pabrik.
Fixed Manufacturing Cost
Fixed Manufacturing Cost merupakan harga yang berkenaan dengan
fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan 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 Natrium Nitrat
Yaitu keuntungan yang didapat selama satu periode produksi.
6.1 Penaksiran Harga Peralatan
Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metoda yang dikonversikan
dengan keadaan yang ada sekarang ini. Karena data yang diperoleh adalah data pada
tahun 2002, maka penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data
indeks harga.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
128Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat
Cost Index, Tahun Chemical Engineering Plant Index
1991 361,3
1992 358,2
1993 359,2
1994 368,1
1995 381,1
1996 381,7
1997 386,5
1998 389,5
1999 390,6
2000 394,1
2001 394,3
2002 394,4
(Peters & Timmerhaus, 2003)
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
129Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least
square sehingga didapatkan persamaan berikut:
Y = 3,6077 X - 6823,2
Dengan : Y = Indeks harga
X = Tahun pembelian
Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2012 adalah 435,52.
Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan dilihat dari
grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang
digunakan persamaan :
Ex = Ey. (Aries & Newton, 1955)
Dengan :
Ex : Harga pembelian pada tahun 2012
Ey : Harga pembelian pada tahun referensi
Nx : Indeks harga pada tahun 2012
Ny : Indeks harga tahun referensi
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI)
Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisis
ekonomi :
1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2015.
2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
130Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
3. Kapasitas produksi adalah 30.000 ton/tahun.
4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun.
5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk
perbaikan alat-alat pabrik.
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. Upah buruh asing US$ 8,5/manhour (Departemen Keuangan, www.pajak.
net)
10. Upah buruh lokal Rp. 10.000,00/manhour
11. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5% : 95%
12. Harga bahan baku Asam Nitrat US$ 0,4 / kg
13. Harga bahan baku Natrium Klorida US$ 0,22 / kg
14. Harga produk Natrium Nitrat US$ 3,3 / kg
15. Harga produk Chlorine US$ 0,15 / kg
16. Harga produk Nitrosyl Chloride US$ 0,03 / kg
17. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.008,00 (Kurs pada 3/01/2011, Menteri
Keuangan RI)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
131Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Tabel 6.2 Modal Tetap
No Keterangan US $ Rp.Total Harga
(Rp)
1 Harga pembelian peralatan 2.189.378 - 19.721.912.740
2 Instalasi alat - alat 202.840 1.036.362.600 2.863.541.317
3 Pemipaan 338.066 511.359.802 3.556.655.152
4 Instrumentasi 391.190 194.316.725 3.718.158.487
5 Isolasi 48.295 170.453.267 605.495.460
6 Listrik 160.984 170.453.267 1.620.593.910
7 Bangunan 482.951 - 4.350.421.928
8 Tanah dan perbaikan lahan 241.475 16.000.000.000 18.175.210.964
9 Utilitas 997.436 - 8.984.905.933
Physical Plant Cost 5.052.614 18.082.945.662 63.596.895.891
10.Engineering &
Construction1.010.523 3.616.589.132 12.719.379.178
Direct Plant Cost 6.063.137 21.699.534.795 76.316.275.069
11. Contractor’s fee 606.314 2.169.953.479 7.631.627.507
12. Contingency 1.515.784 5.424.883.699 19.079.068.767
Fixed Capital Invesment (FCI) 8.185.235 29.294.371.973 103.026.971.343
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
132Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment)
Tabel 6.3 Modal Kerja
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Persediaan bahan baku 2.243.874 - 20.212.819.726
2. Persediaan bahan dalam proses 32.485 26.647.738 319.277.054
3. Persediaan Produk 4.288.085 3.517.501.370 42.144.571.120
4. Extended Credit 8.727.021 - 78.613.000.821
5. Available Cash 4.288.085 3.517.501.370 42.144.571.120
Working Capital Investment (WCI) 19.579.550 7.061.650.478 183.434.239.840
Total Capital Investment (TCI)
= FCI + WCI
= Rp 286.461.211.183
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
133Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
6.3.1 Manufacturing Cost
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC)
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Harga Bahan Baku 2.243.874 - 20.212.819.726
2. Gaji Pegawai - 2.922.000.000 4.032.000.000
3. Supervisi - 1.668.000.000 2.544.000.000
4. Maintenance 818.524 2.929.437.197 10.302.697.134
5. Plant Supplies 122.779 439.415.580 1.545.404.570
6. Royalty & Patent 5.236.212 - 47.167.800.492
7. Utilitas - 26.498.195.307 26.498.195.307
Direct Manufacturing Cost (DMC) 8.421.389 34.457.048.083 110.316.917.229
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Payroll Overhead - 584.400.000 584.400.000
2. Laboratory - 584.400.000 584.400.000
3. Plant Overhead - 2.775.900.000 2.775.900.000
4. Packaging 41.889.698 - 3.584.752.877
Indirect Manufacturing Cost (IMC) 41.889.698 3.944.700.000 381.287.103.939
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
134Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC)
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Depresiasi 818.524 2.929.437.197 10.302.697.134
2. Property Tax 163.705 585.887.439 2.060.539.427
3. Asuransi 163.705 292.943.720 1.767.595.707
Fixed Manufacturing Cost (FMC) 1.145.933 3.808.268.356 14.130.832.268
Total Manufacturing Cost (TMC)
= DMC + IMC + FMC
= Rp (110.316.917.229+ 381.287.103.939+ 14.130.832.268)
= Rp 505.734.853.437
6.3.2 General Expense (GE)
Tabel 6.7 General Expense
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Administrasi - 5.411.000.000 5.411.000.000
2. Sales 31.417.274 - 283.006.802.954
3. Research 4.188.970 - 37.734.240.394
4. Finance 1.673.097 1.261.983.085 16.333.242.272
General Expense (GE) 37.279.341 6.672.983.085 342.485.285.620
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
135Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
Biaya Produksi Total (TPC)
= TMC + GE
= Rp 505.734.853.437+ 342.485.285.620
= Rp. 848.220.139.057
6.4 Keuntungan Produksi
Penjualan selama 1 tahun :
Natrium Nitrat = US $ 103.169.509
Chlorine = US $ 1.313.164
Nitrosyl Chloride = US $ 241.573
Total penjualan = US $ 104.724.246 = Rp. 943.356.009.848
Biaya produksi total = Rp. 848.220.139.057
Keuntungan sebelum pajak = Rp 95.135.870.791
Pajak = 25% dari keuntungan= Rp 23.783.967.698 (Dirjen Pajak,www.pajak.go.id)
Keuntungan setelah pajak = Rp 71.351.903.093
6.5 Analiasa Kelayakan
1. % Profit on Sales (POS)
POS sebelum pajak = 10,09 %
POS setelah pajak = 7,56 %
2. % Return on Investment (ROI)
ROI sebelum pajak = 92,34 %
ROI setelah pajak = 69,26%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
136Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
3. Pay Out Time POT
POT sebelum pajak = 0,98 tahun
POT setelah pajak = 1,26 tahun
4. Break Event Point (BEP)
Besarnya BEP untuk pabrik Natrium Nitrat ini adalah 52,19 %
5. Shut Down Point (SDP)
Besarnya SDP untuk pabrik Natrium Nitrat ini adalah 46,20 %
6. Discounted Cash Flow (DCF)
Tingkat bunga simpanan di Bank Mandiri adalah 6,5 % (Bank Mandiri,
www.bankmandiri.co.id), dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh adalah
33,50 %.
Tabel 6.8 Analisis kelayakan
No. Keterangan Perhitungan Batasan
1.
2.
3.
4.
5.
Return On Investment (% ROI)
ROI sebelum pajak
ROI setelah pajak
Pay Out Time (POT)
POT sebelum pajak
POT setelah pajak
Break Even Point (BEP)
Shut Down Point (SDP)
Discounted Cash Flow (DCF)
92,34 %
69,26 %
0,98 tahun
1,26 tahun
52,19 %
46,20 %
33,50 %
min 44 %
(risiko tinggi)
maks. 2 tahun
(risiko tinggi)
40 – 60 %
min. 6,5 % (Bunga
simpanan di Bank Mandiri)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
137Prarancangan Pabrik Natrium Nitratdari Natrium Klorida dan Asam Nitrat Kapasitas 30.000 Ton / Tahun
BAB VI Analisis Ekonomi
Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa
pendirian pabrik Natrium Nitrat dengan kapasitas 30.000 ton/tahun layak
dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
Keterangan gambar :
FC : Fixed manufacturing cost
Va : Variable cost
Ra : Regulated cost
Sa : Penjualan (Sales)
SDP : Shut down point
BEP : Break even point
Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan