LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK PRECIPITATED SILICA

DARI ASAM SULFAT DAN SODIUM SILIKAT

KAPASITAS 50.000 TON/ TAHUN

Oleh :

Yayuk Mundriyastutik

D500090011

Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Ahmad M. Fuadi, MT

Ir. Nur Hidayati, MT, Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas

prarancangan pabrik yang berjudul ” Prarancangan Pabrik Precipitated Silica

dari Asam sulfat dan sodium Silikat dengan Kapasitas 50.000 ton/ tahun”.

Dalam penyusunan laporan ini penulis mendapatkan bantuan dari berbagai

pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis

mengucapakan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rizki dan karunia-Nya.

2. Kedua orang tua, adek yang selalu mendoakan dan memberikan dorongan

kepada penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

3. Bapak Rois Fatoni, ST MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia.

4. Bapak Ir. Ahmad M Fuadi, MT selaku pembimbing I.

5. Ibu Nur Hidayati, Ph.D selaku dosen pembimbing II.

6. Lukhi Mulia Sitophyta selaku partner TPP.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas prarancangan pabrik ini

masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapakan adanya saran

dan kritik dari pembaca, sehingga dapat digunakan sebagai pertimbangan. Penulis

berharap agar tugas prarancangan pabrik ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surakata, Juni 2013

Penyusun

INTISARI

Di Indonesia, pabrik precipitated silica merupakan salah satu industri yang

mampu memberikan peluang yang cukup baik bagi negara. Negara Indonesia

selama ini belum mampu memenuhi kebutuhan precipitated silica dalam

negerinya sendiri sehingga masih impor dari negara lain. Selama ini Indonesia

telah mengekspor sebanyak 89.801,806 ton dari tahun 2005 hingga 2012, dan

kebutuhan impornya sebanyak 111.362,3 ton, sehingga pabrik precipitated silica

di rancang sebesar 50.000 ton/tahun. Precipitated silica (SiO2) merupakan

senyawa oksidasi non logam yang berbentuk serbuk padat, berwarna putih, tidak

berbau dan tidak larut dalam air, dan mempunyai struktur kristal. Proses

pembuatan precipitated silica dengan asidifikasi silikat menggunakan reaktor

RATB (reaktor alir tangki berpengaduk) yang beroperasi pada suhu 90°C pada

tekanan 1 atm. Reaktor ini berlangsung pada fase cair-cair, irreversible, dan non

adiabatis. Hasil dari reaktor dipisahkan di rotary vacum filter kemudian hasil cake

yang berupa SiO2 dikeringkan dengan dryer.

Unit pendukung pada pabrik ini terdiri dari unit penyedia air, unit

penyedia steam, kebutuhan listrik dan bahan bakar, serta laboratorium yang

berfungsi untuk menjaga kualitas bahan dan produk agar sesuai dengan standar

yang telah ditentukan. Bentuk perusahaan pabrik ini menggunakan Perseroan

terbatas (PT) dengan sistem struktur organisasi dan staff. Rencananya pabrik ini

didirikan di Kabupaten Karawang, Kecamatan Ciampel, Propinsi Jawa Barat.

Pendirian pabrik memerlukan total investasi (Capital investment) sebesar

Rp 274.988.392.478,30 dan biaya produksi sebesar Rp 182.861.209.437,49.

Analisa ekonomi diperoleh BEP 42,18%, SDP 18,31%, ROI sebelum pajak

42,03%, ROI sesudah pajak 30,12% dan keuntungan sesudah pajak diperoleh

sebesar Rp 82.829.849.661,89.

Motto

“Friendship is the hardest thing in the world to explain.

It's not something you learn in school. But if you haven't learned the meaning of friendship,

you really haven't learned anything.”

Muhammad Ali

Janganlah membuatmu putus asa dalam mengulang-ulang doa, ketika Allah menunda ijabah

doa itu.

Dialah yang menjamin ijabah doa itu menurut pilihan-Nya padamu, bukan menurut pilihan

seleramu.

Kelak pada waktu yang dikehendaki-Nya, bukan menurut waktu yang engkau kehendaki.

(Ibnu Atha’ilah)”

Jangan memandang rendah dan remeh orang lain, Hanya karena tak lebih pintar, tak lebih

kaya, tak lebih beruntung Dan tak mempunyai pangkat sepertimu. Kadangkala di mata Allah

Swt, batubara yang terlihat legam. Terlihat lebih berkilau dibanding dengan permata yang

mahal harganya.”

Zeal is a volcano, the peak of which the grass of indecisiveness does not grow.

(Semangat adalah sebuah gunung berapi dimana diatas puncaknya

rumput keraguan tidak pernah tumbuh)

Love to live, and live to love

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................

KATA PENGANTAR..........................................................................................

INTISARI.............................................................................................................

MOTTO................................................................................................................

DAFTAR ISI........................................................................................................

DAFTAR TABEL................................................................................................

DAFTAR GAMBAR...........................................................................................

BAB I. PENDAHULUAN...................................................................................

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik........................................................

1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik ...........................................

1.3 Tinjauan Pustaka................................................................................

1.4 Kegunaan Produk...............................................................................

1.5 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk.......................

1.6 Tinjauan Proses Secara Umum..........................................................

BAB II DESKRIPSI PROSES.............................................................................

1.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk.................................................

2.2 Konsep Proses................................................................................

2.3 Tinjauan Termodinamika.................................................................

2.4 Diagram Alir Proses..........................................................................

2.5 Langkah Proses..................................................................................

2.6 Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas.................................

2.7 Tata Letak Pabrik dan Peralatan........................................................

BAB III SPESIFIKASI ALAT.............................................................................

3.1 Tangki H2SO4 ...................................................................................

3.2 Tangki sodium silikat........................................................................

3.3 Mixer.................................................................................................

3.4 Heat Exchanger 1..........................................................................

i

ii

ii

iii

iv

v

viii

x

1

1

1

6

7

7

9

10

10

10

11

12

13

14

21

27

27

27

28

29

vi

3.5 Heat Exchanger 2...........................................................................

3.6 Reaktor 1...........................................................................................

3.7 Reaktor 2.......................................................................................

3.8 Reaktor 3.....................................................................................

3.9 Pompa ...............................................................................................

3.10 Bucket Elevator..........................................................................

3.11 Screw Conveyor...........................................................................

3.12 Belt Conveyor.................................................................................

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM.................

4.1 Unit Pendukung Proses.....................................................................

4.1.1 Unit Penyedia dan Pengolahan air...................................................

4.1.2 Unit Penyedia Steam.......................................................................

4.1.3 Unit Penyedia Listrik......................................................................

4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar............................................................

4.1.5 Unit Penyedia Udara Tekan dan Instrumentasi.................................

4.1.6 Unit Pengolahan Limbah Cair........................................................

4.1.7 Laboratorium.....................................................................................

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN............................................................

5.1 Bentuk Perusahaan.............................................................................

5.2 Struktur Organisasi............................................................................

5.3 Kesejahteraan Karyawan...................................................................

5.4 Kesehatan dan Keselamatan Kerja....................................................

5.5 Manajemen Produksi..........................................................................

5.6 Perencanaan Produksi........................................................................

5.7 Pengendalian Produksi.......................................................................

BAB VI ANALISA EKONOMI.........................................................................

6.1 Dasar Perhitungan..............................................................................

6.2 Perhitungan biaya..............................................................................

6.3 General Expense................................................................................

6.4 Analisa Kelayakan.............................................................................

BAB VII KESIMPULAN...................................................................................

29

30

31

32

33

39

39

39

40

40

40

54

55

59

60

61

63

67

67

68

77

78

79

79

80

83

83

86

88

89

98

vii

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

LAMPIRAN.....................................................................................................

99

103

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Ekspor Precipitated Silica ................................................... 2

Tabel 1.2 DataImpor Precipitated Silica. ..................................................... 3

Tabel 1.3 Data Kapasitas Pabrik yang Sudah Berdiri .................................. 3

Tabel 2.3 Data Pembentukan Reaksi Pembentukan Silika ........................... 11

Tabel 2.6 Komponen Arus Massa ................................................................ 15

Tabel 2.7 Neraca Massa mixer ..................................................................... 15

Tabel 2.8 Neraca Massa Reaktor 1 (R-01) ................................................... 16

Tabel 2.9 Neraca Massa Reaktor 2 (R-02) ................................................... 16

Tabel 2.10 Neraca Massa Reaktor 3 (R-03) ................................................... 16

Tabel 2.11 Neraca Massa Rotary Drum Filter ............................................... 16

Tabel 2.12 Neraca Massa Rotary Dryer ......................................................... 17

Tabel 2.13 Neraca Massa Total ..................................................................... 17

Tabel 2.14 Neraca Panasmixer ....................................................................... 18

Tabel 2.15 Neraca PanasHeat Exchanger 01 (HE-01) .................................. 18

Tabel 2.16 Neraca Panas Heat Exchanger 02 (HE-02) .................................. 18

Tabel 2.17 Neraca Panas Reaktor-01 (R-01) .................................................. 19

Tabel 2.18 Neraca Panas Reaktor 02 (R-02) .................................................. 19

Tabel 2.19 Neraca Panas Reaktor 03 (R-03) .................................................. 20

Tabel 2.20 Neraca PanasRotary Drum filter .................................................. 20

ix

Tabel 2.21 Neraca Panas Rotary Dryer........................................................... 21

Tabel 2.22 Neraca Panas Pemanas Udara ....................................................... 21

Tabel 3.1 Kebutuhan Listrik Untuk Proses .................................................... 56

Tabel 3.2 Kebutuhan Listrik Untuk Utilitas ................................................... 57

Tabel 3.3 Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan ............................................ 58

Tabel 5.1 Jadwal Masing-Masing regu Kerja ............................................... 75

Tabel 5.2 Jabatan dan Persyaratan ................................................................. 76

Tabel 5.3 Data Perincian Jumlah Karyawan Proses....................................... 77

Tabel 6.1 Cost Index Chemical Plant Tahun 1990-2010 ............................. 84

Tabel 6.4.1 Physichal Plant Cost ................................................................... 91

Tabel 6.4.2 Fixed Capital Cost ...................................................................... 91

Tabel 6.4.3 Working Capital Investment........................................................ 92

Tabel 6.4.4 Manufacturing Cost .................................................................... 93

Tabel 6.4.5 General Expense .......................................................................... 93

Tabel 6.4.6 Fixed Cost ................................................................................... 95

Tabel 6.4.7 Variable Cost .............................................................................. 95

Tabel 6.4.8 Regulated Cost............................................................................. 96

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ............................................................... 12

Gambar 2.6 Diagram Alir Neraca Massa ........................................................ 14

Gambar 2.2 Tata Letak Pabrik Precipitated silica .......................................... 24

Gambar 2.3 Tata Letak Alat Proses ................................................................ 26

Gambar 5.1 Struktur Organisasi ...................................................................... 82

Gambar 6.1 Grafik Parameter Analisa Ekonomi ............................................ 97