TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT
DARI ETANOL DAN ASAM ASETAT
KAPASITAS 10.000 TON / TAHUN
Oleh :
JONAS NASTITI I 0502031
HERMAWAN SAPUTRO I 0505034
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
ii
Halaman Pengesahan
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT
DARI ETANOL DAN ASAM ASETAT
KAPASITAS 10.000 TON / TAHUN
Oleh :
JONAS NASTITI
NIM. I 0502031
HERMAWAN SAPUTRO
NIM. I 0505034
Dosen pembimbing
Ir. Endah Retno D., MT. NIP. 19690719 200003 2 001
Dipertahankan di depan Tim Penguji :
1. Dwi Ardiana S.,ST.,MT 1. ......................................
NIP. 19730131 199802 2 001
2. Ari Diana S.,ST.,MT. 2. ......................................
NIP. 19750123 200812 2 002
Disahkan,
Ketua Jurusan
Teknik Kimia
Ir. Arif Jumari, M.Sc.
NIP. 19650315 199702 1 001
ii
xiii
INTISARI
Jonas Nastiti, Hermawan Saputro, 2010, Prarancangan Pabrik Etil Asetat dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
Etil asetat dengan rumus molekul (CH3COOC2H5) adalah salah satu bahan kimia yang digunakan sebagai bahan pelarut terutama dalam industri farmasi dan kosmetik. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, dirancang pabrik etil asetat dari etanol dan asam asetat dengan kapasitas 10.000 ton/tahun. Bahan baku etanol (C2H5OH) sebanyak 7101 ton/tahun diperoleh dari PT. Molindo Raya, Lawang, Jawa Timur sedangkan asam asetat sebanyak 5631 ton/tahun diperoleh dari PT. Indo Acidatama, Solo, Jawa Tengah. Pabrik direncanakan berdiri di Lawang, Jawa Timur pada tahun 2015 dan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung selama 24 jam per hari.
Tahapan proses yang terjadi meliputi persiapan bahan baku etanol dan asam asetat, reaksi pembentukan etil asetat dalam reaktor menara Reactive Distillation. Etil asetat dibuat dengan cara mereaksikan etanol dan asam asetat dengan cara esterifikasi. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation secara adiabatic-non isothermal. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Konversi etil asetat untuk reaksi ini mencapai 100 %. Kondisi operasi reaktor berlangsung pada tekanan 3 atm dan suhu 90 – 110 oC dengan katalis resin aktif amberlyst 35 wet. Pemisahan bahan dilakukan dalam dekanter dan pemisahan produk dengan sisa reaktan dilakukan dalam Stripping Column. Hasil atas Stripping Column dikembalikan lagi ke dalam dekanter. Sedangkan hasil bawah Stripping Column merupakan produk etil asetat dengan kemurnian 99,75 %. Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air, steam, udara tekan, tenaga listrik. Kebutuhan air untuk umpan boiler, air konsumsi, air pendingin dan sanitasi diperoleh dari air sungai Brantas, sedangkan untuk steam diperoleh dari boiler dengan suhu 138 oC dan tekanan 3,37 atm. Kebutuhan udara tekan disediakan oleh sebuah kompresor. Kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan sebuah generator sebagai cadangan. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk serta limbah. Bentuk perusahaan yang dipilih Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 191 orang, dimana karyawan shift 76 orang dan karyawan non-shift 115 orang. Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 66,67 % dan 56,67 %, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,3 dan 1,5 tahun, BEP (Break Even Point) 50,89 %, dan SDP (Shut Down Point) sebesar 33,37 %, DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 21,45 %. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan di Indonesia.
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena
rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan
laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol
dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun”.
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. Ir. Endah Retno D, MT selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan
bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
2. Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.
3. Ir. Arif Jumari, M.Sc. dan Adrian Nur, ST,MT. selaku Pembimbing
Akademik atas bimbingan dan arahannya.
4. Dwi Ardiana S, ST., MT. dan Ari Diana S., ST., MT. selaku Dosen
Penguji yang telah memberikan masukan pada tugas akhir
5. Segenap Civitas Akademika, atas semua bantuannya.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
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, Januari 2010
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman Judul i
Halaman Pengesahan ii
Motto dan Persembahan iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi v
Daftar Tabel xii
Daftar Gambar xiv
Intisari xv
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik 1
1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik 2
1.2.1 Kapasitas Pabrik Etil Asetat di Dunia 3
1.2.2 Kebutuhan Produk di Indonesia 4
1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku 4
1.2.4 Kapasitas Pabrik Minimum 4
1.3 Penentuan Lokasi Pabrik 4
1.4 Tinjauan Pustaka 6
1.4.1 Macam – Macam Proses 6
1.4.2 Kegunaan Produk 11
1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 12
1.4.4 Tinjauan Proses 15
vi
BAB II DESKRIPSI PROSES 16
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 16
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku 16
2.1.2 Spesifikasi Katalis 16
2.1.3 Spesifikasi Produk Utama 17
2.1.4 Spesifikasi Produk Samping 17
2.2 Konsep Proses 18
2.2.1 Dasar Reaksi 18
2.2.2 Mekanisme Reaksi dan Kinetika Reaksi 18
2.2.3 Tinjauan Termodinamika 19
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses 21
2.3.1 Diagram Alir Proses 21
2.3.2 Tahapan Proses 21
2.3.2.1 Tahap Penyimpanan Bahan Baku 21
2.3.2.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku 21
2.3.2.2 Tahap Sintesis 22
2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk 22
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas 23
2.4.1 Neraca Massa 23
2.4.2 Neraca Panas 27
2.5 Tata letak Pabrik dan Peralatan 30
2.5.1 Tata Letak Pabrik 30
2.5.2 Tata Letak Peralatan 36
vii
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 40
3.1 Tangki Penyimpan Asam Asetat (T-01) 40
3.2 Tangki Penyimpan Etanol (T-02) 41
3.3 Tangki Penyimpan Produk Etil Asetat (T-03) 42
3.4 Menara Reactive Destillation 43
3.5 Stripping Column 44
3.6 Decanter 45
3.7 Pompa I (P-01) 55
3.8 Pompa II (P-02) 56
3.9 Pompa III (P-03) 57
3.10 Heat Exchanger I (HE-01) 57
3.11 Heat Exchanger II (HE-02) 58
3.12 Heat Exchanger III (HE-03) 58
3.13 Reboiler I (RE-01) 59
3.14 Reboiler II (RE-02) 59
3.15 Kondenser I 59
3.15 Kondenser II 59
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 60
4.1 Unit Pendukung Proses 61
4.1.1 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air 61
4.1.2 Unit Pengadaan Steam 69
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan 70
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik 70
viii
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar 71
4.2 Laboratorium 73
4.2.1 Program Kerja Laboratorium 74
4.2.2 Alat-alat Utama Laboratorium 75
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 76
5.1 Bentuk Perusahaan 76
5.2 Struktur Organisasi 78
5.3 Tugas dan Wewenang 89
5.3.1 Pemegang Saham 74
5.3.2 Dewan Komisaris 74
5.3.3 Dewan Direksi 74
5.3.4 Kepala Bagian 74
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan 93
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah 93
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 93
5.7 Kesejahteraan Karyawan 97
BAB VI ANALISA EKONOMI 99
6.1 Dasar Perhitungan 103
6.2 Penafsiran Harga Peralatan 106
6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) 106
6.3.1 Fixed Capital Invesment (FCI) 108
6.3.2 Working Capital Investment (WCI) 108
6.3.3 Total Capital Investment (TCI) 108
ix
6.4 Penentuan Total Manufacturing Cost (TMC) 106
6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) 109
6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) 109
6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) 110
6.4.4 Total Manufacturing Cost (TMC) 110
6.5 Penentuan Total Production Cost (TPC) 106
6.5.1 General Expense (GE) 110
6.5.2 Total Production Cost (TPC) 110
6.6 Profitability 106
6.7 Analisa Kelayakan 106
6.7.1 Percent Return On Investment (%ROI) 111
6.7.2 Pay Out Time (POT) 111
6.7.1 Break Even Point (BEP) 111
6.7.1 Shut Down Point (SDP) 111
6.7.1 Discounted Cash Flow (DCF) 111
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Lampiran A Data Sifat Fisis Bahan
Lampiran B Neraca Massa
Lampiran C Neraca Panas
Lampiran D Perancangan Reaktor Menara Reactive Distillation
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Impor Etil Asetat di Indonesia 3
Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik Etil Asetat 3
Gambar 2.1 Diagram Alir Proses 31
Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif 32
Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif 33
Gambar 2.4 Layout Pabrik 38
Gambar 2.5 Layout Peratan Proses Pabrik 39
Gambar 2.5 Sistem Pengolahan Air Pabrik Etil Asetat 39
Gambar 2.5 Proses pengolahan Limbah Pabrik Etil Asetat 39
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan 81
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index 105
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan 112
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Etil Asetat di Dunia 3
Tabel 1.2 Impor Etil Asetat di Indonesia tahun 2003-2007 4
Tabel 1.3 Perbandingan Beberapa Proses Produksi Etil Asetat 14
Tabel 2.1 Komponen Dalam Tiap Arus 23
Tabel 2.2 Neraca Massa Overall 24
Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Reactive Destillation 25
Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Decanter 25
Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Stripping Column 25
Tabel 2.6 Neraca Panas Overall 27
Tabel 2.7 Neraca Panas di sekitar Reactive Destillation 27
Tabel 2.8 Neraca Panas di sekitar Decanter 28
Tabel 2.9 Neraca Panas di sekitar Stripping Column 29
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Untuk Steam 92
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin 94
Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Utilitas 96
Tabel 4.4 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan 96
Tabel 4.5 Total Kebutuhan Listrik Pabrik 96
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Operasi 96
Tabel 5.2 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Keamanan 96
Tabel 5.3 Jumlah Karyawan Sesuai Dengan Tingkat Pendidikan 96
Tabel 5.4 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan 96
xiii
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat 104
Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment 107
Tabel 6.3 Working Capital Investment 108
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost 109
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost 109
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost 110
Tabel 6.7 General Expense 110
Tabel 6.8 Analisa Kelayakan 111
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan industri sebagai bagian dari usaha pembangunan
ekonomi jangka panjang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi
yang lebih kokoh dan seimbang dengan titik berat industri maju yang
didukung oleh sektor – sektor lain yang kokoh. Dengan adanya globalisasi
perdagangan, memacu kita untuk lebih cermat menemukan terobosan –
terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai pangsa pasar,
daya saing tinggi, efektif dan efisien disamping harus ramah terhadap
lingkungan.
Salah satu produk industri yang dibutuhkan saat ini adalah etil
asetat yang merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan sebagai
pelarut dalam industri cat dan tinta. Selain itu juga banyak digunakan dalam
industri kosmetik dan parfum.
Etil asetat mempunyai nama kimia etil etanoat dan mempunyai
rumus kimia CH3COOC2H5. Etil asetat berbentuk cairan yang tidak
berwarna, dan mendidih pada temperatur 77 ºC.
Dengan bertambah banyaknya industri – industri kimia, terutama
industri cat, dan kosmetik di Indonesia, juga meningkatnya permintaan akan
etil asetat di dunia, maka dapat dipastikan kebutuhan akan etil asetat
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
2
sebagai salah satu bahan pelarut yang ramah terhadap lingkungan akan
semakin meningkat. Sehingga penting sekali adanya perencanaan pendirian
pabrik etil asetat di Indonesia, untuk membantu menyediakan bahan
pembantu serta diharapkan juga dapat menjadi komoditi ekspor.
1.2. Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik
Ada beberapa pertimbangan dalam pemilihan kapasitas pabrik etil
asetat. Penentuan kapasitas pabrik etil asetat dengan pertimbangan –
pertimbangan sebagai berikut:
1.2.1. Kapasitas produksi pabrik etil asetat di dunia
Kapasitas produksi pabrik etil asetat di dunia dapat dilihat pada
tabel berikut :
Tabel 1.1 Data Kapasitas Produksi Pabrik Etil Asetat di Dunia
Perusahaan Lokasi Kapasitas ( x 10 3
Ton/ tahun)
Aliachem Pardubice Czech Republic 12
Atanor Buenos Aires,
Argentina
10
BP Chemicals Hull UK 220
Celanese La Cangrejera, Mexico 92
Pampa, Texas, US 60
Pulau Sakra Singapore 60
Chiba Ethyl Acetate Ichihar Japan 50
Eastman Kingsport Tennessee, US
27
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
3
Perusahaan Lokasi Kapasitas ( x 10 3
Ton/ tahun)
Longview Texas, US 32
Ercros Tarragona, Spain 60
International Ester Ulsan, South Korea 75
Jubilant Organosys Gajraula and Nira, India 32
Korea Alcohol Industry Yokkaichi, Japan 40
Laxmi Organic Industries Mahad, India 35
Rhodia Brasil Paulinia, Brazil 100
Sasol Secunda, South Africa 50
Shandong Jinyimeng Chemical Shandong, China 80
Shanghai Jinyimeng Chemical Wujing, China 30
Showa Denko Nanyo, Japan 150
Showa Esterindo Indonesia Merak, Indonesia 60
Indo Acidatama Solo, Indonesia 7,5
Massachusetts US 14
Treton Michigan, US 11
Svensk Etanolkemi Domsjo, Sweden 35
Union Carbide Stockholm, Swede 30
Yangtze River Acetyls Chongging, China 30
1432
Yang Lain 83
Total 1515
Sekitar 60% permintaan etil asetat di dunia digunakan dalam industri
pelapisan. Sebagai pelarut termasuk di dalamnya industri farmasi dan
organik serta tinta menyerap 30 %. Dan sisanya 10% digunakan oleh
industri kosmetik. Dari survei internasional permintaan etil asetat setiap
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
4
tahunnya akan mengalami kenaikan 5-6 % sehingga diperkirakan pada
tahun 2015 permintaan etil asetat akan mencapai angka 2,722 juta ton.
(www.chemweek.com)
1.2.2. Kebutuhan produk di Indonesia
Meskipun etil asetat telah diproduksi di dalam negeri,namun
hingga kini Indonesia masih mengimpor komoditi tersebut. Impor etil asetat
ini didatangkan dari beberapa negara antara lain China, India dan Singapura.
Data yang diperoleh dari BPS, prediksi kebutuhan etil asetat mengalami
peningkatan. Perkembangan impor etil asetat di Indonesia dapat dilihat pada
tabel sebagai berikut :
Tabel 1.2 Impor etil asetat di Indonesia
Tahun Impor ( ton )
2003 7.721,240
2004 11.862,336
2005 10.433,602
2006 12.401,710
2007 14.547,188
( www.bps.go.id)
Dari tabel diatas dapat diperoleh persamaan garis lurus antara data
tahun sebagai sumbu x dan data impor sebagai sumbu y yaitu :
y = 1419.1 x – 3E+06
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
5
y = 1419.1x - 3E+06
02000400060008000
10000120001400016000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
tahun
kapa
sita
s (to
n)
Gambar 1.1 Grafik Impor Etil Asetat di Indonesia
Jika direncanakan mendirikan pabrik pada tahun 2015, maka
diperkirakan kebutuhan etil asetat cukup besar yaitu sekitar 17.456,6
ton/tahun. Kapasitas pabrik etil asetat yang telah ada di Indonesia yaitu PT.
Indo Acidatama sebesar 7500 ton/tahun, maka dengan didirikannya pabrik
dengan kapasitas 10.000 ton/tahun diharapkan dapat memenuhi kebutuhan
etil asetat di Indonesia.
1.2.3. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku pembuatan etil asetat adalah etanol (C2H5OH) dan asam
asetat (CH3COOH). Kebutuhan etanol disuplai dari PT. Molindo Raya
dengan kapasitas 40.000 kL/tahun yang berlokasi di Lawang, Jawa Timur.
Sedangkan asam asetat diperoleh dari PT. Indo Acidatama dengan kapasitas
33.000 ton/tahun yang berlokasi di Solo, Jawa Tengah.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
6
1.2.4. Kapasitas pabrik minimum
Kapasitas pabrik yang akan berdiri minimal sama dengan kapasitas
pabrik yang paling kecil yang telah berdiri, dimana dengan kapasitas
tersebut pabrik sudah mendapatkan keuntungan. Kapasitas minimal pabrik
yang layak berdiri dapat diketahui dari kapasitas pabrik – pabrik yang telah
ada, yaitu PT Indo Acidatama yang memproduksi etil asetat dengan
kapasitas 7500 ton / tahun.
Berdasarkan pertimbangan di atas maka kapasitas pabrik yang akan
dibangun sebesar 10.000 ton/tahun, dimana diharapkan dapat memenuhi
kebutuhan dalam negeri.
1.3. Penentuan Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor utama yang
sangat menentukan keberhasilan dan kelangsungan hidup suatu pabrik.
Lokasi pabrik dapat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan
maupun penentuan kelangsungan produksinya. Pemilihan lokasi pabrik yang
tepat, ekonomis, dan menguntungkan dipengaruhi oleh beberapa faktor,
yaitu :
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
7
1. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku pembuatan etil asetat adalah etanol yang diperoleh dari
PT. Molindo Raya yang terletak di daerah Lawang, Jawa Timur. Sedangkan
untuk kebutuhan asam asetat berasal dari PT. Indo Acidatama dan katalis
resin Amberlyst-35 wet diperoleh dari PT. Rajawali Mas, Surabaya.
2. Pemasaran
Etil asetat digunakan untuk industri tinta, thinner, cat dan lain
sebagainya. Pemilihan lokasi di Lawang, dekat dengan pemasaran produk
etil asetat yang sebagian konsumennya tersebar di daerah Surabaya.
3. Tenaga kerja mudah didapatkan
Daerah Lawang yang dekat dengan Surabaya sehingga untuk
mendapatkan tenaga kerja ahli maupun tenaga kerja biasa dari daerah sekitar
industri cukup mudah.
4. Sumber tenaga dan bahan bakar
Kebutuhan listrik didapatkan dari PLN dan generator sebagai
cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan, dimana bahan
bakarnya diperoleh dari Pertamina
5. Kondisi geografis
Penentuan suatu kawasan industri terkait dengan masalah tanah,
yaitu tidak rawan terhadap bahaya tanah longsor, gempa maupun banjir, jadi
pemilihan lokasi pendirian pabrik di kawasan Lawang tepat, walaupun
masih diperlukan kajian lebih lanjut tentang masalah tanah sebelum pabrik
didirikan. Kondisi iklim di Lawang pada umumnya tidak membawa
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
8
pengaruh yang besar terhadap jalannya proses produksi. Selama ini bencana
banjir, gunung meletus, atau bencana alam lainnya belum pernah menimpa
daerah Lawang ( stabil ).
6. Sarana dan Prasarana
Pendirian pabrik di daerah Lawang dengan mempertimbangkan
bahwa di daerah ini telah memiliki sarana dan prasarana yang meliputi
jalan, bank-bank, dan jaringan telekomunikasi yang baik dan lengkap.
7. Faktor-faktor lain
Lawang merupakan kawasan industri sehingga hal–hal yang sangat
dibutuhkan dalam kelangsungan proses produksi suatu pabrik telah tersedia
dengan baik seperti sarana transportasi, energi, keamanan lingkungan, faktor
sosial, serta perluasan pabrik.
Gambar 1.2 Lokasi pendirian pabrik Etil asetat
Lokasi Pendirian Pabrik
S. Brantas
Lokasi Pendirian Pabrik
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
9
1.4. Tinjauan Pustaka
1.4.1. Macam – macam proses
Ada 4 macam proses pembuatan etil asetat dan 2 diantaranya
merupakan proses yang komersial, yaitu :
1. Proses Tischchenko
Reaksi yang terjadi :
2 CH3CHO CH3COOCH2CH3
Proses ini pertama kali dikembangkan oleh Tischchenko, dimana
konversinya 61 %. Bahan baku yang digunakan adalah asetaldehid
dengan katalis alumina etoksida pada T = -20 °C. Proses ini
dikembangkan pada industri di Eropa selama satu setengah abad dimana
aseteldehid menjadi bahan intermediate yang penting dibandingkan
dengan asetilen.
( McKetta, 1976)
2. Etil Asetat dari etilen dan asam asetat
Reaksi yang terjadi :
CH3COOH + C2H4 CH3COOC2H5
Proses berlangsung dengan menggunakan katalis Phorporic acid 10
– 90 %, dengan suhu 100°C - 300 °C dan tekanan 1 atm, konversi yang
didapat adalah sebesar 43,6 %.
3. Proses esterifikasi dengan katalis asam sulfat
Reaksi yang terjadi :
CH3COOH + C2H5OH katalis asam CH3COOC2H5 + H2O
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
10
Proses berlangsung dengan menggunakan katalis asam sulfat pada
suhu 155 ºC dan tekanan atmosferis dengan konversi kesetimbangan
sebesar 66,57 %.
( Faith Keyes, 1957)
4. Proses esterifikasi dengan Reactive Destillation
Reaksi yang terjadi :
CH3COOH + C2H5OH katalis resin CH3COOC2H5 + H2O
Proses pembutan ester dapat dilakukan dengan menggunakan
Reactive Distillation. Reactive Distillation merupakan suatu alat yang
menggabungkan antara proses reaksi kimia dan proses distilasi ke dalam
satu unit proses. Dalam beberapa penggunaan khusus di banyak kasus,
ketika keseimbangan reaksi termodinamika dapat membatasi konversi
yang diperoleh, Reactive Distillation didesain sedemikian rupa sehingga
produk reaksi meninggalkan zona reaksi, dengan demikian dapat
meningkatkan konversi dan selektivitas secara signifikan. Penggabungan
antara proses reaksi dan distilasi tersebut menghasilkan suatu bentuk
penyederhana proses yang intensif, selain itu dapat menghasilkan sedikit
arus recycle serta berkurangnya kebutuhan untuk pengolahan limbah
sehingga dapat mengurangi biaya operasional dan investasi. Katalis yang
digunakan dalam aplikasi Reactive Distillation adalah resin aktif yang
mempunyai ion H+. Ion ini berperan dalam mempercepat reaksi
esterifikasi sebagai contoh adalah amberlyst-35. Proses dijalankan pada
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
11
suhu antara 90-110 oC, konversi maksimal yang di dapat juga lebih besar
yaitu 100%
(Lai et all, 2007)
Tabel 1.3 Perbandingan Beberapa Proses Produksi Etil Asetat
Pertimbangan Tishchenko Etilen dan asam asetat
Esterifikasi Etanol berkatalis
asam
Esterifikasi Reactive
Distillation
Bahan baku ketersediaan asetaldehid cukup banyak di pasar
ketersediaan etilen di pasar terbatas, karena terbatasi oleh minyak bumi
ketersediaan etanol di pasar cukup
ketersediaan etanol di pasar cukup
Konversi 61% 43,6% 66,57% ~100% T operasi -20˚C 100-300˚C 155˚C 90-110˚C Korosifitas kecil kecil besar sekali sangat kecil Unit pemisahan katalis
dibutuhkan dibutuhkan dibutuhkan tidak dibutuhkan
Biaya operasi tinggi sekali tinggi tinggi rendah
Dari beberapa pertimbangan di atas dipilih proses esterifikasi
menggunakan katalis resin aktif karena :
1. Bahan baku mudah di peroleh di dalam negeri
2. Konversi yang didapat sangat tinggi
3. Temperatur relatif rendah
4. Tingkat korosivitas kecil
5. Tidak diperlukan unit pemisahan katalis
6. Mengurangi arus recycle
7. Biaya investasi peralatan dan pengoperasian cukup rendah
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
12
1.4.2. Kegunaan Produk
Kegunaan utama dari etil asetat adalah sebagai pelarut dalam industri cat,
tinta, kosmetik, essens, parfum, dan film foto grafik. Selain itu digunakan
dalam bidang farmasi digunakan untuk pemekatan dan pemurnian antibiotik
1.4.3. Sifat–sifat fisik dan kimia bahan baku dan produk
a. Bahan Baku
1. Etanol
Sifat fisik etanol :
- Bentuk : cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : C2H5OH
- Berat molekul,gr/grmol : 46,069
- Titik leleh, °C : -112
- Titik didih, °C : 78,4
- Temperatur kritis, °C : 243,1
- Tekanan kritis, atm : 63,1
- Densitas pada 25°C, g/ml : 0,78506
(Yaws, 1999)
Sifat kimia Etanol
- Etanol dapat dibuat dari fermentasi glukosa
C6O12O6 enzim C2H5OH + CO2
- Sangat larut dalam air, eter
(Faith Keyes,1957)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
13
2. Asam Asetat
Sifat fisik Asam Asetat :
- Bentuk : cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : CH3COOH
- Berat molekul,gr/grmol : 60,053
- Titik leleh, °C : 16,635
- Titik didih, °C : 118,1
- Temperatur kritis, °C : 321,6
- Tekanan kritis, atm : 57,2
- Densitas pada 25°C, g/ml : 1,044
(Yaws, 1999)
Sifat kimia Asam asetat :
- Asam asetat dibuat dari oksidasi asetaldehid
CH3CHO [O] CH3COOH
(Faith Keyes, 1957)
b. Katalis
Amberlyst 35 wet
- Bentuk : padatan
- Bentuk ion : H+
- Matrix : Polystyrene Divinyl Benzene
- Densitas, g/liter : 800
- Surface area, m2/g : 50
- Ukuran, mm : 0,7-0,95
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
14
- Diameter pori, Amstrong : 300
- Total pori, ml/g : 0,35
(Rhom and Haas Company)
c. Produk
1. Etil Asetat
Sifat fisik Etil Asetat :
- Bentuk : cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : CH3COOC2H5
- Berat molekul,gr/grmol : 88,016
- Titik didih, °C : 77,1
- Temperatur kritis, °C : 250,1
- Tekanan kritis, atm : 37,8
- Densitas pada 25°C, g/ml : 1,85
(Yaws,1999)
Sifat kimia
- Merupakan senyawa derivat dari asam karboksilat
- Etil asetat adalah senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai
resiko peledakan ( bersifat eksplosif ).
- Etil asetat dapat dibuat dari esterifikasi antara asam asetat dan etanol.
(Faith Keyes, 1957) 2. Air
Sifat fisik Air :
- Rumus molekul : H2O
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
15
- Berat molekul, gr/gmol : 18,015
- Spesifik gravity : 1
(Yaws,1999)
Sifat kimia Air :
- Pelarut kimia yang baik (paling sering digunakan)
- Merupakan reagen penghidrolisa pada reaksi hidrolisa
- Memiliki sifat netral (pH 7 )
(Faith Keyes,1957)
1.4.4. Tinjauan Pustaka
Etil asetat dihasilkan dari reaksi esterifikasi antara etanol dan asam
asetat. Reaksi yang terjadi bersifat reversible. Katalis yang digunakan
adalah resin aktif Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang
berupa menara Reactive Distillation secara non-isothermal adiabatic pada
suhu 90 – 110 oC dan tekanan 3 atm.
Reactive Distillation adalah suatu menara destilasi yang disertai
dengan reaksi. Terdiri dari dua bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi.
Dalam seksi reaksi berisi padatan katalis. Etanol dan asam asetat masuk
reaktor yang berupa menara Reactive Distillation pada bagian base coloumn
dimana terdapat padatan katalis paling banyak .
Hasil atas menara yang berupa etil asetat, etanol dan air kemudian
dikondensasikan. Selanjutnya bersama dengan hasil atas Stripping Column
dimasukkan ke dalam dekanter. Dalam dekanter terjadi proses pemisahan
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
16
cair-cair berdasarkan berat jenis. Dekanter digunakan untuk memisahkan
antara etil asetat dan air. Campuran yang mengandung sebagian besar etil
asetat akan keluar sebagai hasil atas (Light Component). Light Component
ini sebagian dikembalikan ke reaktor menara Reactive Distillation dan
sebagian lagi diumpankan ke ke Stripping Column untuk selanjutnya
mengalami pemurnian.. Hasil bawah Stripping Column akan diambil sebagai
produk dengan kemurnian etil asetat 99,75%. Sedangkan hasil atas
diumpankan kembali ke dalam dekanter.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
17
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
17
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk
2.1.1. Spesifikasi bahan baku
a. Etanol
- Bentuk : Cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : C2H5OH
- Berat molekul,gr/grmol : 46,069
- Titik leleh, °C : -112
- Titik didih, °C : 78,4
- Densitas pada 25°C, g/ml : 0,78506
- Kemurnian : 95,58 %
- Komposisi : Etanol 96,5 % volum
Air 3,5 % volum
(PT. Molindo Raya)
b.Asam Asetat
- Bentuk : Cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : CH3COOH
- Berat molekul,gr/grmol : 60,053
- Titik leleh, °C : 16,635
- Titik didih, °C : 118,1
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
18
- Densitas pada 25°C, g/ml : 1,044
- Komposisi : Asam asetat 99 % berat
Air 1% berat
( PT. Indo Acidatama)
2.1.2. Spesifikasi bahan pendukung (katalis)
Amberlyst 35 wet
- Bentuk : Padatan
- Bentuk ion : H+
- Matrix : Polystyrene Divinyl Benzene
- Densitas, g/liter : 800
- Surface area, m2/g : 50
- Ukuran, mm : 0,7-0,95
- Diameter pori, Amstrong : 300
- Total pori, ml/g : 0,35
(Rhom and Haas Company )
2.1.3. Spesifikasi produk
a. Etil Asetat
- Bentuk : Cairan tidak berwarna
- Rumus molekul : CH3COOC2H5
- Berat molekul,gr/grmol : 88,106
- Titik didih, °C : 77,1
- Temperatur kritis, °C : 250,1
- Tekanan kritis, atm : 37,8
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
19
- Densitas pada 25°C, g/ml : 1,85
- Komposisi : Etil asetat 99,5 % berat min
: Air 0,05 % berat max
(www.davyprotech.com)
b. Air
- Rumus Molekul : H2O
- Berat Molekul : 18,015 g/gmol
- Wujud : Cair
- Warna : Tidak berwarna
( Yaws,1999)
2.2. Konsep Proses
2.2.1. Dasar Reaksi
Pembuatan etil asetat dengan bahan baku etanol dan asam asetat
merupakan reaksi esterifikasi.
Reaksinya adalah sebagai berikut :
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
Reaksi terjadi pada fase cair dengan katalis padat yaitu resin
Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara
Reactive Distillation yang beroperasi secara non-isothermal adiabatic.
Sehingga pada setiap stage terjadi perubahan suhu. Reaksi bersifat
eksotermis, panas reaksi yang dihasilkan digunakan untuk menguapkan
produk yang terbentuk. Pada reaksi reversible ( (bolak-balik ) apabila
katalis
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
20
produk dari suatu sistem diambil maka kesetimbangan akan bergeser ke
arah produk yang diambil.
Reaksi dilakukan pada suhu 90 – 110 oC dengan perbandingan mol
antara asam asetat dan etanol = 0,985
( Lai et all, 2007 )
2.2.2. Mekanisme Reaksi
Reaksi yang terjadi:
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
( E ) ( A ) ( EA ) ( W )
Mekanisme reaksi :
Tahapan-tahapan yang mengontrol kecepatan reaksi berkatalis resin
dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu :
1. Reaksi permukaan
2. Difusi internal
3. Difusi eksternal
( Phallak, 2004 )
Reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan etanol dengan katalis
resin, difusi eksternal dan internal pada katalis resin dapat diabaikan. Difusi
eksternal merupakan difusi dari bulk liquid ke permukaan resin. Ketika
cairan melewati permukaan resin maka akan terbentuk lapisan diam
(stagnant boundary layer) dimana kecepatan cairan mendekati nol. Pada
lapisan ini kecepatan transfer dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi pada
lapisan diam serta koefisien difusivitas. Pada bulk liquid kecepatan transfer
k1
k2
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
21
hanya dipengaruhi difusivitas. Proses difusi eksternal untuk resin sangat
cepat karena lapisan yang timbul sangat tipis pada kecepatan cairan yang
rendah. Difusi eksternal juga tidak mengontrol kecepatan reaksi untuk
viskositas reaktan yang cukup rendah. Namun untuk viskositas yang tinggi
atau kecepatan pengadukan yang rendah difusi eksternal perlu
diperhitungkan.
Difusi internal partikel merupakan difusi cairan dari permukaan
resin melalui pori. Difusi internal terjadi sangat cepat, karena ukuran
partikelnya yang relatif kecil. Sehingga difusi internal dapat diabaikan dan
tahanan transfer massa juga dapat diabaikan.
Pada reaksi esterifikasi asam asetat dengan etanol dengan katalis
resin, reaktan yang bersifat polar adalah etanol. Ion H+ yang berada dalam
katalis bergerak bebas dan terlarut sebagaimana pada reaksi homogen.
Ikatan polimer resin dengan –SO3H akan terdisosiasi. Ion H+ akan bergerak
bebas dalam cairan pada pori-pori resin sebagai bagian aktif (active sites)
yang akan menjadi agen katalis untuk mempercepat terjadinya reaksi
esterifikasi. Sementara itu –SO3 akan tetap berada pada permukaan polimer.
Pendekatan ini dapat diambil jika cairan bersifat polar. Sehingga kecepatan
reaksi dapat didekati dengan Pseudo-homogenous model. Yang berarti
reaksi dapat dianggap sebagai reaksi homogen.
(Du Troit, 2003)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
22
2.2.3. Tinjauan Kinetika
Dari hasil studi kinetik, konstanta kecepatan reaksi pada proses
pembentukan etil asetat dengan katalis resin dapat dihitung dengan
persamaan :
r = mkat (k1CA CE – k2 CEA CW )………………………………………( 2.1)
k1 = 1,24 x 109 exp (-6105,6 / T )
k2 = 1,34 x 108 exp (-5692,1 / T )
dengan
r = kecepatan reaksi ( mol /min )
mkat = massa katalis ( gram )
k = konstanta kecepatan reaksi ( cm6 mol-1 g-1 min-1 )
CA = konsentrasi asam asetat (mol/liter)
CE = konsentrasi etanol ( mol/liter )
CEA = konsentrasi etil asetat ( mol/liter )
CW = konsentrasi air ( mol/liter )
T = suhu ( K )
( Lai et all, 2007 )
2.2.3. Tinjauan Termodinamika
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat
reaksi (endotermis/eksotermis) dan arah reaksi (reversible/ irreversible).
Penentuan panas reaksi berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat
dihitung dengan perhitungan panas pembentukan standart (Hfo) pada P= 1
atm dan T= 298,15oK.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
23
Reaksi yang terjadi antara asam asetat dan etanol :
CH3COOH + C2H5OH katalis CH3COOC2H5 + H2O
Data 298foH untuk tiap mol masing-masing komponen :
298foH CH3COOH = -484.500 J
298foH C2H5OH = -277.690 J
298foH CH3COOC2H5 = -480.000 J
298foH H2O = -285.830 J
298oH = - 480.000 - 285.830 + 484.500 + 277.690
= - 3640 J
Harga 298oH bernilai negatif sehingga reaksi bersifat eksotermis
Data 298foG untuk tiap mol masing –masing komponen :
298foG CH3COOH = - 389.900 J
298foG C2H5OH = -174.780 J
298foG CH3COOC2H5 = - 322.200 J
298foG H2O = -237.130 J
298oG = - 322.200 - 237.130 + 389.900 + 174.780
= -1.650 J
ln K298 = RTG o
298
= 298314,8
4650x
= 1,8759
K298 = 6,5266
Pada suhu reaksi 109,658 oC = 382,658 K, harga K dapat dihitung dari
Smith Van Ness Equation 15.17 sebagai berikut :
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
24
ln 289
T
KK
= RH o
298
29811
T ……………………………..(2.2)
ln 5266,6K
T =
298
1-658,382
1314,8
3640
KT = 4, 8586
Nilai K kecil sehingga reaksi bersifat reversible.
(Smith JM, 2001)
2.3. Diagram Alir Proses Dan Tahapan Proses
2.3.1 Diagram Alir Proses
Diagram alir ada tiga macam, yaitu :
a. Diagram alir proses (gambar 2.1)
b. Diagram alir kualitatif (gambar 2.2)
c. Diagram alir kuantitatif (gambar 2.3)
2.3.2 Tahapan Proses
Proses pembuatan etil asetat dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu :
1. Tahap persiapan bahan baku
2. Tahap reaksi pembentukan etil asetat
3. Tahap pemurnian produk
2.3.2.1. Tahap persiapan bahan baku
Bahan baku yang berupa etanol dan asam asetat disimpan pada
suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dalam fase cair. Asam asetat dari tangki
penyimpan (T-01) dipompa melalui P-01 kemudian dipanaskan di HE-01
sehingga suhunya menjadi 109,66 oC dan tekanan 3 atm. Sedangkan etanol
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
25
dari tangki penyimpan (T-02) dipompa melalui P-02 kemudian dipanaskan
di HE-02 sehingga suhunya juga menjadi 109,66 oC dan tekanan 3 atm.
2.3.2.2. Tahap reaksi pembentukan etil asetat
Asam asetat dan etanol diumpankan pada bagian base coloumn
reaktor menara Reactive Distillation yang berisi katalis resin amberlyst 35
wet. Reaktor beroperasi secara non isothermal-adiabatic pada tekanan 3
atm dan suhu 90 – 110 oC. Reaksi esterifikasi etil asetat terjadi pada fase
cair dan bersifat eksotermis.
Reaktor yang berupa menara Reactive Distillation terdiri dari dua
bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi. Seksi enriching berada pada
bagian atas menara. Pada seksi ini tidak terjadi reaksi melainkan terjadi
pemurnian produk yakni memisahkan etil asetat terhadap komponen yang
lebih berat. Pada seksi reaksi terdapat 12 stage termasuk pada base
column. Sebelas seksi reaksi berisi katalis resin amberlyst 35 seberat 1 kg.
Sedangkan pada base column berat katalis adalah 10,642 kg. Suhu atas
menara sebesar 92,85 oC dan suhu bawah menara sebesar 109,66 oC.
Dengan kondisi yang seperti ini, penggabungan antara performa dari seksi
enriching dan seksi reaksi maka konversi dapat mencapai 100%. Hasil atas
yang keluar dari reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) berupa
campuran etil asetat, etanol dan air. Sedangkan asam asetat telah habis
bereaksi.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
26
2.3.2.3. Tahap pemurnian produk
Arus keluar dari reaktor Reactive Distillation (RD-01)
dikondensasikan dengan kondenser (CD-01) kemudian dipisahkan dalam
Dekanter (DC-01) bersamaan dengan hasil atas Stripping Column (SC-01).
Dekanter (DC-01) beroperasi pada suhu 92,85 oC dan tekanan 2,8 atm.
Dekanter digunakan untuk memisahkan campuran yang berupa etil asetat,
etyanol dan air. Arus keluar dari Dekanter (DC-01) berupa 2 fase yaitu
Light component (fase ringan)dan Heavy component (fase berat). Arus
fase ringan akan keluar sebagai hasil atas dan arus fase berat akan keluar
sebagai hasil bawah. Arus fase ringan yang sebagian besar mengandung
etil asetat dipompa melalui P-03 sebagai refluk menuju reaktor menara
Reactive Distillation (RD-01) dan sebagian lagi diumpankan ke Stripping
Column (SC-01). Sedangkan arus fase berat yang sebagian besar
mengandung air dialirkan menuju unit pengolahan limbah.
Di dalam Stripping Column (SC-01) campuran etil asetat akan
dimurnikan lebih lanjut. Stripping Column (SC-01) merupakan packed
tower dengan bahan isian rasching ring keramik. Kondisi operasi
berlangsung pada tekanan 2,7 atm. Hasil bawah Stripping Column (SC-01)
yang bersuhu 101,463 oC diambil sebagai produk dengan kemurnian etil
asetat 99,75 %berat, etanol 0,2 % berat dan air 0,05 % berat. Selanjutnya
hasil ini akan ditampung dalam tangki penyimpan produk (T-03) yang
sebelumnya terlebih dahulu didinginkan melalui HE-03 sampai suhu 35
oC. Sedangkan hasil atas Stripping Column (SC-01) yang bersuhu 92,85 oC
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
27
dikondensasikan dalam kondenser (CD-02), kemudian diumpankan lagi ke
dalam Dekanter (DC-01).
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
28
DAP
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
29
DAP kuali
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
30
DAP kuanti
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
31
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas
Produk : Etil asetat 99,75 %
Kapasitas perancangan : 10.000 ton/tahun
Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam
2.4.1 Neraca Massa
Diagram alir neraca massa sistem tabel
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kg
Tabel 2.1 Komponen dalam tiap arus
komponen Arus
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Asam asetat v - - - - - - - -
Etanol - v v v v v v v v
Etil asetat - - v v v v v v v
Air v v v v v v v v v
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
32
Neraca Massa Total
Tabel 2.2 Neraca Massa Total
komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 1 Arus 2 Arus 5 Arus 7
Etil asetat 0,0000 0,0000 26,0500 1259,4697 Etanol 0,0000 682,6244 21,1086 2,5253
Air 8,9662 28,4427 297,9061 0,6313 Asam asetat 887,6577 0,0000 0,0000 0,0000
total 896,6239 711,0670 345,0647 1262,6263 1607,6909 1607,6909
Neraca Massa di sekitar Reactive Distillation
Tabel 2.3 Neraca massa di sekitar Reactive Distillation
komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam )
Arus 1 Arus 2 Arus 4 Arus 3 Etil asetat 0,0000 0,0000 5301,6269 6587,1465
Etanol 0,0000 682,6244 180,1278 203,7617 Air 8,9662 28,4427 414,3127 712,8501
Asam asetat 887,6577 0,0000 0,0000 0,0000 total 896,6239 711,0670 5896,0674 7503,7584
7503,7584 7503,7584
Neraca Massa di sekitar Dekanter
Tabel 2.4 Neraca massa di sekitar Dekanter
komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Arus 3 Arus 8 Arus 9 Arus 5
Etil asetat 6587,1465 3688,6937 10249,7903 26,0500 Etanol 203,7617 165,5933 348,2464 21,1086
Air 712,8501 386,0589 801,0029 297,9061 Asam asetat 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
total 7503,7584 4240,3459 11399,0396 345,0647 11744,1043 11744,1043
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
33
Neraca Massa di sekitar Stripping Coloumn
Tabel 2.5 Neraca massa di sekitar Stripping Coloumn
komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 6 Arus 7 Arus 8 Etil asetat 4948,1634 1259,4697 3688,6937
Etanol 168,1185 2,5253 165,5933 Air 386,6902 0,6313 386,0589
Asam asetat 0,0000 0,0000 0,0000 total 5502,9721 1262,6263 4240,3459
5502,9721 5502,9721
2.4.2 Neraca Panas
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kJ
Neraca panas total
Tabel 2.6 Neraca panas total
Arus Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) Q arus 1 171991,3537 0,0000 Q arus 2 152600,4903 0,0000 Q arus 5 0,0000 97151,0656 Q arus 7 0,0000 227440,7783 total 324591,8440 324591,8440
Neraca panas di sekitar Reactive Distillation
Tabel 2.7 Neraca panas di sekitar Reactive Distillation
Arus input (kJ/jam) output (kJ/jam) Q arus 1 171991,3537 0,0000 Q arus 2 152600,4903 0,0000 Q arus 3 0,0000 747694,8826 Q arus 4 2045893,1026 0,0000 Q reaksi 2414894,6196 0,0000 Hvap 0,0000 12759938,4578
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
34
Q reboiler 8722253,7741 0,0000 total 13507633,3404 13507633,3404
Neraca panas di sekitar Dekanter
Tabel 2.8 Neraca panas di sekitar Dekanter
arus input kJ/jam output kJ/jam Q arus 8' 1457800,4956 0,0000 Q arus 3' 2594737,3046 0,0000 Q arus 5 0,0000 97151,0656 Q arus 9 0,0000 3955386,7346 4052537,8003 4052537,8003
Neraca panas di sekitar Stripping Column
Tabel 2.9 Neraca panas di sekitar Stripping Column
Neraca panas di sekitar HE-01
Tabel 2.10 Neraca panas di sekitar HE-01
arus input kJ/jam output kJ/jam Q arus 1' 9432,025 0,000 Q HE 162268,457 0,000 Q arus 1 171991,354 total 171991,354 171991,354
Arus Input
(kJ/jam) Output
(kJ/jam) Q arus 6 1956130,7612 0,0000 Q arus 7 0,0000 227440,7783 Q arus 8 0,0000 3023557,1774 Q r 1294867,1945 0,0000 3250997,9557 3250997,9557
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
35
Neraca panas di sekitar HE-02
Tabel 2.11 Neraca panas di sekitar HE-02
arus input kJ/jam output kJ/jam Q arus 2' 15435,584 0,000 Q HE 137164,906 0,000 Q arus 2 0,000 152600,490 total 152600,490 152600,490
Neraca panas di sekitar HE-03
Tabel 2.12 Neraca panas di sekitar HE-03
arus input kJ/jam output kJ/jam Q arus 3’ 227440,778 0,000 Q HE 0,000 167377,642 Q arus 3 0,000 60063,1360 total 227440,778 227440,778
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
36
2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan
2.5.1 Tata Letak Pabrik
Tata letak 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
para pekerja serta keselamatan proses.
Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus
diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :
1. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
depan.
2. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan
ledakan, maka perencanaan tata letak selalu diusahakan jauh dari
sumber api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga
jauh dari asap atau gas beracun.
3. Sistim kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan
biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia
memungkinkan konstruksi secara out door.
4. Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam
pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan.
(Vilbrant, 1959)
Secara garis besar tata letak dibagi menjadi beberapa bagian
utama, yaitu :
a. Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
37
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
b. Daerah proses
Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses
berlangsung.
c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.
Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.
d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.
Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan
oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
e. Daerah utilitas
Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung
proses berlangsung dipusatkan.
(Vilbrant, 1959)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
38
Gambar 2.4 Tata Letak Pabrik
2
6
20
10
7
5
9
15 16
4
21
19
15 16 14
11 12
13 17
18
8
8
Jalan Raya
________________________________________________________________________________________________
3 1
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
39
Keterangan :
1. Area perluasan
2. Bahan baku
3. Area proses dan bahan baku
4. Ruang kontrol dan kualiti kontrol
5. Laboratorium
6. Area parkir forklift
7. Bengkel teknik
8. Hydrant
9. Utilitas
10. Gudang produk
11. Kantor
12. Gedung serba guna
13. Area parkir mobil dan bus karyawan
14. Poliklinik
15. Mushola
16. Kantin
17. Pintu utama
18. Pintu darurat
19. Pos satpam
20. Parkir truk
21. pemadam kebakaran
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
40
2.5.2 Tata Letak Peralatan
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak
peralatan proses pada pabrik etil asetat, antara lain :
1. Aliran bahan baku dan produk
Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan
keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan
keamanan produksi.
2. Aliran udara
Aliran udara di dalam dan di sekitar area 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.
3. Cahaya
Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat
proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan
tambahan.
4. Lalu lintas manusia
Dalam perancangan tata letak pabrik perlu diperhatikan agar pekerja
dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini
bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera
diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga
diprioritaskan.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
41
5. Pertimbangan ekonomi
Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya
operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
6. 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.
(Vilbrant, 1959)
Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa
sehingga :
- Kelancaran proses produksi dapat terjamin
- Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia
- Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan
produktifitas kerja disamping keamanan yang terjadi
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
42
Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Keterangan :
1. Tangki Asam asetat (T-01)
2. Tangki Etanol (T-02)
3. Tangki Etil Asetat (T-03)
4. Pompa (P-01, P-02, P-03)
5. Pemanas / heater (HE-01, HE-02)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
43
6. Pendingin / cooler (HE-03)
7. Reboiler (RB-01, RB-02)
8. Kondenser (CD-01, CD-02)
9. Reaktor Menara Reactive Distillation (RD-01)
10. Dekanter (DC-01)
11. Stripping Column (SC-01)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
44
BAB III
SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
3.1. Tangki Penyimpan Asam Asetat
Kode : T-01
Fungsi : Menyimpan bahan baku asam asetat selama satu
bulan
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas conical roof
Jumlah : 1 Buah
Bahan : Stainless steel SA 167 grade 3
Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm
Suhu : 30˚C
Dimensi :
Diameter tangki : 10,6681 m
Tinggi tangki : 9,1441m
Tebal tangki : Course 1 : 0,0143 m
Course 2 : 0,0127 m
Course 3 : 0,0127 m
Course 4 : 0,0111 m
Course 5 : 0,0111 m
Tebal Head : 0,0064 m
Tinggi Head : 1,9403 m
Tinggi Total : 11,08448 m
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
45
3.2. Tangki Penyimpan Etanol
Kode : T-02
Fungsi : Menyimpan bahan baku etanol selama dua minggu
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas conical roof
Jumlah : 1 Buah
Bahan : Carbon steel SA 283 grade C
Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm
Suhu : 30 ˚C
Dimensi :
Diameter Tangki : 9,1441 m
Tinggi Tangki : 5,4865 m
Tebal Tangki : Course 1 : 0,0143 m
Course 2 : 0,0127 m
Course 3 : 0,0127 m
Tebal Head : 0,0079 m
Tinggi Head : 1,2244 m
Tinggi total : 6,7109 m
3.3. Tangki Penyimpan Produk Etil Asetat
Kode : T-03
Fungsi : Menyimpan produk etil asetat selama satu bulan
Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom)
dengan bagian atas conical roof
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
46
Jumlah : 1 Buah
Bahan : Carbon Steel SA 283 grade C
Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm
Suhu : 35˚C
Dimensi :
Diameter Tangki : 12,1921 m
Tinggi Tangki : 10,9729 m
Tebal Tangki : Course 1 : 0,0222 m
Course 2 : 0,0206 m
Course 3 : 0,0191 m
Course 4 : 0,0175 m
Course 5 : 0,0175 m
Tebal Head : 0,0111 m
Tinggi Head : 1,6326 m
Tinggi Total : 12,6055 m
3.4. Reaktor Menara Reactive Distillation
Kode : RD-01
Fungsi : Mereaksikan asam asetat dengan etanol menjadi
etil asetat
Tipe : Sieve Tray Tower
Material : Stainless steel SA 167 grade 3
P : 3 atm
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
47
Kondisi operasi
Puncak : T = 92,85 oC
Bawah : T = 109,66 oC
Shell
Diameter : 1,016 m
Tebal shell : 0,00635 m
Tinggi shell : 9,556 m
Head
Tipe : Torispherical head
Tebal head : 0,00635 m
Tinggi head : 0,219 m
Tinggi total : 12,823 m
3.5. Dekanter
Kode : DC-01
Fungsi : Memisahkan etil asetat hasil atas RD sebagai Light
component dan air sebagai Heavy component
Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head
Jumlah : 1 Buah
Volume : 4,41 m3
Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C
Kondisi : Tekanan : 2,8 atm
Suhu : 92,85 ˚C
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
48
Dimensi :
Diameter tangki : 1,23 m
Panjang tangki : 3,698 m
Tebal : 0,0064 m
Head
Tipe : Torispherical Dished Head
Tebal Head : 0,0064 m
Waktu tinggal : 15,33 menit
3.6. Stripping Column
Kode : SC-01
Fungsi : Memurnikan produk etil asetat dari air dan etanol
Tipe : Packed tower
Material : Carbon Steel SA 283 grade C
P : 2,7 atm
Kondisi operasi
Puncak : T = 92,85 oC
Bawah : T = 101,46 oC
Bahan isian : Rasching Ring Keramik
Shell
Diameter : 0,88 m
Tebal shell : 0,00476 m
Tinggi shell : 11,85 m
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
49
Head
Tipe : Torispherical head
Tebal head : 0,00476 m
Tinggi head : 0,23 m
Tinggi total : 15,13 m
3.7. Pompa I
Kode : P-01 A/B
Fungsi : Mengalirkan asam asetat dari tangki penyimpan asam
asetat (T-01) ke reaktor menara Reactive Distillation
(RD-01)
Jenis : Single Stage Centrifugal Pump
Bahan : Stainless steel SA 167 grade 3
Jumlah : 2 Buah
Kapasitas : 6,08 gpm
Power Pompa : 0,25 HP
Power Motor : 0,5 HP
Tegangan : 220/380 volt
Frekuensi : 50 Hz
NPSH required : 0,95 ft = 0,2896 m
NPSH available : 47,83 ft = 14,2786 m
Pipa yang digunakan:
D, Nominal Size : 1 in =0,0254 m
Schedule Number : 40
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
50
ID : 1,049 in = 0,0266 m
OD : 1,32 in = 0,0335m
3.8. Pompa II
Kode : P-02 A/B
Fungsi : Mengalirkan etanol dari tangki penyimpanan etanol
(T-02) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-
01)
Jenis : Single Stage Centrifugal Pump
Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C
Jumlah : 2 Buah
Kapasitas : 4,76 gpm
Power Pompa : 0,25 HP
Power Motor : 0,33 HP
NPSH required : 0,8 ft = 0,2438 m
NPSH available : 44,18 ft =13,4661 m
Pipa yang digunakan:
D, Nominal Size : 1 in = 0,0254 m
Schedule Number : 40
ID : 1,049 in =0,0266 m
OD : 1,32 in = 0,0335 m
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
51
3.9. Pompa III
Kode : P-03 A/B
Fungsi : Mengalirkan light component dari Dekanter (DC-01)
ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) dan
Stripping Column (SC-01)
Jenis : Single Stage Centrifugal Pump
Bahan : Carbon Steel SA 283 Grade C
Jumlah : 2 Buah
Kapasitas : 73,82 gpm
Power Pompa : 6 HP
Power Motor : 9 HP
NPSH required : 4,995 ft = 1,5224 m
NPSH available : 71,94 ft =21,9273 m
Pipa yang digunakan:
D, Nominal Size : 3 in =0,0762 m
Schedule Number : 40
ID : 3,068 in =0,0779 m
OD : 3,5 in =0,0889 m
3.10. Heat Exchanger I
Kode : HE-01
Fungsi : Memanaskan asam asetat dari Tangki penyimpan
asam asetat (T-01) sebelum masuk ke reaktor
menara Reactive Distillation (RD-01)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
52
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 buah
Beban panas : 162268,457 kJ/jam
Luas area transfer : 20,88 ft2
Bahan konstruksi : Stainless steel SA 167 grade 3
Pipa dalam
Fluida : Saturated steam
Kapasitas : 91,3918 lb/jam
Suhu masuk : 138 oC
Suhu keluar : 138 oC
IPS : 2 in = 0,0508 m
SN : 40
Diameter luar : 2,38 in = 0,0605 m
Diameter dalam : 2,067 in =0,0525 m
Panjang hairpin : 12 ft =3,6576 m
Jumlah hairpin : 2 buah
Pipa luar
Fluida : Umpan asam asetat
Kapasitas : 1976,697 lb/jam
Suhu masuk : 30 oC
Suhu keluar : 109,66 oC
IPS : 3 in = 0,0762 m
SN : 40
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
53
Diameter luar : 3,5 in =0,0889 m
Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m
3.11. Heat Exchanger II
Kode : HE-02
Fungsi : Memanaskan etanol dari tangki penyimpan etanol
(T-02) sebelum masuk ke ke reaktor menara
Reactive Distillation (RD-01)
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 buah
Beban panas : 137164,906 kJ/jam
Luas area transfer : 20,88 ft2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Pipa dalam
Fluida : Saturated steam
Kapasitas : 92,2954 lb/jam
Suhu masuk : 138 oC
Suhu keluar : 138 oC
IPS : 2 in = 0,0508 m
SN : 40
Diameter luar : 2,38 in = 0,0605 m
Diameter dalam : 2,067 in = 0,0525 m
Panjang hairpin : 12 ft = 3,6576 m
Jumlah hairpin : 2 buah
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
54
Pipa luar
Fluida : Umpan etanol
Kapasitas : 1567,6184 lb/jam
Suhu masuk : 30 oC
Suhu keluar : 109,66 oC
IPS : 3 in =0,0762 m
SN : 40
Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m
Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m
3.12. Heat Exchanger III
Kode : HE-03
Fungsi : Mendinginkan hasil bawah Stripping Column (SC-
01) sebelum masuk ke tangki penyimpanan produk
(T-03)
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 buah
Beban panas : 471201,6963 kJ/jam
Luas area transfer : 156,6 ft2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Pipa dalam
Fluida : Air pendingin
Kapasitas : 9323,2165 lb/jam
Suhu masuk : 30 oC
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
55
Suhu keluar : 50 oC
IPS : 1,25 in = 0,0318 m
SN : 40
Diameter luar : 1,66 in = 0,0422 m
Diameter dalam : 1,38 in =0,0350 m
Panjang hairpin : 12 ft = 3,6576 m
Jumlah hairpin : 15 buah
Pipa luar
Fluida : Hasil bawah Stripping Column (SC-01)
Kapasitas : 2783,5859 lb/jam
Suhu masuk : 101,46 oC
Suhu keluar : 35 oC
IPS : 2,5 in =0,0635 m
SN : 40
Diameter luar : 2,88 in = 0,0732 m
Diameter dalam : 2,469 in = 0,0627 m
3.13. Reboiler I
Kode : RB-01
Fungsi : Menguapkan hasil bawah reactor menara Reactive
Distillation (RD-01)
Jenis : Kettle Reboiler
Jumlah : 1 Buah
Luas Transfer Panas : 1231,5072 ft2
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
56
Beban Panas : 8267068,957 Btu/jam
Bahan konstruksi :
Tube : Stainless steel SA 167 grade 3
Shell : Stainless steel SA 167 grade 3
Spesifikasi Tube :
OD : 1 in =0,0254 m
ID : 0,732 in =0,0186 m
BWG : 10
Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1,25 in = 0,0318 m
Jumlah Tube : 294
Passes : 2
Panjang Tube : 16 ft = 4,8768 m
Spesifikasi Shell
ID : 25 in = 0,635 m
Baffle Spacing : 7,5 in = 0,1905 m
Passes : 1
3.14. Reboiler II
Kode : RB-02
Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah Stripping Column
(SC-01)
Jenis : Kettle Reboiler
Jumlah : 1 Buah
Luas Transfer Panas : 180,596 ft2
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
57
Beban Panas : 1215957,922 Btu/jam
Bahan konstruksi :
Tube : Carbon steel SA 283 grade C
Shell : Carbon steel SA 283 grade C
Spesifikasi Tube :
OD : 0,75 in = 0,0191 m
ID : 0,482 in =0,0122 m
BWG : 10
Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1 in = 0,0254 m
Jumlah Tube : 92
Passes : 2
Panjang Tube : 10 ft =3,048 m
Spesifikasi Shell :
ID : 12 in = 0,3048 m
Baffle Spacing : 3,6 in = 0,0914 m
Passes : 1
3.15. Kondenser I
Kode : CD-01
Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas reaktor menara
Reactive Distillation (RD-01)
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 buah
Beban panas : 1358300,4875 kJ/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
58
Luas area transfer : 179,136 ft2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Pipa dalam
Fluida : Air pendingin
Kapasitas : 26875,3903 lb/jam
Suhu masuk : 30oC
Suhu keluar : 50 oC
IPS : 2 in = 0,0508 m
SN : 40
Diameter luar : 2,38 in =0,0605 m
Diameter dalam : 2,067 in = 0,0525 m
Panjang hairpin : 12 ft =3,6576 m
Jumlah hairpin : 12 buah
Pipa luar
Fluida : Hasil atas reaktor menara Reactive Distillation
(RD-01)
Kapasitas : 16542,7857 lb/jam
Suhu masuk : 92,85 oC
Suhu keluar : 92,82 oC
IPS : 3 in = 0,0762 m
SN : 40
Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m
Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
59
3.16. Kondenser II
Kode : CD-02
Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas Stripping Column
(SC-01)
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 Buah
Beban panas : 3378331,1270 kJ/jam
Luas area transfer : 110,04 ft2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C
Pipa dalam
Fluida : Air
Kapasitas : 89115,4624 lb/jam
Suhu masuk : 30 oC
Suhu keluar : 50 oC
IPS : 3 in =0,0762 m
SN : 40
Diameter luar : 3,5 in = 0,0889 m
Diameter dalam : 3,068 in = 0,0779 m
Panjang hairpin : 20 ft = 6,096 m
Jumlah hairpin : 3 buah
Pipa luar
Fluida : Hasil atas Stripping Column (SC-01)
Kapasitas : 9348,2665 lb/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
60
Suhu masuk : 92,85 oC
Suhu keluar : 92,38 oC
IPS : 4 in = 0,1016 m
SN : 40
Diameter luar : 4,5 in = 0,1143 m
Diameter dalam : 4,026 in = 0,1023 m
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
61
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan
sarana penunjang yang penting untuk kelancaran suatu proses dalam
pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik Etil asetat
adalah :
1. Unit pengadaan dan pengolahan air
Berfungsi untuk menyediakan kebutuhan air mulai dari
pengolahannya hingga siap digunakan sebagai air sanitasi, air umpan
boiler, dan air pendingin.
2. Unit pengadaan steam
Digunakan sebagai media pemanas dalam alat penukar panas.
3. Unit pengadaan tenaga listrik
Berfungsi sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, maupun
untuk pendingin dan penerangan. Listrik utama disuplai dari PLN
dan generator sebagai cadangan.
4. Unit pengadaan bahan bakar
Berfungsi menyediakan bahan bakar yang digunakan untuk boiler dan
generator.
5. Unit pengadaan udara tekan
Udara tekan digunakan untuk menjalankan sistem instrumentasi di
seluruh area proses dan utilitas.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
62
4.1.1 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air
1. Unit Pengadaan Air
Kebutuhan air dalam pabrik etil asetat ini dipenuhi dari Sungai Brantas
yang mengalir di dekat pabrik sebagai raw water. Pertimbangan digunakan
air sungai sebagai sumber untuk mendapatkan air adalah :
Air sungai merupakan sumber air yang kontinuitasnya relatif tinggi
sehingga kekurangan air dapat dihindari.
Pengolahan air sungai relatif lebih mudah dan sederhana serta biaya
pengolahan relatif murah.
Air yang diperlukan di lingkungan pabrik etil asetat ini antara lain untuk:
a. Air sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk keperluan air minum, laboratorium, kantor dan
perumahan.
Syarat air sanitasi meliputi:
Syarat fisik:
Warna jernih
Tidak mempunyai rasa
Tidak berbau
Syarat kimia :
Tidak mengandung zat organik maupun anorganik
Tidak beracun.
Syarat bakteriologis:
Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri patogen
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
63
b. Air pendingin
Pada umumnya digunakan air sebagai media pendingin karena faktor-faktor
berikut:
Air merupakan materi yang dapat diperoleh dalam jumlah besar
Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya
Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi
Tidak terdekomposisi
Air pendingin pada pabrik ini digunakan untuk condenser dan cooler.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada air pendingin, meliputi:
Kesadahan (hardness), yang dapat menyebabkan kerak.
Besi, yang dapat menimbulkan korosi.
Silika, yang dapat menyebabkan kerak
Oksigen terlarut, yang dapat menyebabkan korosi
c. Air umpan boiler
Merupakan air yang digunakan untuk menghasilkan steam dan untuk
kelangsungan proses. Meskipun kelihatan jernih, tetapi pada umumnya air
masih, mengandung larutan garam dan asam yang dapat merusak metal pada
sistem steam.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler
adalah sebagai berikut:
Zat – zat yang dapat menyebabkan korosi.
Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan karena air mengandung
larutan asam dan gas – gas yang terlarut seperti O2, CO2, H2S dan NH3.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
64
Zat yang menyebabkan kerak (scale forming).
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu
tinggi, yang biasanya berupa garam – garam karbonat dan silika.
Zat yang menyebabkan foaming
Air yang diambil dari proses pemanasan biasanya menyebabkan
foaming pada boiler karena adanya zat – zat organik, anorganik dan
zat-zat yang tak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi
akibat adanya alkalinitas yang tinggi.
d. Air hidrant
Air ini digunakan untuk mencegah kebakaran. Pada umumnya air ini tidak
memiliki persyaratan yang spesifik.
2. Unit Pengolahan air
Kebutuhan air suatu pabrik dapat diperoleh dari sumber air yang ada
disekitar pabrik dengan pengolahan terlebih dahulu agar memenuhi syarat
untuk digunakan. Pengolahan tersebut dapat meliputi pengolahan secara fisik
dan secara kimia dengan menambahkan desinfectant maupun dengan
penggunaan ion exchanger.
Tahapan proses pengolahan air dari air sungai secara umum meliputi :
a. Unit Pengolahan Air Tahap Awal
Mula – mula raw water diumpankan ke bak penampung I (BU-01),
yang sebelumnya melewati penyaring screen yang berupa bilah-bilah besi
yang ditata berjajar. Dengan adanya screen akan menyaring bahan-bahan
pengotor berupa sampah-sampah, kayu, dan lain-lain. Air masuk ke bak
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
65
penampung I (BU-01) dan bak penampung II (BU-02) akan mengalami proses
pengendapan. Pengendapan merupakan proses mekanis memisahkan padatan-
padatan atau lumpur yang terdapat di dalam air dengan menggunakan gaya
gravitasi, pada bak pengandapan dilengkapi dengan penyekat yang berfungsi
untuk memisahkan padatan atau lumpur yang telah jatuh sehingga tidak terikut
oleh aliran air.
Air kemudian masuk ke dalam flokulator (FL). Dalam flokulator air
diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan-bahan kimia :
Polielektrolit yang berfungsi sebagai coagulant untuk mempercepat proses
pengendapan dengan membentuk flok lebih cepat dan lebih besar,
sehingga menyempurnakan pengendapan lumpur. Pada tahap ini
digunakan tawas (Al2(SO4)3) yang berfungsi sebagai koagulan untuk
mengikat partikel-partikel kecil yang menyebabkan keruhnya air menjadi
flok-flok yang lebih besar
Kapur sebagai pengatur pH
Keluar dari flokulator (FL) air dimasukkan ke dalam clarifier (CL)
dimana flok-flok yang terbentuk diendapkan secara gravitasi. Lumpur yang
diendapkan di blowdown sedangkan air yang keluar dari bagian atas diumpan
ke sand filter (SF). Air yang berasal dari clarifier (CL) kemungkinan masih
mengandung partikel-partikel kotoran yang halus disaring, kemudian
ditampung dalam Bak penampung III (BU-03). Air kemudian diinjeksikan
larutan kaporit dari tangki IV (TU-04). Air dalam Bak penampung III (BU-
03) kemudian dialirkan ke Unit Demineralisasi dan sebagian dialirkan ke:
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
66
1. Bak penampung IV (BU-04) berfungsi untuk menampung air yang
digunakan untuk keperluan make up air pendingin
2. Portable water storage tank (TU-05) berfungsi untuk menampung
air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan
pemukiman.
b. Unit Demineralisasi Air
Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang
terkandung di dalam air, seperti Ca2+, Fe2+, Mg2+, Na2+, HCO3-, SO4
2-, Cl-,
dan lain-lain dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas
mineral yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed
Water /BFW).
Dimineralisasi diperlukan karena Boiler Feed Water harus memenuhi syarat-
syarat sebagai berikut :
Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang dikehendaki
maupun pada tube heat exchanger, jika steam digunakan sebagai
pemanas. Hal ini akan menyebabkan turunnya efisiensi operasi,
bahkan bisa mengakibatkan tidak beroperasi sama sekali.
Bebas dari segala gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi
terutama gas oksigen dan gas karbondioksida.
Pengolahan air di unit demineralisasi meliputi beberapa tahap, yaitu :
1. Cation resin exchanger (KE)
Air keluaran Bak penampung III (BU-03) diumpankan ke dalam
cation exchanger (KE) untuk menghilangkan kation-kation mineralnya.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
67
Kemungkinan jenis kation yang ditemui adalah Ca2+, Fe2+, Mg2+, Na2+,
Al3+.
Cation exchanger merupakan silinder baja tegak yang berisi resin
R-H, yaitu suatu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H+.
Reaksi yang terjadi :
Mn2+ + nR-H RnM + nH+
(logam) (resin)
Ion Mn+ dalam operasi akan digantikan oleh ion H+ dari resin R-H
sehingga air yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2-3,3.
Regenerasi dilakukan jika resin sudah berkurang keaktifannya (jenuh),
biasanya dilakukan dalam selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah
air yang telah melewati unit ini.
Regenerasi ini dilakukan dengan menggunakan asam sulfat dan
dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash atau cuci balik, regenerasi
dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat, dan pembilasan dengan air
demin. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah kebalikan dari
reaksi operasi, yaitu :
RnM + H2SO4 nR-H + MSO4 (resin jenuh)
2. Anion resin exchanger (AE)
Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke
anion exchanger untuk menghilangkan anion-anion mineralnya. Jenis
anion yang dihilangkan adalah HCO3-, SO4
2-, Cl-, dan SiO3-.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
68
Seperti pada cation exchanger, anion exchanger juga merupakan
silinder baja tegak yang berisi resin. Resin yang terdapat pada anion
exchanger dapat dituliskan dengan simbol ROH.
Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai berikut :
Xn- + nR-OH RnX + nOH-
Pada saat operasi reaksi akan berjalan ke kanan, sehingga ion negatif Xn-
akan digantikan oleh ion OH- dari resin R-OH. Air yang dihasilkan
diharapkan mempunyai pH sekitar 8.6-8.9. Regenerasi dilakukan dengan
menggunakan NaOH 4 %. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi
adalah
RnX + nNaOH nR-OH + nNaX
Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar 6.1-6.9 dan
selanjutnya dikirim ke unit air umpan ketel sebelum digunakan sebagai air
umpan ketel uap (Boiler Feed Water).
c. Unit Air Umpan Ketel ( Boiler Feed Water )
Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas
terlarut terutama oksigen dan karbondioksida. Gas-gas tersebut harus
dihilangkan dari air karena dapat menimbulkan korosi. Gas-gas tersebut
dihilangkan dalam suatu deaerator. Pada deaerator, gas diturunkan sampai
kadar 5 ppm. Proses deaerasi dilakukan dengan cara air diumpankan ke
deaerator, sedangkan dari bagian bawah deaerator di spray uap tekanan
rendah, sampai air mencapai suhu sedikit di atas titik didihnya. Proses
penghilangan gas dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
69
dengan uap tekanan rendah (stripping gas) mengakibatkan sebagian besar gas
terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer.
Air hasil deaerasi diinjeksian zat-zat kimia sebagai berikut :
Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut :
2 N2H2 + O2 2 N2 + H2O
NaH2PO4 untuk mencegah terbentuknya kerak silika dan kalsium pada
steam drum dan boiler tube. Sebelum diumpankan ke boiler, air terlebih
dulu diberi dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan atau
pengendapan fosfat.
d. Unit Air Pendingin
Air pendingin yang digunakan dalam proses sehari-hari berasal dari air
pendingin yang telah digunakan dalam pabrik yang kemudian didinginkan
pada cooling tower. Kehilangan air karena penguapan, terbawa tetesan oleh
udara maupun dilakukan blown down di cooling tower diganti dengan air
umpan (make up) yang disediakan oleh Bak penampung IV (BU-04).
Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak
menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat
menimbulkan lumut. Untuk mengatasi hal di atas, maka ke dalam air
pendingin diinjeksikan bahan-bahan kimia sebagai berikut :
Phosphate, berguna untuk mencegah timbulnya kerak.
Klorine untuk membunuh mikroorganisme.
Zat dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan (pengendapan
phosphate).
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
70
3. Kebutuhan Air
a. Kebutuhan air untuk steam
Kebutuhan air untuk steam dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.1 Kebutuhan air untuk steam
No Kode Alat Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 HE-01 Heat Exchanger-01 41,4551 2 HE-02 Heat Exchanger-02 41,8649 3 RB-01 Reboiler – 01 4056,8622 4 RB-02 Reboiler – 02 596,7017
Total kebutuhan air untuk steam = 4736,8839 kg/jam
Diperkirakan air yang hilang sebesar 20 % (Severn hal 40) sehingga
kebutuhan make up air untuk steam (air umpan boiler) = 0,2 x 4736,8839
= 947,3768 kg/jam.
b. Kebutuhan air pendingin
Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.2 Kebutuhan air pendingin
No Kode Alat Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 CD-01 Kondenser-01 16241,7851 2 CD-02 Kondenser-02 40416,0814 3 HE-03 Heat Exchanger-03 4228,9833
Kebutuhan total air pendingin = 60886,8498 kg/jam
Diperkirakan air yang hilang sebesar 10 % sehingga kebutuhan make up
air untuk pendingin = 0,1 x 60886,8498 = 6088,6850 kg/jam.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
71
c. Kebutuhan air untuk konsumsi umum dan sanitasi
Kebutuhan air untuk kantor dan perumahan dihitung berdasarkan Tabel 2-
9 Sularso & Tahara ,H “ Pompa dan Kompresor” hal 21.
Waktu pemakaian air untuk kantor dan perumahan tiap hari rata-rata 8
jam.
Air untuk kantor ( air minum dan sanitasi) = 100 - 120 oranghari
liter
Air untuk perumahan (air minum dan sanitasi) = 160 – 250 oranghari
liter
Dirancang :
Air untuk kantor (air minum dan sanitasi) = 100 oranghari
liter
Air kantor dirancang mampu untuk memenuhi 165 orang
Air untuk kantor = oranghariliter
100 x 165 orang x
jamhari
81
= 2062,5 liter/jam (Densitas air = 1,0230 kg/ )
= 2109,938 kg/jam
Air untuk perumahan ( air minum dan sanitasi) = 250oranghari
liter
Perumahan disediakan untuk 1 direktur utama, 3 (direktur produksi,
direktur umum dan pemasaran, direktur administrasi dan keuangan) dan
7 kepala bagian, sehingga dirancang air mampu mensuplai 11
perumahan dan masing- masing perumahan dihuni 5 orang.
Air untuk perumahan = oranghariliter
250 x 11 x 5 orang x
jamhari
81
=1718,75 liter/jam
=1758,281 kg/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
72
Laboratorium
Menurut Sularso & Tahara H, kebutuhan air untuk laboratorium =100–
200 oranghari
liter
, untuk waktu pemakaian setiap hari rata-rata rata-rata
8 jam.
Kebutuhan air untuk laboratorium dirancang = 150 oranghari
liter
Kebutuhan air laboratorium = 150 oranghari
liter
x 5 orang x jam
hari81
= 93,75 liter/jam
= 95,906 kg/jam
Bengkel
Kebutuhan air untuk bengkel sama dengan kebutuhan air untuk
laboratorium 150 oranghari
liter
, untuk waktu pemakaian setiap hari
rata-rata 8 jam .
Kebutuhan air bengkel = 150 oranghari
liter
x 13 orang x jam
hari81
= 243,75 liter/jam
= 249,356 kg/jam
Kantin
Kebutuhan air untuk kantin = 15 oranghari
liter
, untuk waktu pemakaian
setiap hari rata-rata 7 jam.
Kebutuhan air kantin = 15 oranghari
liter
x 20 orang x jam
hari71
= 42,857 liter/jam
= 43,843 kg/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
73
Poliklinik
Kebutuhan air untuk poliklinik = 250 - 1000 oranghari
liter
, untuk waktu
pemakaian setiap hari rata-rata 10 jam.
Kebutuhan air poliklinik dirancang = 300 oranghari
liter
Kebutuhan air poliklinik = 300 oranghari
liter
x 20 orang x jam
hari101
= 600 liter/jam
= 613,8 kg/jam
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi:
= (2109,938 +1758,281 + 95,906 + 249,356 + 43,843 + 613,8) kg/jam
= 4621,7679 kg/jam
d. Air Hidran dan Taman
Air Hidran
Air untuk hidran 1000 m3 = 1.000.000
Waktu tinggal air hidran 6 bulan = 4320 jam
Kebutuhan air hidran per jam = jam
iter4320
000.000.1
= 231,481 liter/jam
= 236,805 kg/jam
Air Taman
Kebutuhan air taman = 10 m3/hari
= 416,6667 liter/jam
= 426,250 kg/jam
Kebutuhan air hidran dan taman = ( 236,805 + 426,250 ) kg/jam
= 663,055 kg/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
74
Kebutuhan air keseluruhan :
Make up air pendingin = 6088,685 kg/jam
Make up umpan boiler = 947,377 kg/jam
Air konsumsi umum dan sanitasi = 4621,768 kg/jam
Air hidran dan taman = 663,055 kg/jam +
Jumlah = 12320,885 kg/jam
Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air, diambil
kelebihan sebesar 10% sehingga kebutuhan total air = 1,1 x 12320,885 =
13552,974 kg/jam
Gambar 4.1 Sistem Pengolahan Air Pabrik Etil asetat
4.1.2 Unit Pengadaan Steam
Steam yang diproduksi pada pabrik etil asetat ini digunakan
sebagai media pemanas reboiler. Untuk memenuhi kebutuhan steam
digunakan boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini mempunyai suhu
138 oC dan tekanan 3,37 atm.
Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 4731,6 kg/jam. Untuk
menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
75
dilebihkan sebanyak 10 %. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah
5204,8 kg/jam .
Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :
Kode : B-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam
Jenis : boiler pipa api
Jumlah : 1 buah
Heating surface : 4287,546 ft2
Rate of steam : 5204,8 kg/jam (11474,508 lb/jam)
Tekanan steam : 341,38 kPa (3,37 atm)
Suhu steam : 138 oC (280,4oF)
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
Kebutuhan bahan bakar : 518,217 liter/jam
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik etil asetat ini
diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat
untuk menyediakan udara tekan berupa kompressor 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)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
76
Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)
Suhu udara : 35 oC
Efisiensi : 80 %
Daya kompresor : 11 HP
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan tenaga listrik di pabrik etil asetat 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 yaitu generator arus bolak – balik
karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat
dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik
ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk AC
2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
3. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
4. Listrik untuk penerangan
Besarnya kebutuhan listrik masing – masing keperluan di atas
dapat diperkirakan sebagai berikut :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan
air diperkirakan sebagai berikut :
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
77
Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Nama Alat Jumlah HP Total HP
P-01 2 0,5 1
P-02 2 0,3 0,6
P-03 2 6 12
PU-01 2 0,5 1
PU-02 2 0,1 0,2
PU-03 2 1,0 2,0
PU-04 2 0,5 1,0
PU-05 2 0,5 1
PU-06 2 0,1 0,2
PU-07 2 0,1 0,2
PU-08 2 0,1 0,2
PU-09 2 0,25 0,5
PU-10 2 0,25 0,5
PU-11 2 1 2
PU-12 2 3 6
PU-13 2 1 2
PU-14 2 0,5 1
KU-01 1 11 11
Jumlah 42,4
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan
utilitas sebesar 42,5 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat
yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka
total kebutuhan listrik adalah 46,64 HP atau sebesar 34,78 kW.
2. Listrik untuk AC
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15 kW.
3. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
78
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10 kW.
4. Listrik untuk penerangan
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :
DUFaL..
dengan :
L : Lumen per outlet
a : Luas area, ft2
F : foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3th ed)
U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3th ed)
D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3th ed)
Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan
Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D Lumen
Pos keamanan 26 279,85 20 0,42 0,75 17768,56
Parkir 640 6888,74 10 0,49 0,75 187448,57
Musholla 64 688,87 20 0,55 0,75 33399,93
Kantin 80 861,09 20 0,51 0,75 45024,41
Kantor 1000 10763,65 35 0,6 0,75 837172,67
Poliklinik 80 861,09 20 0,56 0,75 41004,38
Ruang kontrol 200 2152,73 40 0,56 0,75 205021,88
Laboratorium 200 2152,73 40 0,56 0,75 205021,88
Proses 2500 26909,12 30 0,59 0,75 1824347,23
Utilitas 1000 10763,65 10 0,59 0,75 243246,30
R.generator 192 2066,62 10 0,51 0,75 54029,30
Bengkel 144 1549,97 40 0,51 0,75 162087,89
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
79
Bangunan Luas, m2
Luas, ft2 F U D Lumen
Garasi 220 2368,00 10 0,51 0,75 61908,57
Gudang 100 1076,36 5 0,51 0,75 14070,13
Pemadam 144 1549,97 20 0,51 0,75 81043,94
T.bahan baku 384 4133,24 10 0,51 0,75 108058,59
Tangki produk 1056 11366,41 10 0,51 0,75 297161,12
Jalan dan taman 2544 27382,72 5 0,55 0,75 331911,78
Area perluasan 1440 15499,65 5 0,57 0,75 181282,50
Jumlah 12014 129314,47 4931009,63 Jumlah lumen :
Untuk penerangan dalam bangunan = 4417815,34 lumen
Untuk penerangan bagian luar ruangan = 513194,29 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan
lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting
daylight 40 W mempunyai 1920 lumen (Tabel 18 Perry 3th ed.).
Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 1920 4417815,34
= 2301 buah
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100
Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 3th
ed.).
Jadi jumlah lampu luar ruangan = 3000 513194,29
= 171 buah
Total daya penerangan = ( 40 W x 2301 + 100 W x 171 )
= 109144,3 W
= 109,14 kW
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
80
Tabel 4.6 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 laboratoriun dan instrumentasi
34,78
109,14
15
10
Total 168,92
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai
efisiensi 80 %, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai
output sebesar 211,15 kW.
Dipilih menggunakan generator dengan daya 300 kW, sehingga
masih tersedia cadangan daya sebesar 88,15 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Kode : GU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan listrik
Jenis : AC generator
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 300 kW
Tegangan : 220/360 Volt
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
Kebutuhan bahan bakar : 59,14 liter/jam
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar bertujuan memenuhi kebutuhan
bahan bakar pada boiler dan generator. Bahan bakar yang digunakan
adalah bahan bakar cair (IDO = Industrial Diesel Oil) yang diperoleh dari
PERTAMINA atau distribusinya.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
81
Pemilihan didasarkan pada pertimbangan bahan bakar cair:
Mudah didapat
Kesetimbangan terjamin
Mudah dalam penyimpanannya
Untuk menjalankan generator tersebut digunakan bahan bakar, yaitu:
Jenis bahan bakar : Solar
Gross Heating Value : 19,144 Btu/lb
Net Heating Value : 18,848 Btu/lb
Effisiensi bahan bakar : 80%
Spec.gravity solar : 0,8691
solar : 54,26 lb/ft2
Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut :
Bahan bakar = h . eff
alat Kapasitas
a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler
Kapasitas boiler = 11960592,91 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar = 518,22 liter/jam
b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator
Kapasitas generator = 300 kW
= 1023646,23 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar = 35,48 liter/jam
Jadi kebutuhan total IDO sebesar :
= 518,22 + 35,48
= 553,70 liter/jam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
82
4.3. 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 melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok
kerja shift dan non-shift.
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
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
83
selama 24 jam yang 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 reagen kimia untuk analisa laboratorium
b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi
c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu
kelancaran produksi
4.3.1. Program Kerja Laboratorium
Dalam upaya pengendalian mutu, pabrik etil asetat ini
mengoptimalkan aktivitas laboratorium untuk pengujian mutu.
Pengendalian mutu ini meliputi :
a. Analisa bahan baku
Dilakukan analisa terhadap kandungan air dalam etanol dan asam asetat.
b. Analisa produk etil asetat, terdiri dari :
- Kadar etil asetat dan kadar impuritas dengan metoda spektofotometri.
- Tes penentuan titik leleh dan titik beku.
c. Pemeriksaan mutu unit utilitas
Analisa di unit utilitas meliputi analisa :
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
84
- Raw material berupa air sungai
- Air pendingin, meliputi analisa pH, klor sisa dan kekeruhan.
- Air umpan boiler, meliputi analisa pH, jumlah zat padat terlarut, kadar
Fe, kadar CaCO3, SO3, PO4¯, SiO2¯.
d. Pemeriksaan mutu air limbah, meliputi analisa kadar pH, jumlah etanol,
asam asetat dan etil asetat terlarut.
Untuk mempermudah program kerja laboratorium, dalam pabrik ini dibagi
menjadi 3 bagian laboratorium yaitu :
1. Laboratorium fisik
Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara
fisik terhadap semua stream yang berasal dari proses produksi maupun
tangki serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan
spesifikasi hasil pengamatan. Jadi, pemeriksaan dan pengamatan dilakukan
terhadap bahan baku, produk akhir, dan limbah proses.
2. Laboratorium analisa
Kerja dan tugas laboratorium ini adalah melakukan analisa sifat-sifat dan
kandungan kimia bahan baku, produk akhir, limbah proses dan bahan-
bahan kimia yang digunakan (aditif, bahan-bahan injeksi dan lain-lain).
3. Laboratorium penelitian dan pengembangan
Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan penelitian dan
pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan kualitas
mineral terkait dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari
laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan penelitian hal-hal
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
85
baru untuk keperluan pengembangan. Dalam menjalankan tugasnya,
laboratorium ini senantiasa melakukan penelitian terhadap kondisi
lingkungan serta mengadakan pengembangan.
4.3.2. Alat – Alat Utama Laboratorium
Alat –alat utama yang digunakan untuk melakukan analisa-analisa
dalam memproduksi etil asetat adalah sebagai berikut :
a. Gas Chromatography ( GC )
Alat ini digunakan untuk menganalisa Etil Asetat.
b. Atomic Absorption Spectrophotometer ( AAS )
Alat ini digunakan untuk menganalisa logam terutama Fe, serta untuk
menganalisa phospor dan silika pada area utilitas.
c. Spektrofotometer UV-Visible
Alat ini digunakan untuk menganalisa silika, phosphate, phosphor,
kekeruhan, dan warna.
d. Autotitrator
Alat ini digunakan untuk menganalisa konsentrasi dari asam asetat.
e. Moisture Meter ( Karl Ficher)
Alat ini digunakan untuk menganalisa kandungan air dalam produk etil
asetat yang didapat.
f. Conductivity Meter
Alat ini digunakan untuk mengukur konduktivitas yang ada pada pure
water, blow down boiler, boiler feed water dan juga raw water.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
86
4.4. Unit Pengolahan Limbah
Limbah yang dihasilkan oleh pabrik etil asetat adalah limbah cair.
Antara lain sebagai berikut :
a. Air buangan sanitasi
Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan
pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi. Campuran
padatan dan cairan terlebih dahulu dipecah dengan menggunakan
lumpur aktif dan sistem aerasi yang terdiri dari bak bersistem overflow
dan penambahan desinfektan klorin untuk membunuh mikoorganisme
yang menimbulkan penyakit. Air yang telah diolah dan memenuhi
syarat pembuangan dialirkan ke bak penampung.
b. Air berminyak dari alat proses
Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat
lainnya. Proses pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat
jenisnya. Minyak di lapisan atas dialirkan ke penampungan minyak dan
selanjutnya dibakar dalam tungku pembakar. Sedangkan air di lapisan
bawah dialirkan ke penampungan akhir dan selanjutnya dibuang.
c. Limbah dari Heavy Component Dekanter
Limbah cairan yang berasal dari proses masih mengandung
CH3COOC2H5, C2H5OH dan H2O. Pengolahan limbah ini direaksikan
dengan bahan active sludge di dalam sebuah bak, selanjutnya hasil
keluaran dari bak active sludge dialirkan ke bak pengendap untuk
memisahkan limbah yang sudah diolah dengan active sludge yang
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
87
terikut, kemudian active sludge yang terendapkan dipompa kembali ke
bak active sludge. Pada tahap awal sebelum limbah diolah, limbah
ditampung di dalam bak penampung limbah.
Skema pengolahan limbah yang digunakan di pabrik etil asetat
dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Proses Pengolahan Limbah Pabrik Etil Asetat
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
88
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1. Bentuk Perusahaan
Pabrik etil asetat yang akan didirikan direncanakan mempunyai bentuk
Perseroan Terbatas (PT). Alasan pemilihan bentuk perusahaan ini adalah
didasarkan atas beberapa faktor, sebagai berikut :
1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham
perusahaan.
2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran
produksi hanya dipegang pimpinan perusahaan.
3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik
adalah para pemegang saham sedangkan pengurus perusahaan adalah
direksi beserta stafnya yang diawasi dewan komisaris.
4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak terpengaruh
dengan berhentinya: pemegang saham, direksi beserta stafnya, dan
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.
6. Lapangan usaha lebih luas
Suatu perseroan terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari
masyarakat, sehingga perseroan terbatas dapat memperluas usahanya.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
89
5.2. Struktur Organisasi
Salah satu faktor yang menunjang kemajuan perusahaan adalah
struktur organisasi yang terdapat dan dipergunakan oleh perusahaan
tersebut. Untuk mendapatkan suatu sistem yang terbaik, maka perlu
diperhatikan beberapa pedoman antara lain :
Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas
Pendelegasian wewenang
Pembagian tugas kerja yang jelas
Kesatuan perintah dan tanggung jawab
Sistem pengontrol atas pekerjaan yang telah dilaksanakan
Organisasi perusahaan yang fleksibel
Dengan berprinsip pada pedoman tersebut maka diperoleh struktur
organisasi yang baik yaitu sistem Line and Staff. Pada sistem ini garis
kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Kebaikan dalam pembagian tugas
kerja seperti yang terdapat dalam sistem, organisasi fungsional, sehingga
seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja
Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan
organisasi garis dan staf, yaitu :
1. Sebagai garis atau line 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.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
90
Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan dalam pelaksanaan
tugas sehari-harinya diwakili oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas
untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu
oleh Direktur Teknik dan Produksi serta Direktur Keuangan dan
Administrasi. Direktur Teknik dan Produksi membawahi bidang teknik
dan produksi, sedangkan Direktur Keuangan dan Administrasi
membidangi kelancaran pelayanan. Direktur-direktur ini membawahi
beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab membawahi atas
bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang
dan tanggung jawab.
Masing-masing kepala bagian membawahi beberapa kepala seksi
dan masing – masing kepala seksi akan membawahi beberapa karyawan
perusahaan pada masing – masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan
dibagi dalam beberapa kelompok regu yang setiap kepala regu akan
bertanggung jawab kepada pengawas masing – masing seksi.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
91
Direktur Utama
Direktur Teknik dan Produksi
Direktur Keuangan & Administrasi
Kabag Produksi &
UtilitasKabag Teknik Kabag
Litbang
Kabag Keuangan & Pemasaran
Kabag Admnistrasi Kabag Umum
Kas
i Pro
ses P
rodu
ksi
Kas
i Util
itas
Kas
i Lis
trik
& In
stru
men
tasi
Kas
i Per
alat
an &
Ben
gkel
Kas
i Lab
& M
utu
Kas
i Pen
eliti
an &
Pen
gem
bang
an
Kas
i Keu
anga
n
Kas
i Pem
asar
an
Kas
i Hub
unga
n M
asya
raka
t
Kas
i Per
sona
lia
Kas
i Tat
a U
saha
Kas
i Pem
belia
n
Kas
i Hum
as &
K3
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan
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).
Pada RUPS tersebut para pemegang saham berwenang untuk :
1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
92
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 :
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
Direktur Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan
dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan.
Direktur Utama bertanggung jawab terhadap Dewan Komisaris atas segala
tindakan dan kebijaksanaan yang diambil sebagai pimpinan perusahaan.
Direktur Utama membawahi Direktur Teknik dan Produksi, serta Direktur
Keuangan dan Administrasi.
Tugas-tugas Direktur Utama meliputi :
1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggungjawabkan
pekerjaan pada pemegang saham pada akhir jabatan.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
93
2. Menjaga stabilitas organisasi perusahaan dan membuat kontinuitas
hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, konsumen, dan
karyawan.
3. Mengangkat dan memberhentikan Kepala Bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama dengan Direktur Teknik dan Produksi, dan
Direktur Keuangan dan Administrasi.
Tugas-tugas Direktur Teknik dan Produksi meliputi :
1. Bertanggung jawab kepada Direktur Utama dalam bidang produksi dan
teknik
2. Mengkoordinir, mengatur dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala –
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
3. Memimpin pelaksanaan kegiatan pabrik yang berhubungan dengan bidang
teknik, produksi pengembangan, pemeliharaan peralatan dan laboratorium.
Tugas Direktur Keuangan dan Administrasi meliputi :
Bertanggung jawab terhadap masalah-masalah pabrik yang berhubungan
dengan admistrasi, keuangan, hubungan masyarakat, dan hal umum
lainnya.
5.3.4 Kepala Bagian
Secara umum tugas Kepala Bagian adalah mengkoordinir,
mengatur dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan
bagiannya sesuai dengan garis-garis yang diberikan oleh perusahaan.
Kepala Bagian bertanggung jawab kepada Direktur Bidang. Kepala Bagian
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
94
membawahi Kepala Seksi. Kepala Seksi merupakan 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 terhadap kepala bagian masing – masing sesuai dengan
seksinya.
Direktur Bidang membawahi 6 Kepala Bagian terdiri dari :
1. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas
Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dalam
bidang mutu, jalannya operasi pabrik sehari-hari serta menjaga
kelangsungan proses produksi. Kepala Bagian Produksi dan Utilitas
membawahi 2 Kepala Seksi :
a) Kepala Seksi Proses Produksi
Tugas : Mengawasi jalannya proses produksi.,menjalankan
tindakan seperlunya pada peralatan produksi yang
mengalami kerusakan, sebelum diperbaiki oleh
seksi yang berwenang.
Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 5 orang kepala shift (S1/D3 Teknik Kimia)
25 orang operator (STM/SLTA)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
95
b) Kepala Seksi Utilitas
Tugas :Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk
memenuhi kebutuhan proses, kebutuhan uap, air dan
tenaga listrik.
Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 5 orang kepala shift (S-1/D3 Teknik Mesin)
15 orang operator (STM/SLTA)
2. Kepala Bagian Teknik
Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dan
bertanggung jawab terhadap pengelolaan pabrik secara teknis yang
meliputi pemeliharaan peralatan, bengkel, gudang, dan
perlengkapannya.
Kepala Bagian Teknik membawahi 2 Kepala Seksi :
a) Kepala Seksi Listrik dan Instrumentasi
Tugas : Bertanggung jawab terhadap penyediaan listrik
serta alat-alat instrumentasi
Pendidikan : Sarjana Teknik Elektro
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 5 orang kepala shift ( S-1 / D3 Teknik Elektro)
5 orang operator (STM Listrik)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
96
b) Kepala Seksi Peralatan dan Bengkel
Tugas :Bertanggung jawab terhadap kegiatan perawatan
dan penggantian alat-alat serta fasilitas
pendukungnya, dan melaksanakan pemeliharaan
fasilitas gedung dan peralatan pabrik.
Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 5 orang kepala shift ( S-1/D3 Teknik Mesin)
5 orang operator (STM Mesin)
3. Kepala Bagian Pengembangan dan Penelitian (Litbang)
Bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan Produksi dan
bertanggung jawab memimpin aktivitas laboratorium, pengendalian
mutu, penelitian, dan pengembangan.
Kepala Bagian Litbang membawahi 2 Kepala Seksi :
a) Kepala Seksi Laboratorium dan Pengendalian Mutu
Tugas :Menyelenggarakan pemantauan hasil (mutu) dan
pengolahan limbah
Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 4 orang kepala shift (S1 Teknik Kimia
/ MIPA Kimia)
4 orang operator (D3 MIPA / Analitik)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
97
b) Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan
Tugas : Mengkoordinir kegiatan yang berhubungan dengan
peningkatan produksi dan efisiensi proses secara
keseluruhan
Pendidikan : Sarjana Teknik Kimia
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 3 orang ( S1 Teknik Kimia / Elektro / Mesin )
4. Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran
Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi
dalam bidang administrasi, keuangan dan pemasaran termasuk
pembelian bahan baku, bahan pembantun dan penjualan produk.
Kepala Bagian Keuangan membawahi 3 Kepala Seksi :
a) Kepala Seksi Keuangan
Tugas : Bertanggung jawab terhadap pembukuan serta hal-
hal yang berkaitan dengan keuangan perusahaan
Pendidikan : Sarjana Ekonomi / Akuntansi
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 3 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi)
5 orang staff II (SMEA)
b) Kepala Seksi Pemasaran
Tugas : Mengkoordinasi kegiatan pemasaran produk dan
mengatur distribusi barang dari gudang
Pendidikan: Sarjana Teknik Industri / Ekonomi
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
98
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 5 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi)
10 orang staff II (SMEA)
c) Kepala Seksi Pembelian
Tugas :Mengatur dan mengumpulkan semua informasi
mengenai bahan baku dan bahan lain yang
dibutuhkan perusahaan dan mengadakan tender
pembelian.
Pendidikan: Sarjana Teknik Industri / Ekonomi
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 2 orang staff I (S1/D3 Ekonomi / Akuntansi)
5. Kepala Bagian Administrasi
Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi
dalam bidang administrasi pabrik, personalia, dan tata usaha.
Kepala Bagian Administrasi membawahi 2 Kepala Seksi:
a) Kepala Seksi Personalia
Tugas : Mengkoordinasi kegiatan yang berhubungan
dengan kepegawaian
Pendidikan : Sarjana Hukum / Psikologi
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 2 orang staff I (S-1/D3 Komunikasi/Psikologi)
2 orang staff II (SLTA)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
99
b) Kepala Seksi Tata Usaha
Tugas : Bertanggung jawab terhadap kegiatan yang
berhubungan dengan rumah tangga perusahaan serta
tata usaha kantor
Pendidikan : Sarjana Hukum / Ekonomi
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 2 orang staff I ( S-1/D3 Manajemen Perusahaan)
4 orang staff II (SLTA)
6. Kepala Bagian Umum
Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi
dalam mengelola bidang hubungan masyarakat, keamanan, dan
kesejahteraan karyawan.
Kepala Bagian Umum membawahi 2 Kepala Seksi:
a) Kepala Seksi Hubungan Masyarakat
Tugas : Menyelenggarakan kegiatan yang berkaitan
dengan relasi perusahaan, pemerintah dan
masyarakat serta mengawasi langsung masalah
keamanan perusahaan
Pendidikan : Sarjana Hukum / Psikologi / Komunikasi
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 2 orang staff ( S1/D3 Komunikasi)
4 orang kepala regu keamanan
16 orang satpam
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
100
b) Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3)
Tugas : Bertanggung jawab terhadap masalah kesehatan
karyawan dan keluarga serta menangani masalah
keselamatan kerja dalam perusahaan
Pendidikan : Sarjana Kedokteran Umum
Jumlah : 1 orang
Bawahan : 3 orang staff (S1/D3 Hiperkes / Akper)
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik etil asetat direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam
satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang
bukan hari libur digunakan untuk perbaikan dan perawatan (shutdown)
pabrik. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua
golongan, yaitu :
1. Karyawan non shift / harian
Karyawan non shift adalah para karyawan yang tidak menangani
proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah
Direktur, Staf Ahli, Kepala Bagian, Kepala Seksi serta bawahan yang ada
di kantor. Karyawan harian akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu,
dan libur pada hari Sabtu, Minggu, dan hari besar, dengan pembagian jam
kerja sebagai berikut :
Waktu kerja
Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (istirahat 12.00 – 13.00)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
101
Jum’at : 08.00 – 16.00 (istirahat 11.00 – 13.00)
2. Karyawan shift
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 antara lain : operator produksi,
sebagian dari bagian teknik, bagian gudang dan bagian utilitas,
pengendalian, laboratorium dan bagian-bagian keamanan. Para karyawan
shift akan bekerja bergantian sehari semalam, dengan pengaturan sebagai
berikut :
Shift pagi : jam 07.00 – 15.00
Shift sore : jam 15.00 – 23.00
Shift malam : jam 23.00 – 07.00
Karyawan shift ini dibagi dalam 4 regu (A,B,C,D) dimana 3 regu
bekerja dan 1 regu istirahat dan dikenakan secara bergantian. Tiap regu
akan mendapat giliran 3 hari kerja dan 1 hari libur tiap-tiap shift dan
masuk lagi untuk shift berikutnya.
Tabel 5.1 Jadwal pembagian kelompok shift
Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 dst
Shift
P A A A B B B C C C D D D …
S B B C C C D D D A A A B …
M C D D D A A A B B B B B …
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
102
Keterangan:
P : Shift Pagi
S : Shift Sore
M : Shift Malam
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh
faktor kedisiplinan karyawannya. Untuk itu kepada seluruh karyawan
diberlakukan absensi dan masalah absensi ini digunakan pimpinan
perusahaan sebagai dasar dalam mengembangkan karier para karyawan
dalam perusahaan.
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah
Pada pabrik etil asetat ini sistem upah karyawan berbeda-beda
tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab dan
keahlian. Menurut statusnya karyawan dibagi menjadi 3 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 kerja.
2. Karyawan harian
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan
mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
103
3. Karyawan borongan
Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperluakan saja. Karyawan
ini menerima upah borongan untuk suatu perusahaan.
5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji
Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua
pekerjaan yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien.
Tabel 5.2. Jumlah karyawan shift
No Jabatan Jumlah
1 Karyawan proses 30
2 Karyawan pengendalian 20
3 Karyawan laboratorium 4
4 Karyawan pemasaran 5
5 Karyawan pembelian 3
6 Karyawan pemeliharaan 4
7 Karyawan utilitas 10
Total 76
Tabel 5.3. Jumlah karyawan non shift
No Jabatan Jumlah
1 Direktur Utama 1
2 Direktur 2
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
104
No Jabatan Jumlah
3 Staff Ahli 10
4 Litbang 15
5 Sekretaris 4
6 Kepala Bagian 6
7 Kepala Seksi 13
8 Karyawan K3 4
9 Karyawan Keuangan 3
10 Karyawan Personalia 3
11 Karyawan Keamanan 20
12 Dokter 5
13 Perawat 9
14 Sopir 6
15 Pesuruh 14
Total 115
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
105
Tabel 5.4. Perincian golongan dan gaji karyawan
Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp.) Kualifikasi
I
II
III
IV
V
VI
Direktur Utama
Direktur
Kepala Bagian
Kepala Seksi
Kepala Shift
Pegawai Staff 1
50.000.000,00
30.000.000,00
10.000.000,00
5.000.000,00
3.000.000,00
2.000.000,00
S-2
S-1
S-1
S-1
S-1/D-3
S-1/D-3
VII
VIII
XI
X
Pegawai Staff 2
Operator
Security
Pegawai
1.000.000,00
1.800.000,00
1.000.000,00
1.000.000,00
SLTA
D-3
SLTA
SLTA
5.7. Kesejahteraan Karyawan
Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain :
1. Tunjangan
a. Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan
karyawan yang bersangkutan
b. Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang
dipegang karyawan
c. Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja
diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
106
2. Cuti
a. Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari
kerja dalam 1 tahun
b. 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
a.Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan
oleh kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang.
b.Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan
oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 107
BAB VI
ANALISA EKONOMI
Pada perancangan pabrik etil asetat ini dilakukan evaluasi atau penilaian
investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang
menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini adalah
estimasi harga alat - alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk estimasi
analisa ekonomi. Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan/ estimasi
tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan produksi suatu pabrik
dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang diperoleh,
lamanya modal investasi dapat dikembalikan, dan terjadinya titik impas. Selain itu
analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang
dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.
Evaluasi kelayakan pendirian pabrik etil asetat dengan kapasitas
10.000 ton/tahun :
6.1. Dasar Perhitungan
Kapasitas produksi : 10.000 ton/tahun
Satu tahun operasi : 330 hari
Pabrik didirikan : 2012
Harga bahan baku asam asetat : US $ 1,058 / kg
Harga bahan baku etanol : US $ 0,421 / kg
Harga etil asetat : US $ 1,764 / kg
Katalis : US $ 10 / kg
(www.icispricing.com)
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 108
6.2. Penafsiran Harga Peralatan
Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi
yang sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap
tahun sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk
memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa tahun-tahun
sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan
data indeks harga.
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat
Cost Indeks 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 390,4
Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 109
y = 2.4464x - 4499.7071
380
382
384
386
388
390
392
394
396
398
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Tahun
Inde
ks
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan
least square sehingga didapatkan persamaan berikut:
Y = 2,4464 X - 4499,7071
Jika X = 2012 maka Y (indeks tahun 2012) adalah 422,45. Harga alat dan
yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan dilihat dari
grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa
sekarang digunakan persamaan :
Ex = Ey . NyNx
Ex = Harga pembelian pada tahun 2012
Ey = Harga pembelian pada tahun referensi
Nx = Indeks harga pada tahun 2012
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 110
Ny = Indeks harga pada tahun referensi
(Peters & Timmerhaus, 2003)
6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)
Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran - pengeluaran yang
diperlukan untuk fasilitas - fasilitas produktif dan untuk menjalankannya.
Capital Investment meliputi : Fixed capital investment dan working capital
investment
Asumsi - asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa
ekonomi :
1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2015. Proses yang dijalankan
adalah proses kontinyu
2. Kapasitas produksi adalah 10.000 ton/tahun
3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun
4. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk
perbaikan alat-alat pabrik
5. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan
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 $ 11 per manhour
10. Upah buruh lokal Rp. 7.500,00 per manhour
11. Satu manhour asing = 2 manhour Indonesia
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 111
12. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 10.755,00
6.3.1 Fixed Capital Invesment (FCI)
Fixed Capital Investment (Modal tetap) adalah investasi yang
digunakan untuk mendirikan fasilitas produksi dan pembantunya.
Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment
No Jenis US $ Rp. Total Rp.
1 Purchase equipment cost (EC) 705.000 0 7.582.277.895 2 instalasi 41.316 135.932.399 580.284.150 3 pemipaan 160.674 165.444.038 1.893.498.070 4 instrumentasi 79.681 25.487.625 882.461.059 5 isolasi 9837 22.357.302 375.021.391 6 listrik 32.791 22.357.302 367.568.956 7 bangunan 131.163 0 1.410.656.352 8 tanah dan perbaikan 39.349 3.876.317.100 4.299.514.006 9 utilitas 622.263 0 6.692.439.439
Physical Plant Cost 1.822.075 4.247.895.466 23.844.313.889
10. Engineering & Construction 364.415 849.579.093 4.768.862.776 Direct Plant Cost 2.186.490 5.097.474.559 28.613.176.667 11. Contractor’s fee 218.649 509.747.456 2.861.317.667 12. Contingency 546.623 1.274.368.640 7.153.294.167
Fixed Capital Invesment (FCI) 2.951.762 6.881.590.655 38.627.788.500
6.3.2 Working Capital Investment (WCI)
Working Capital (Modal Kerja) adalah bagian yang diperlukan
untuk menjalankan usaha atau modal dalam operasi dari suatu pabrik
selama waktu tertentu dalam harga lancar.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 112
Tabel 6.3 Working Capital Investment
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Persediaan Bahan baku 1.008.945 0 10.851.203.274 2. Persediaan Bahan dalam proses 2.028 27.052.253 48.858.227 3. Persediaan Produk 446.054 5.951.495.708 10.748.810.023 4. Extended Credit 1.469.756 0 15.807.226.791 5. Available Cash 446.054 5.951.495.708 10.748.810.023 Working Capital Investment (WCI)
3.372.837 11.930.043.669 48.204.908.337
6.3.3 Total Capital Investment (TCI)
TCI = FCI + WCI
= Rp 86.832.696.838,-
6.4. Penentuan Manufacturing Cost (TMC)
Total Manufacturing Cost (Biaya pengeluaran ) merupakan jumlah
direct, indirect, dan fixed manufacturing cost yang bersangkutan dengan
produk
6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC)
Direct Manufacturing Cost merupakan pengeluaran yang bersangkutan
langsung dalam pembuatan produk.
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 113
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Harga Bahan Baku 997.268 0 10.725.618.985 2. Gaji Pegawai 0 2.760.000.000 2.760.000.000 3. Supervisi 0 2.250.000.000 2.250.000.000 4. Maintenance 206.623 447.303.393 2.669.537.242 5. Plant Supplies 30.993 67.095.509 400.430.586 6. Royalty & Patent 881.854 0 9.484.336.074 7. Utilitas 0 61.790.534.854 61.790.534.854 Direct Manufacturing Cost 2.116.739 67.314.933.755 90.080.457.742
6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Indirect Manufacturing Cost adalah pengeluaran sabagai akibat
pengeluaran tidak langsung dari operasi pabrik.
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Payroll Overhead 0 552.000.000 552.000.000 2. Laboratory 0 414.000.000 414.000.000 3. Plant Overhead 0 2.208.000.000 2.208.000.000 4. Packaging & Shipping 2.645.561 0 28.453.008.223 Indirect Manufacturing Cost 2.645.561 3.174.000.000 31.627.008.223
6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC)
Fixed Manufacturing Cost merupakan harga yang berkenaan
dengan fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan dengan fixed
capital dimana harganya tetap, tidak tergantung waktu maupun tingkat
produksi
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 114
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Depresiasi 295.176 668.159.065 3.862.778.850 2. Property Tax 147.588 103.223.860 1.690.533.752 3. Asuransi 147.588 137.631.813 1.724.941.705 Fixed Manufacturing Cost 590.352 929.014.738 7.278.254.308
6.4.4 Total Manufacturing Cost (TMC)
TMC = DMC + IMC + FMC
= Rp. 128.985.720.272,-
6.5. Penentuan Total Production Cost (TPC)
Total Production Cost (TPC) adalah biaya total Manufaturing
Cost dan General Expense
6.5.1. General Expense (GE)
General Expense (Biaya pengeluaran Umum) adalah pengeluaran
yang tidak berkaitan dengan produksi tetapi berhubungan dengan
operasional perusahaan secara umum
Tabel 6.7 General Expense
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Administrasi 0 3.811.000.000 3.811.000.000 2. Sales 1.763.707 0 18.968.672.149 3. Research 705.483 0 7.587.468.860 4. Finance 326.757 1.066.793.042 4.581.062.838 General Expense (GE) 2.795.947 4.877.793.042 34.948.203.846
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 115
6.5.2. Total Production Cost (TPC)
TPC = TMC + GE = Rp. 163.933.924.119,-
6.6. Profitability
Profitability (keuntungan) adalah selisih antara total penjualan
produk dengan total biaya produksi yang dikeluarkan. Profitability
sebelum pajak dapat diketahui dengan perhitungan dibawah ini :
Profitability = Total penjualan produk - Total biaya produksi
Profitability = Rp. 189.686.721.489,- – Rp. 163.933.924.119,-
= Rp. 25.752.797.370,-
(Donald, 1989)
Jika pajak sebesar 15% dari profitability sebelum pajak maka akan didapat
profitability setelah pajak sebesar Rp. 21.889.877.764,-
6.7 Analisa Kelayakan
6.7.1 Percent Return 0n Investment (% ROI)
Percent Return 0n Investment adalah rasio keuntungan tahunan
dengan mengukur kemampuan perusahaan dalam mengembalikan modal
investasi.
ROI membandingkan laba rata - rata terhadap Fixed Capital Investment.
Prb = F
ab
Ir P Pra =
F
aa
Ir P
Prb = % ROI sebelum pajak
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 116
Pra = % ROI setelah pajak
Pb = Keuntungan sebelum pajak
Pa = Keuntungan setelah pajak
ra = Annual production rate
IF = Fixed Capital Investment
(Aries-Newton, 1955)
6.7.2 Pay Out Time (POT)
Pay Out Time adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk
mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh.
D = Fab
F
I 0,1 r PI
D = Pay Out time, tahun
Pb = Keuntungan sebelum pajak
ra = Annual production rate
IF = Fixed Capital Investment
(Aries-Newton, 1955)
6.7.3 Break Even Point (BEP)
BEP adalah titik impas, besarnya kapasitas produksi dapat menutupi
biaya keseluruhan, dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak
menderita kerugian.
ra = aaa
aa
R 0,7 - V - S ZR 0,3 F
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 117
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
Z = Annual max production
(Peters & Timmerhaus, 2003)
6.7.4 Shut Down Point (SDP)
Shut Down Point adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian
sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus tutup.
ra = aaa
a
R 0,7 - V - S ZR 0,3
(Peters & Timmerhaus, 2003)
6.7.5 Discounted Cash Flow (DCF)
Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh modal
yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari suatu pabrik
dinilai menguntungkan jika melebihi satu setengah kali bunga pinjaman bank.
DCF (i) dapat dihitung dengan metode Present Value Analysis dan Future
Value Analysis.
Present Value Analysis :
(FC + WC) =)1( i
C
+ 2)1( iC
+ 3)1( iC
+ ….+ niC
)1( + ni
WC)1(
+ niSV
)1(
Future Value Analysis :
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 118
(FC + WC) (1 + i)n = (WC + SV) + 1...)1()1( 21 nn ii × C
dengan trial solution diperoleh nilai i = %
(Peters & Timmerhaus, 2003)
Dari perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil seperti pada tabel berikut :
Tabel 6.8 Analisa Kelayakan
No. Keterangan Perhitungan Batasan
1. Percent Return On Investment (% ROI)
ROI sebelum pajak 66,67 % min.44 %
ROI setelah pajak 56,67 %
2. Pay Out Time (POT), tahun
POT sebelum pajak 1,3 tahun max 2 tahun
POT setelah pajak 1,5 tahun
3. Break Even Point (BEP) 50,89 % 40 - 60 %
4. Shut Down Point (SDP) 33,37 %
5. Discounted Cash Flow (DCF) 21,45 % min 12 %
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 119
Gambar 6.2 Grafik analisa kelayakan pabrik
Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Etil Asetat
Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 120
Top Related