makalah prarancangan pabrik prarancangan pabrik asam nitrat dari ...
PRARANCANGAN PABRIK ASAM BENZOAT DARI …... · pengawet makanan, dalam farmasi ... (styrax...
Transcript of PRARANCANGAN PABRIK ASAM BENZOAT DARI …... · pengawet makanan, dalam farmasi ... (styrax...
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ASAM BENZOAT DARI
TOLUEN DAN UDARA DENGAN PROSES OKSIDASI
KAPASITAS 35.000 TON/TAHUN
Disusun Oleh :
1. Ester Volina Kim ( I 0508039 )
2. Merry Erlinda Christanti ( I 0508055 )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan sebab oleh kasih
karunia-Nya saja penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas
akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara
dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun” ini.
Adapun selama proses penyusunan laporan ini, penulis memperoleh
banyak bantuan baik berupa dukungan materi maupun moral dari berbagai pihak.
Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Dwi Ardiana S., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Inayati, S.T.,
M.T., Ph. D. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya
dalam proses pengerjaan tugas akhir.
3. Inayati, S.T., M.T., Ph. D. selaku Pembimbing Akademik.
4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.
5. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 08.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini tidak sempurna. Oleh
karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
maupun para pembaca sekalian.
Surakarta, Juli 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
INTISARI Ester Volina Kim dan Merry Erlinda C., 2012, Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Asam benzoat merupakan senyawa kimia organik produk industri kimia yang dapat menjadi bahan baku untuk industri kimia lain, misalnya: bahan pengawet makanan, dalam farmasi sebagai antiseptik, bahan pembuatan fenol, kaprolaktam, glikol benzoat, sodium dan potasium benzoat. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun dengan bahan baku toluen 29.494,79 ton/tahun dan udara 65.000,56 ton/tahun. Lokasi pabrik yang dipilih adalah di kawasan industri Tuban, Jawa Timur. Peralatan proses yang ada antara lain reaktor, dekanter, menara distilasi, kristalizer, filter, dryer . Asam benzoat dihasilkan dari reaksi oksidasi toluen dalam reaktor bubble column pada kondisi isotermal non adiabatik pada suhu 160 oC dan tekanan 7 atm; konversi yang diperoleh sebesar 50 %. Reaksi menghasilkan asam benzoat dan benzaldehid. Asam benzoat dikristalkan sampai kemurnian 99,8% dan benzaldehid dipekatkan hingga kemurnian 98 %.
Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air pendingin sebanyak 34.666,09 kg/jam, unit pengadaan air konsumsi umum dan sanitasi sebanyak 459,92 kg/jam, unit pengadaan steam sebanyak 820,34 kg/jam, udara tekan sebanyak 100 m3/jam, tenaga listrik sebesar 469,70 kW, bahan bakar solar sebanyak 103,08 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk. Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik asam benzoat diperoleh modal tetap sebesar Rp. 102.490.185.403 dan modal kerjanya sebesar Rp. 150.652.583,467. Biaya produksi total per tahun sebesar Rp. 435.024.549.956. Hasil analisis kelayakan menunjukkan ROI sebelum pajak 105,25% dan setelah pajak 78,94%, POT sebelum pajak 0,88 tahun dan setelah pajak 1,15 tahun, BEP 49,96%, SDP 27,91% dan DCF sebesar 40,10%. Berdasar analisis ekonomi dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................................. i
Lembar Pengesahan ......................................................................................... ii
Kata Pengantar ................................................................................................. iii
Daftar Isi .......................................................................................................... iv
Daftar Tabel ..................................................................................................... ix
Daftar Gambar ................................................................................................. xii
Intisari ............................................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................ 1
1.2. Kapasitas Perancangan ........................................................... 2
1.3. Lokasi ................................................................................... 5
1.4. Tinjauan Pustaka .................................................................... 7
1.4.1 Pemilihan Proses ........................................................ 7
1.4.2 Kegunaan Produk ....................................................... 10
1.4.3 Tinjauan Proses secara Umum .................................... 11
1.4.4 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk ........... 12
BAB II DESKRIPSI PROSES ................................................................... 18
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ....................................... 18
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku .............................................. 18
2.1.2 Spesifikasi Produk ...................................................... 19
2.2. Konsep Proses ....................................................................... 19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
2.2.1 Dasar Reaksi .............................................................. 19
2.2.2 Kondisi Operasi .......................................................... 21
2.2.3 Tinjauan Kinetika ....................................................... 22
2.2.4 Tinjauan Termodinamika............................................ 22
2.3. Langkah Proses ...................................................................... 25
2.3.1 Diagram Alir Proses ...................................................... 25
2.4. Tahapan Proses ........................................................................ 29
2.5. Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................ 31
2.5.1 Neraca Massa ............................................................. 32
2.5.2 Neraca Panas .............................................................. 37
2.6. Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ...................................... 42
2.6.1 Lay Out Pabrik ........................................................... 42
2.6.2 Lay Out Peralatan ....................................................... 45
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ......................................... 48
3.1. Reaktor .................................................................................. 48
3.2. Dekanter ................................................................................ 49
3.3. Menara Distilasi ..................................................................... 50
3.4. Crystalizer ............................................................................. 53
3.5. Filter ..................................................................................... 54
3.6. Rotary Dryer .......................................................................... 55
3.7. Storage .................................................................................. 57
3.8. Silo ........................................................................................ 59
3.9. Kondensor .............................................................................. 60
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
3.10.Reboiler .................................................................................. 61
3.11.Accumulator ........................................................................... 61
3.12.Heat Exchanger ...................................................................... 64
3.13.Pompa..................................................................................... 65
3.14.Compressor ............................................................................ 70
3.15.Blower .................................................................................... 71
3.16.Expansion Valve ..................................................................... 72
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM..............73
4.1. Unit Pendukung Proses .......................................................... 73
4.1.1 Unit Pengadaan Air dan Pendingin Kristalizer ............... 73
4.1.2 Unit Pengadaan Steam ................................................... 81
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan ........................................ 82
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik .................................................. 83
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ........................................ 86
4.2. Laboratorium ......................................................................... 88
4.2.1 Laboratorium Fisik ..................................................... 90
4.2.2 Laboratorium Analitik ................................................ 90
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan .............. 90
4.3. Unit Pengolahan Limbah........................................................ 91
4.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja ......................................... 92
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN.................................................... .. 93
5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................. 93
5.2 Struktur Organisasi ................................................................ 94
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
5.3 Tugas dan Wewenang ............................................................ 98
5.3.1 Pemegang Saham ....................................................... 98
5.3.2 Dewan Komisaris ....................................................... 98
5.3.3 Dewan Direksi............................................................ 99
5.3.4 Staf Ahli ..................................................................... 100
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ..................... 101
5.3.6 Kepala Bagian ............................................................ 101
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................ 105
5.4.1 Karyawan non shift / harian ....................................... 105
5.4.2 Karyawan Shift ......................................................... 105
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah ......................................... 107
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ............... 107
5.7 Kesejahteraan Sosial Tenaga Kerja ........................................ 112
5.8 Manajemen Perusahaan .......................................................... 113
5.8.1 Perencanaan Produksi ................................................ 114
5.8.2 Pengendalian Produksi .............................................. 115
BAB VI ANALISA EKONOMI..................................................................... 117
6.1 Dasar Perhitungan .................................................................. 117
6.2 Penaksiran Harga Peralatan .................................................... 118
6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI).............................. 120
6.3.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ...................... 121
6.3.1 Modal Kerja (Working Capital Investment) ................. 121
6.4 Penentuan Manufacturing Cost (TMC) ................................... 122
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user viii
6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 122
6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................ 122
6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) .............................. 122
6.5 General Expense (GE) ........................................................... 123
6.6 Keuntungan Produksi ............................................................. 123
6.7 Analisa Kelayakan ................................................................. 124
Daftar Pustaka ................................................................................................. 128
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab I Pendahuluan1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan industri di Indonesia, khususnya industri kimia telah
mengalami peningkatan baik kualitas maupun kuantitas sehingga kebutuhan akan
bahan baku, bahan pembantu, maupun tenaga kerja semakin meningkat seiring
dengan berjalannya waktu.
Dengan melihat kenyataan tersebut, industri asam benzoat memiliki
prospek ke depan yang cerah. Hal ini karena asam benzoat merupakan senyawa
kimia organik produk industri kimia yang dapat menjadi bahan baku untuk
industri kimia lain seperti industri makanan, farmasi, dan lain - lain. Kegunaan
asam benzoat antara lain sebagai bahan pengawet makanan, dalam farmasi
sebagai antiseptik, bahan pembuatan fenol, kaprolaktam, glikol benzoat, sodium
dan potasium benzoat.
Asam benzoat terdapat di alam dalam bentuk turunan seperti garam, ester
dan amida. Getah benzoin (styrax benzoin) mengandung 20% asam benzoat atau
kombinasinya yang dapat dipecah dengan pemanasan. Resin Acaroid
(Xanthorrhoca haslilis) mengandung 4,5–7% asam benzoat. Sejumlah kecil
terdapat pada kelenjar bau dari berang-berang, kulit kayu cherry, berry, prem,
cengkeh matang dan minyak biji adas. Balsam dari Peru dan Tolu mengandung
benzil benzoat dan juga asam benzoat. Urin herbivora mengandung sejumlah kecil
glisin yang merupakan turunan asam benzoat dan asam hippurat. Sehingga dapat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
dikatakan bahwa asam benzoat dalam bentuk murni tidak terdapat di alam (Kirk
& Othmer, 1989).
Pada saat ini kebutuhan asam benzoat di Indonesia sebagian besar diimpor
dari negara – negara lain seperti: Cina, Hongkong, USA, Belanda, Jepang,
Perancis dan Jerman.
Kebutuhan bahan baku merupakan faktor penting yang menentukan
kelangsungan produksi. Toluena dan oksigen merupakan bahan baku dalam
pembuatan asam benzoat ini. Oksigen terdapat bebas di udara dan kebutuhan
toluena di Indonesia dipenuhi oleh PT Trans Pacific Petrochemical Indotama,
Tuban Jawa Timur dengan kapasitas produksi 100.000 ton/tahun.
Kebutuhan dunia akan asam benzoat setiap tahun mengalami kenaikan
sebesar 2% per tahun (Kirk & Othmer, 1989). Dengan demikian, peluang pasar
asam benzoat masih luas dan dapat diperebutkan.
Dengan pertimbangan-pertimbangan tersebut maka direncanakan
pendirian pabrik asam benzoat di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan pasar
dalam negeri.
1.2. Kapasitas Perancangan
Dalam perancangan kapasitas rancangan pabrik asam benzoat ada
beberapa pertimbangan ;
a. Kebutuhan asam benzoat dalam negeri
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Sebagian besar kebutuhan asam benzoat di Indonesia selama ini dipenuhi
oleh impor. Berdasarkan volume keseluruhan Indonesia mengimpor sebesar
7.269,02 ton/tahun pada tahun 2011 (tabel 1.1) dari berbagai negara.
Tabel 1.1 Kebutuhan Asam Benzoat di Indonesia berdasarkan Data Impor
(www.bps.go.id)
Tahun Jumlah (Ton)2006 4.794,602007 4.931,902008 5.556,722009 5.531,272010 6.750,762011 7.269,02
b. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku berupa toluen dibeli dari PT. Trans Pasific Petrochemical
Indotama yang memiliki kapasitas sebesar 100.000 ton/tahun dan oksigen terdapat
bebas di udara. Kebutuhan katalis cobalt acetate dibeli dari American Elements.
c. Kapasitas minimal (skala komersial)
Daftar pabrik asam benzoat yang terdapat di Amerika Utara disajikan
dalam Tabel 1.2 sebagai berikut:
Tabel 1.2 Daftar Pabrik Asam Benzoat di Amerika Utara
(Kirk & Othmer, 1998)
Pabrik Kapasitas (Ton/ tahun)Kalama Chemical 80.000Chatterton Petrochemical 65.000Velsicol Chemical 32.500
Pabrik direncanakan berdiri pada tahun 2017 dan beroperasi pada tahun
2019. Oleh karena itu perlu diketahui kebutuhan asam benzoat di dalam negeri
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
yang diambil dari data impor. Data statistik (Tabel I.1) menunjukkan impor asam
benzoat dari luar negeri. Dari data impor di atas, kemudian dilakukan regresi
linier untuk mendapatkan nilai kenaikan impor asam benzoat di Indonesia. Data
impor dan regresi linier untuk data impor ditunjukkan dalam Gambar I.1
Gambar I.1 Data Impor Asam Benzoat di Indonesia Tahun 2006 – 2011
Dari regresi linier terhadap data impor asam benzoat didapatkan
persamaan empiric seperti terlihat pada persamaan (I-1) :
y = 451,1 x + 900430 (I-1)
Berdasarkan persamaan dapat diperoleh bahwa kebutuhan impor asam
benzoat di Indonesia pada tahun 2017 diperkirakan mencapai 8.987,60 ton/tahun.
Dari pertimbangan di atas maka pemilihan kapasitas produksi yang diambil adalah
berdasarkan kapasitas minimal skala komersial pabrik yang telah berdiri, yaitu
Velsicol Chemical dengan kapasitas 32.500 ton/tahun, maka kapasitas produksi
pabrik asam benzoat adalah 35.000 ton/tahun. Hal ini karena pabrik dengan
y = 451,1x - 900430R² = 0,913
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Jum
lah
(Ton
)
Tahun
Grafik Impor Asam Benzoat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
kapasitas tersebut telah layak berdiri dan menghasilkan keuntungan. Kapasitas ini
digunakan untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri, mengurangi ketergantungan
impor serta diekspor. Asam Benzoat akan diekspor ke Negara India, China,
Jepang, dan Thailand dengan data impor Negara tersebut dapat dilihat di tabel 1.3
Tabel 1.3 Data Impor Asam Benzoat di Beberapa Negara
(www.bps.go.id)
Negara Kapasitas (Ton/Tahun)India 9.065China 3.461Jepang 7.482Thailand 6.232Jumlah 26.141
1.3. Lokasi
Lokasi suatu pabrik mempengaruhi keberhasilan tercapainya tujuan
pendirian. Lokasi suatu pabrik hendaknya pada suatu daerah yang sedemikian
sehingga biaya produksi dan distribusi seminimal mungkin. Pabrik asam benzoat
direncanakan akan didirikan di daerah Tuban, provinsi Jawa Timur dengan
pertimbangan sebagai berikut:
a. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku yang digunakan adalah toluene yang berasal dari PT Trans Pasific
Petrochemical Indotama yang berlokasi di Tuban.
b. Tempat pemasaran
Daerah Tuban merupakan daerah yang strategis untuk pendirian suatu pabik
karena dekat dengan kawasan industri, pabrik makanan, dan farmasi yang
menggunakan asam benzoat sebagai bahan baku. Selain itu dengan pelabuhan
yang memudahkan ekspor asam benzoat ke luar negeri.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
c. Sarana transportasi
Transportasi sangat penting bagi suatu industri. Daerah Tuban dekat dengan
pelabuhan untuk keperluan transportasi impor-ekspor serta jalan raya dan jalan
tol yang memadai sehingga memudahkan pengangkutan bahan baku dan
produk.
d. Keadaan geografis
Daerah Tuban berada dalam daerah yang beriklim tropis, sehingga cuaca dan
iklim relatif stabil. Begitu pula keadaan tanah yang relatif stabil.
e. Regulasi dan perijinan
Karena terletak dalam daerah industri, maka segala macam perijinan menjadi
lebih mudah. Adanya dorongan dari pemerintah daerah dalam pengembangan
industri juga diharapkan dapat memberikan keuntungan tersendiri.
f. Ketersediaan sarana pendukung
Fasilitas pendukung berupa air, energi, dan bahan bakar tersedia cukup
memadai. Kebutuhan utilitas dapat dipenuhi oleh perusahaan penyedia jasa
pemenuhan kebutuhan utilitas. Kebutuhan tenaga listrik dipenuhi oleh P.T.
PLN yang jalurnya terdapat di kawasan ini dan air dapat diambil dari air
sungai.
g. Ketersediaan tenaga kerja
Tenaga kerja baik tenaga biasa sampai tenaga ahli dalam jumlah yang cukup.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Gambar I.2 Lokasi Pabrik Asam Benzoat
I.4. Tinjauan Pustaka
I.4.1. Pemilihan Proses
Asam benzoat C6H5COOH merupakan senyawa kimia organik golongan
asam karboksiklik aromatis. Asam benzoat pertama kali digambarkan tahun 1618
oleh fisikawan Perancis, dan strukturnya digambarkan oleh Wohler dan Liebig
(1932). Asam benzoat berbentuk kristal monoklin berwarna putih.
Ada tiga macam proses yang telah dikembangkan untuk pembuatan asam
benzoat dengan bahan baku yang berbeda, yaitu:
1. Proses Dekarboksilat Phtalat Anhidrat
Reaksi : C6H4 (CO)2 O + H2O C6H5COOH + CO2 (I-2)
Dalam proses ini phtalat anhidrat mengalami dekarboksilasi setelah
direaksikan dengan steam dalam suatu batch kettle tertutup yang dilengkapi
dengan pengaduk. Agar reaksi tersebut berjalan sempurna, maka ditambahkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
katalis sebanyak 2 – 6% berat dari phtalat anhidrid yang masuk reaktor. Katalis
yang dipergunakan adalah sodium dikromat yang mengandung sedikit nikel
oksida dan disodium phtalat. Mula-mula campuran phtalat anhidrid dan katalis
dalam reaktor dipanaskan sampai diatas suhu 200oC. kemudian steam diinjeksikan
sambil dilakukan pengadukan pada reaktor agar steam terdispersi merata. Untuk
100 bagian phtalat anhidrid diperlukan steam dengan rata 2-20 bagian/jam.
Karena reaksi bersifat eksotermis, maka diperlukan reflux kondensor untuk
mengembalikan air, asam phtalat dan asam benzoat yang terbentuk. Gas yang
keluar dari kondensor sebagian besar terdiri dari CO2 dan sisanya adalah uap air
dan asam benzoat. Reaksi ini berlangsung beberapa saat, sampai kandungan
phtalat anhidrid kurang dari 5%. Asam benzoat yang diperoleh selanjutnya
dipisahkan dengan cara destilasi. Hasil yang diperoleh pada proses ini sebesar 80
– 85% dari phtalat anhidrid yang ada.
2. Proses klorinasi toluen
Pembuatan asam benzoat dari reaksi klorinasi toluen. Kondisi reaktan
toluen berupa cairan dan gas (pada reaktor-01) untuk berupa cairan (pada reaktor-
02).
Reaksi :
C6H5CH3 + 3 Cl2 C6H5CCl3 + 3 HCl (I-3)
C6H5CH3 + 2 H2O C6H5COOH+ 3 HCl (I-4)
(Faith, et. all., 1975)
Toluen diklorinasi dengan bantuan sinar matahari pada suhu 100-150oC
sampai berat jenis larutan tersebut mencapai 1,375-1,385 pada suhu 20oC untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
menghasilkan benzo-triklorid kasar. Sebagian kecil alkali dapat ditambah pada
hasil reaksi untuk menetralkan sebagaian sisa HCl yang bisa diabsorbsi dalam air
untuk menghasilkan asam hidroklorid benzo-triklorid dan katalisator yang telah
dimurnikan kemudian diumpankan pada hidrolisis tingkat I yang beraksi dengan
asam benzoat membentuk benzo-triklorid. Penghidrolisis II dibagi menjadi 2
aliran yang satu dikembalikan ke hidrolisator untuk menghasilkan benzo-triklorid
yang lebih banyak dan yang satu dimurnikan atau untuk membuat natrium
benzoat. Asam benzoat yang dihasilkan sebesar 74-80% berat muatan
benzotriklorid.
3. Proses oksidasi toluen
Bahan baku yang digunakan adalah toluen, dimana toluen dioksidasi
menggunakan udara (oksigen dalam udara) dan ditambahkan katalis Cobalt atau
Mangaan. Proses dijalankan pada suhu 150oC-250oC dan tekanan 5,5 atm.
Konversi toluen dikontrol 50% dan yield yang dihasilkan adalah 90%.
Reaksi :
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH + H2O (I-5)
(Mc Ketta, 1977)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.4 Perbandingan Tiga Macam Proses untuk Pembuatan Asam Benzoat
( Mc Ketta,1977)
Tinjauan ProsesDekarboksilat
Phtalat Anhidrat
ProsesKlorinasi Toluen
ProsesOksidasi Toluen
Katalis Sodium dikromat SnCl2 Cobalt/ ManganKondisioperasi
T > 200 oCP = 3 atm
T=100oC-150 oCP= 75 psia
T=150 oC-250 oCP= 4,4-11,2 atm
Yield/konversi
Konversi= 94 % Yield=75-80 %Yield=90 %Konversi=50 %
Proses Memerlukan katalisdalam jumlah yangbesar agar reaksiberjalan sempurna
Bersifat korosifkarenamenghasilkan HCl
Lebih sederhanakarena bahan bakumurah
Dengan melihat perbandingan keempat proses di atas, maka pada perancangan
pabrik asam benzoat ini dipilih proses oksidasi toluen dengan pertimbangan:
1. Proses lebih sederhana dibandingkan dengan proses dekarboksilat phtalat
anhidrat dan klorinasi toluen karena berjalan pada tekanan dan suhu tidak
terlalu tinggi dan bahan baku murah.
2. Tidak menghasilkan klorin, karena dalam prosesnya tidak menggunakan
senyawa klorin.
1.4.2. Kegunaan Produk
Asam benzoat secara komersil digunakan pada berbagai macam industri,
di antaranya :
a. Digunakan pada industri makanan, yaitu pengawet makanan (misal :
pembuatan saus, margarin, keju, sari apel, sirup) dan industri minuman
sebagai flavouring agent dan odorant
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
b. Pada industri farmasi digunakan sebagai ingredient dalam bahan campuran
atau tambahan sebagai flavouring agent, juga sebagai bahan intermediet
pembuatan obat-obatan (misalkan antiseptic, asam salisilat, dll.)
c. Pada industri kosmetik sebagai flavouring agent (misal : untuk bahan
pembuatan pasta gigi, dll.)
d. Sebagai bahan baku pembuatan plastik
e. Pada industri pertanian sebagai bahan dasar pembuatan senyawa benzoat
(herbisida yang berfungsi untuk sebagai kontrol tumbuhnya tanaman)
f. Sebagai bahan intermediet pada pewarna, benzyl benzoat, cinamic acid
g. Sebagai bahan baku industri phenyl prophyl alcohol, phenyl aceton, sodium
derivate, dll.
(Kirk Othmer, 1982).
I.4.3 Tinjauan Proses secara Umum
Pembuatan asam benzoat dari reaksi oksidasi toluen. Kondisi reaktan
toluen berupa cairan dan gas untuk udara.
Reaksi :
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH + H2O (I-6)
Reaksi ini terjadi dalam reaktor gelembung yang beroperasi pada suhu 150-
250°C dan tekanan 4,4-11,2 atm. Toluen dan katalis cobalt acetate dialirkan ke
dalam reaktor lewat atas, bersamaan dengan itu dialirkan udara dari kompresor
lewat bawah reaktor.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Oksigen dari udara adalah pengoksidasi paling murah, tetapi sulit
dikontrol. Pada kondisi suhu dan tekanan lingkungan, oksigen dapat direaksikan
dengan bahan organik, tetapi kecepatan reaksi sangat lambat. Untuk
mempercepat reaksi, perlu penambahan katalis, menaikkan suhu operasi atau
dengan melakukan keduanya. Pada reaksi fase cair, katalis dilarutkan secara
sempurna untuk memastikan kontak dengan gelembung udara yang mengandung
oksigen yang digelembungkan ke dalam cairan yang mengalami oksidasi.
Setelah konversi reaksi 50% dicapai, campuran reaksi masuk ke dalam
flash drum, dekanter (untuk memisahkan katalis dan air dari toluen yang tidak
bereaksi, asam benzoat dan benzaldehid) dan menara distilasi, dimana hasil atas
menara distilasi yang berupa toluen yang tidak bereaksi dikembalikan ke reaktor.
Sedangkan hasil bawah menara distilasi dialirkan ke kristaliser untuk
memperoleh kristal asam benzoat (Mc Ketta, 1977).
I.4.4. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk
Bahan Baku
1. Toluen
Sifat Fisis :
Massa Molar : 92,14 gr/mol
Temperatur leleh normal : 178,15 K
Titik didih normal : 383,15 K
Densitas Padat pada 93,15 K : 11,18 L/mol
Cair pada 298,15 K : 9,38 L/mol
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Tekanan kritis : 4,108 MPa
Temperatur kritis : 591,8 K
Volume kritis : 0,316 L/mol
Faktor kompresibilitas kritis : 0,264
Viskositas : 0,548 mPa.s (cPa)
Panas pembentukan : 50,17 kJ/mol
Panas penguapan : 33,59 kJ/mol
Panas pembakaran : -3734 kJ/mol
(Kirk & Othmer, 1989)
Kelarutan dalam air : 0,05 (Perry, 1984)
Sifat Kimia
Reaksi hidrogenasi, dengan katalis nikel, platinum atau paladium
dapat menjenuhkan cincin aromatik sebagian maupun keseluruhan,
menghasilkan benzena, metana dan bifenil.
Reaksi oksidasi, dengan katalis kobalt, mangan atau bromida pada
fase cair menghasilkan asam benzoat.
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH + H2O
Reaksi substitusi oleh metil, pada temperatur tinggi dan reaksi
radikal bebas. Klorinasi pada 100oC atau dengan ultraviolet
membentuk benzil klorida, benzal klorida dan benzotriklorida.
Br/Co/Mn
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Reaksi substitusi oleh logam alkali menghasilkan normal-propil
benzena, 3- fenil pentana, dan 3-etil-3-fenil pentana.
(Kirk & Othmer, 1989)
2. Udara
Sifat fisis udara disajikan pada Tabel 1.4 sebagai berikut:
Tabel 1.5 Sifat Fisis Udara (Perry, 1984)
Sifat gas N2 O2
Berat molekul 28,02 32Kenampakan Gas
Tidak berwarnaTidak berbau
GasTidak berwarnaTidak berbau
Spesific gravity 12,5 1,7Melting point, oC -209,86 -214,8Boiling point, oC -195,8 -183
Temperatur kritis, K 126,1 154,58Tekanan kritis, bar 33,5 49,8
Volume kritis (cm3/ mol) 90,1 73,4Liquid density (gr/cm3) 805 1149
Sifat Kimia
Oksigen bereaksi dengan semua elemen kecuali dengan gas-gas
seperti He, Ne, dan Rn. Reaktor biasanya diaktifkan dengan
pemanasan sebelum reaksi berlangsung. Oksigen akan melepaskan
elektro negatif valensi dua dalam kombinasi dengan elemen kimia
lainnya. Sebagian besar elemen yang bergabung dengan oksigen dalam
lebih satu rasio karena variabel valensi dalam elemen ini atau adanya
struktur molekul oksigen (udara). Bahan baku yang dibakar dengan
oksigen menghasilkan produk yang berupa panas, CO2, air dan sisa
udara (N2, O2). Pada suhu rendah dan dengan adanya katalis, oksigen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
bereaksi dengan bahan kimia organik menghasilkan hidrokarbon
teroksida.
3. Cobalt asetat (Co(C2H3O2)2.4H2O)
Berfungsi sebagai katalis
Berat Molekul : 249,09 kg/kmol
Densitas : 1,7755 g/cm3
Kelarutan dalam air : larut sempurna
Warna : merah bata
Titik leleh : 140 oC dengan melepas air
kristal
(www.americanelemens.com)
Produk
1. Asam Benzoat
Sifat Fisis :
Berat molekul : 122,124 kg/kmol
Densitas (padat) : 1316 kg/m3
Viskositas : 1,26 cp
Titik didih : 522,4 oK
Titik Lebur : 395,52 oK
Temperatur kritis : 751 oK
Tekanan kritis : 4,47 Mpa
Volume kritis : 339,1 cm3/mol
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Panas penguapan : 50,63 kJ/mol
Panas pembentukan : -385 kJ/mol
Panas pembakaran : 3227 kJ/mol
(Kirk & Othmer, 1989)
Kelarutan dalam air : 0,2 (Perry, 1984)
Sifat Kimia :
Asam benzoat mempunyai cincin dengan letak meta, sehingga
dapat untuk reaksi substitusi lebih lanjut. Reaksi cincin yang terjadi
adalah sulfonasi, nitrasi dan klorinasi, tetapi agak sulit pada
deaktivasi cincin karena adanya gugus karboksil. Deaktivasi dapat
dilakukan dengan katalis atau dengan menaikkan suhu.
Hidrogenasi asam benzoat menjadi kaprolaktam dengan katalis
nikel dan direaksikan dengan NOHSO4.
Oksidasi asam benzoat menjadi fenol dengan katalis tembaga.
Reduksi cincin asam benzoat membentuk asam karboksilat siklis
dan kaprolaktam sebagai intermediet, yang digunakan pada
pembuatan nilon. Dengan pemilihan katalis dan kondisi operasi,
reduksi asam benzoat pada gugus karboksil dapat membentuk
benzil alkohol.
Garam potassium dari asam benzoat direaksikan dengan CO2 pada
kenaikan suhu dan tekanan dapat membentuk asam terepthalat.
(Kirk & Othmer, 1989)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17Prarancangan Pabrik Asam Benzoatdari Toluen dan Udara dengan Proses OksidasiKapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
2. Benzaldehid
Sifat Fisis :
Berat molekul : 106,124 kg/kmol
Densitas : 1046 kg/m3
Viskositas : 1,321 cp
Titik didih : 451,9 K
Titik lebur : 247,15 K
Temperatur kritis : 695 K
Tekanan kritis : 4,65 MPa
Volume kritis : 324 cm3/mol
Panas penguapan : 42,13 kJ/mol
(Kirk & Othmer, 1989)
Kelarutan dalam air : 0,3 (Perry, 1984)
Sifat Kimia :
Reaksi oksidasi membentuk asam benzoat.
Substitusi hidrogen dengan klorin membentuk benzoil klorida.
Kondensasi benzaldehid dengan katalis logam alkali sianida
membentuk benzoin.
Hidrogenasi karbonil menghasilkan benzil alkohol.
Substitusi cincin misalnya sulfonasi dan nitrasi dapat berpengaruh,
tanpa merusak gugus karbonil. Substitusi meta terjadi bila ada
pengaruh dari gugus karbonil.
(Kirk & Othmer, 1989)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku
1. Toluen (C6H5CH3)
Bentuk : cair
Warna : tidak berwarna
Bau : aromatis
Kemurnian : 99,5 %
Impuritas : air
Berat molekul : 92,141 kg/kmol
(PT. TPPI, 2011)
2. Udara
Komposisi : 21% mol O2 dan 79% mol N2
Berat molekul : 28,86 kg/kmol
Kelembaban relative : 70%
Kelembaban absolute : 0,018 kg H2O/kg udara kering
(www.earthfact.com)
3. Cobalt asetat (Co(C2H3O2)2.4H2O)
Warna : merah bata
Bau : seperti cuka
Kemurnian : 100%
18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Berat molekul : 249,09 kg/kmol
Kelarutan : larut dalam air dan asam
(Shanghai Aidu Industrial Co.,Ltd, 2011)
2.1.2 Spesifikasi Produk
1. Asam Benzoat (C6H5COOH)
Bentuk : padat (Kristal)
Warna : putih
Bau : tidak berbau
Kemurnian : minimal 99%
Berat molekul : 122,124 kg/kmol
(www.alibaba.com)
2. Benzaldehid (C6H5COH)
Bentuk : cair
Warna : tidak berwarna
Bau : aromatis
Kemurnian : minimal 98%
Berat molekul : 106,124 kg/kmol
(www.alibaba.com)
2.2 Konsep Proses
2.2.1 Dasar Reaksi
Asam benzoat diproduksi dari oksidasi toluen dan udara dengan
katalis cobalt acetate.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH + H2O (2-1)
(∆HR,298) sebesar -247,2 kkal/mol
(Mc Ketta, 1977)
Proses produksi asam benzoat dengan osidasi toluen menurut
banyak penelitian merupakan oksidasi fase cair dari aryl-aryl
hidrokarbon, tergantung penggunaan katalis logam, promoter, pelarut
serta kondisi reaksi (suhu dan tekanan). Dari semua percobaan,
disimpulkan teori bahwa proses oksidasi dilakukan dengan mekanisme
radikal bebas dan produk awal oksidasi adalah hidrogen peroksida.
Usulan langkah hidroperoksida :
Inisiasi
C6H5CH3 + O2 C6H5CH2OOH (2-2)
C6H5CH2OOH + Co2+ C6H5CH2O* + OH- + Co3+ (2-3)
C6H5CH2OOH + Co3+ C6H5CH2OO* + H+ +Co2+ (2-4)
Propagasi
C6H5CH2OO* + C6H5CH3 C6H5CH3OOH + C6H5CH2* (2-5)
C6H5CH2* + O2 C6H5CH2OO* (2-6)
Pembentukan produk
C6H5CH2OOH +Co2+ C6H5CH2O* + OH- + Co3+ (2-7)
C6H5CH2O* + OH- C6H5CHO + H2O (2-8)
(Benzaldehid)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
C6H5CHO + Co3+ C5H5C=O + H+ +Co2+ (2-9)
C5H5C=O + O2 C6H5C=O (2-10)
OO*
C6H5C=O + C6H5CHO C6H5C=O + C6H5C=O (2-11)
OO* OOH
C6H5C=O + C6H5CHO C6H5COOH (2-12)
OOH (asam benzoat)
Radikal bebas benziloksi terbentuk pada reaksi (2-3), tetapi
dekomposisi hidroperoksida diyakini menurun karena energi yang
dibutuhkan untuk memecah ikatan O-O peroksida (30 sampai 40
kkal/mol). Sulit untuk menentukan benzil alkohol bebas karena kondisi
oksidasi yang menyebabkan bereaksi engan asam benzoat dan
membentuk benzil benzoat dengan esterifikasi ( Mc Ketta,1977).
2.2.2 Kondisi Operasi
Proses pembuatan asam benzoat dari bahan baku toluen dan udara
dijalankan pada suhu 160 oC dan tekanan 7 atm. Untuk mencegah bahaya
peledakan maka :
1. Dalam reaktor toluen berbentuk cair
2. Suhu lebih dari 20-30 oC dari suhu kritis campuran bahan yang dapat
meledak, yaitu 60o 2 atm, 125o 10 atm atau 170o 20 atm
Reaksi oksidasi pembentukan asam benzoat merupakan reaksi yang
bersifat irreversible dan eksotermis, karena itu reaktor dilengkapi dengan jaket
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
pendingin untuk menjaga suhu operasi. Konversi yang dapat dicapai pada
reaksi ini adalah 50 %.
2.2.3 Tinjauan Kinetika Reaksi
Reaksi oksidasi toluen berlangsung pada fase cair. Reaksi ini
menghasilkan asam benzoat sebagai produk utama dan benzaldehid sebagai
produk samping. Reaksi yang terjadi adalah :
C6H5CH3 + O2 C6H5COH +H2O
C6H5COH + 1/2 O2 C6H5COOH
Atau dapat disederhanakan menjadi :
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH + H2O (2-13)
-r = k [O2] [CH3] (2-14)
(2-15)
E = 57,35 kJ/mol = 13700,43 kKal/kmol
A = 53,34 m3/(mol.s)
R = 1,9870 kKal/kmol K
(Tang S. and Liang B., 2007)
2.2.4 Tinjauan Termodinamika
Reaksi oksidasi toluene merupakan reaksi eksotermis. Dapat dilihat
dari nilai ∆H negatif.
R.TE
e.Ak
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Reaksi :
1. C6H5CH3 + O2 C6H5COH + H2O
2. C6H5COH + ½ O2 C6H5COOH
Reaksi dapat disederhanakan menjadi,
C6H5CH3 + 3/2 O2 C6H5COOH +H2O
Jika ditinjau dari segi termodinamika, harga ∆Gf,298 masing-masing komponen
pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada table 2.1, sebagai berikut :
Tabel 2.1 Harga ∆Gof,298 Masing-Masing Komponen (Yaws, 1999)
Komponen Harga ∆Gf,298 (kJ/kmol) Toluen 122.200
Oksigen 0 Asam Benzoat -210.550
Air -288.590
∆Gf,298 = ∆Gf,298 produk - ∆Gf,298 reaktan (2-16)
= (∆Gf,298 asam benzoat + ∆Gf,298 air) –
( ∆Gf,298 toluen + ∆Gf,298 oksigen)
= (-210.550 + (-228.590)) – (122.200 + 0)
= -621.340 kJ/kmol
LnKo = ∆ , (2-17)
= 621.340kJ/kmol
8,314 kJkmol. K × 298,15K
= 250,660
Ko = 7,246.10108 kJ/kmol
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Ln KKo
= -∆Hr,298
R1T
- 1TO
(2-18)
Dengan, K = konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu
T = suhu tertentu
∆Hr,298 = panas reaksi standar pada 298,15 K
Sedangkan harga ∆Hf,298 masing-masing komponen pada suhu 298,15 K dapat
dilihat pada table 2.2.
Tabel 2.2 Harga ∆Hf,298 Masing-Masing Komponen
(Smith van Ness, 2001)
Komponen Harga ∆Hf,298 (kJ/kmol) Toluen 50.170
Oksigen 0 Asam Benzoat -290.400 Benzaldehid -36.800
Air -241.814
1. ΔH0 r ,298 (benzaldehid) = ΔH0produk - ΔH0reaktan
= (-36.800 + (-241.814)) – (50.170 + 0)
= -292.021 kJ/kmol
2. ΔH0 r ,298 (asam benzoat) = ΔH0produk - ΔH0reaktan
= (-290.400) – (-36,800 + 0)
= -290.363 kJ/kmol
Sehingga,
ΔH0 r ,298 = (ΔH0
r,298 (benzaldehid) * 0,1) + (ΔH0r,298 (asam benzoat) * 0,9)
= (-292.021 kJ/kmol *0,1) + (-290.363 kJ/kmol * 0,9)
= -290.529 kJ/kmol C7H8
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Pada suhu 160oC (433,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung
sebagai berikut
LnK
Ko =−∆Hr,298
R1T −
1T
LnK
7,246.10108 =-290.529kJ/kmol
8,314 kJkmol.K
1433,15K -
1298,15K
K = 3,28 .1090 kJ/kmol
Karena harga K = k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila
dibandingkan dengan harga k1 sehingga k2 diabaikan terhadap k1 dan reaksi
dianggap berjalan satu arah (irreversible).
2.3. Langkah Proses
2.3.1. Diagram Alir Proses
1. Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar 2.1
2. Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada gambar 2.2
3. Diagram alir lengkap dapat dilihat pada gambar 2.3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.4. Tahapan Proses
Proses produksi asam benzoat melalui beberapa unit proses :
1. Unit penyiapan bahan baku
2. Unit reaksi
3. Unit pemurnian produk
Penjelasan berdasarkan gambar 2.1 mengenai masing-masing tahapan adalah
sebagai berikut :
1. Unit Penyiapan Bahan Baku
a. Unit penyiapan toluen
Toluen cair dialirkan dari tangki penyimpan T-01 (30 oC, 1 atm)
menuju reaktor (R) dengan pompa (P-01).
b. Unit penyiapan oksigen/udara
Udara dari lingkungan yang telah disaring dengan filter udara
dikompresikan dengan kompresor. Udara yang telah dikondisikan
tekanan dan suhunya yaitu pada tekanan 7 atm dari kompresor dan suhu
253,29 oC kemudian digelembungkan dalam reaktor.
c. Tangki penyiapan katalis (cobalt acetate)
Katalis cair dialirkan dari tangki penyimpan T-03 (30 oC, 1 atm)
menuju reaktor (R).
2. Unit Reaksi
Reaksi oksidasi toluen fase cair dilakukan di dalam reaktor gelembung
(bubble reactor) R pada tekanan 7 atm dan suhu 160 oC. Di dalam reaktor
terjadi reaksi oksidasi toluen menjadi asam benzoat dan benzaldehid. Reaksi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
berjalan secara eksotermis dan untuk menjaga agar suhu reaktor tetap konstan
maka reaktor dilengkapi dengan koil pendingin.
Hasil atas reaktor yang berupa udara sisa dibuang ke lingkungan.
Sedangkan hasil bawah reaktor berupa asam benzoat, benzaldehid, sisa toluen,
air dan katalis diumpankan ke unit pemurnian produk.
3. Unit Pemurnian Produk
Produk reaktor yang berupa cairan yang terdiri atas asam benzoat,
benzaldehid, sisa toluen, air dan katalis kemudian diturunkan tekanannya dari
7 atm menjadi 3 atm menggunakan throttling valve dan didinginkan dengan
heat exchanger (E-09), suhu turun menjadi 130 oC. Hasil bawah reaktor yang
berupa asam benzoat, toluen, benzaldehid, air, katalis diumpankan ke dekanter
dengan pompa (P-01) untuk memisahkan air dan katalis dari asam benzoat,
toluen, dan benzaldehid. Kemudian hasil bawah dekanter di panaskan dengan
heat exchanger (E-05) hingga suhu 187,39 oC dan diumpankan ke MD-01
untuk memisahkan toluen dari asam benzoat dan benzaldehid. Hasil atas MD-
01 yang sebagian besar adalah toluen di recycle ke reaktor, sedangkan hasil
bawah MD-01 diumpankan ke kristalizer (CR). Sebelum masuk ke kristalizer,
keluaran MD-01(282,58 oC) dicampur dengan hasil bawah MD-02 (247,74 oC
) sehingga suhunya menjadi 278,87 oC dan diumpankan ke dalam E-08 hingga
mencapai suhu 245,78 oC, setelah itu keluaran E-08 diturunkan tekanannya
menjadi 1 atm dengan ekspansion valve hingga suhunya mencapai 237,51 oC.
Suhu kristalisasi asam benzoat adalah 50 oC. Kristal asam benzoat dan Mother
liquor diumpankan ke filter (F) dan dicuci dengan air. Mother liquor (35,84
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
oC) yang telah dipisahkan dari kristal asam benzoat diumpankan ke E-06 untuk
memenuhi kondisi MD-02 (283,09 oC). Hasil atas MD-02 (176,90 oC)
merupakan produk benzaldehid yang akan disimpan dalam T-02. Hasil bawah
MD-02 (247,74 oC) di recycle ke kristalizer. Kristal asam benzoat yang
terbentuk dialirkan menuju rotary dryer (RD), menggunakan belt conveyor. Di
dalam RD terjadi proses pengeringan menggunakan udara panas dengan
temperatur 90 oC hingga membentuk kristal asam benzoat dengan kelembapan
0,2 % berat. Selanjutnya, produk berupa kristal asam benzoat disimpan dalam
silo (S).
2.5. Neraca Massa dan Neraca Panas
Produk : Asam benzoat 99,8 % berat
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Kapasitas : 35.000 ton/ tahun
Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.5.1 Neraca Massa
Tabel 2.3 Tabel Neraca Massa Total
Komponen Input
Arus 2 Arus 1 Arus 3 Arus 14 Arus 18 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
O2 0,00 0,00 1.912,34 0,00 0,00 N2 0,00 0,00 6.294,80 0,00 0,00
H2O 18,62 0,00 0,00 4.410,35 0,00 C6H5COH 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
C6H5COOH cr 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 C6H5COOH 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
C6H5CH3 3.705,47 0,00 0,00 0,00 0,00 Co(C2H3O2)2.4H2O 0,00 2,02 0,00 0,00 0,00
Udara panas 0,00 0,00 0,00 0,00 5.685,99
Total 3.724,09 2,02 8.207,14 4.410,35 5.685,99 22.029,60
Tabel 2.3 Tabel Neraca Massa Total (lanjutan)
Komponen Output
Arus 5 Arus 7 Arus 15 Arus 20 Arus 19 Arus 21 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
O2 46,13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 N2 6.294,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
H2O 0,00 742,58 4.189,84 8,84 211,68 0,00 C6H5COH 0,00 2,23 0,00 0,00 0,00 424,11
C6H5COOH cr 0,00 0,00 0,00 4.410,35 0,00 0,00 C6H5COOH 0,00 1,49 0,00 0,00 0,00 4,33
C6H5CH3 0,00 0,37 0,00 0,00 0,00 4,84 Co(C2H3O2)2,4H2O 0,00 2,02 0,00 0,00 0,00 0,00
Udara panas 0,00 0,00 0,00 0,00 5.685,99 0,00
Total 6.340,92 748,69 4.189,84 4.419,19 5.897,67 433,28 22.029,60
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.4 Neraca Massa pada Tee-01
Tabel 2.5 Neraca Massa pada Reaktor
Komponen Input Output
Arus 4 Arus 3 Arus 5 Arus 6 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
O2 0,00 1.912,34 46,13 0,00 N2 0,00 6.294,80 6.294,80 0,00
H2O 18,62 0,00 0,00 742,58 C6H5COH 194,48 0,00 0,00 620,81
C6H5COOH 0,00 0,00 0,00 4.416,17 C6H5CH3 7.400,51 0,00 0,00 3.700,25
Co(C2H3O2)2.4H2O 2,02 0,00 0,00 2,02
Total 7.615,62 8.207,14 6.340,92 9.481,84 15.822,76 15.822,76
Komponen Input Output
Arus 2 Arus 1 Arus 9 Arus 4 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
O2 0,00 0,00 0,00 0,00 N2 0,00 0,00 0,00 0,00
H2O 18,62 0,00 0,00 18,62 C6H5COH 0,00 0,00 194,48 194,48
C6H5COOH 0,00 0,00 0,00 0,00 C6H5CH3 3.705,47 0,00 3.695,04 7.400,51
Co(C2H3O2)2.4H2O 0,00 2,02 0,00 2,02
Total 3.724,09 2,02 3.889,51 7.615,62 7.615,62
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.6 Neraca Massa pada Dekanter
Komponen Input Output
Arus 6 Arus 8 Arus 7 kg/jam kg/jam kg/jam
H2O 742,58 0,00 742,58 C6H5COH 620,81 618,58 2,23
C6H5COOH 4.416,17 4.414,69 1,49 C6H5CH3 3.700,25 3.699,88 0,37
Co(C2H3O2)2,4H2O 2,02 0,00 2,02
Total 9.481,84 8.733,15 748,69 9.481,84
Tabel 2.7 Neraca Massa pada Menara Distilasi – 01
Komponen Input Output
Arus 8 Arus 9 Arus 10 kg/jam kg/jam kg/jam
C6H5COH 618,58 194,48 424,11 C6H5COOH 4.414,69 0,00 4.414,69
C6H5CH3 3.699,88 3.695,04 4,84
Total 8.733,15
3.889,51 4.843,64 8.733,15
Tabel 2.8 Neraca Massa pada Menara Distilasi – 02
Komponen Input Output
Arus 16 Arus 12 Arus 21 kg/jam kg/jam kg/jam
C6H5COH 429,96 5,86 424,11 C6H5COOH 584,38 0,00 4,33
C6H5CH3 4,84 580,05 4,84
Total 1.019,19 585,91 433,28 1.019,19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.9 Neraca Massa pada Tee-02
Tabel 2.10 Neraca Massa pada Kristalizer
Tabel 2.11 Neraca Massa pada Filter
Komponen Input Output
Arus 10 Arus 12 Arus 11 kg/jam kg/jam kg/jam
C6H5COH 424,11 5,86 429,96 C6H5CH3 4,84 0,00 4,84
C6H5COOH 4414,69 580,05 4.994,74
Total 4.843,64 585,91 5.429,55 5.429,55
Komponen Input Output
Arus 11 Arus 13 kg/jam kg/jam
C6H5COH 429,96 429,96 C6H5COOH (kristal) 0,00 4.410,35
C6H5CH3 4,84 4,84 C6H5COOH 4.994,74 584,38
Total 5.429,55 5.429,55
Komponen Input Output
Arus 13 Arus 14 Arus 17 Arus 15 Arus 16 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
C6H5COH 429,96 0,00 0,00 0,00 429,96 C6H5COOH
(kristal) 4.410,35 0,00 4.410,35 0,00 0,00
C6H5CH3 4,84 0,00 0,00 0,00 4,84 C6H5COOH
(mother liquor) 584,38 0,00 0,00 0,00 584,38
H2O 0,00 4.410,35 220,52 4.189,84 0,00
Total 5.429,55 4.410,35 4.630,87 4.189,84 1.019,19
9.839,90 9.839,90
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.12 Neraca Massa pada Dryer
Komponen Input Output
Arus 17 Arus 18 Arus 19 Arus 20 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
C6H5COH 0,00 0,00 0,00 0,00 C6H5COOH
(kristal) 4.410,35 0,00 0,00 4.410,35
C6H5CH3 0,00 0,00 0,00 0,00 C6H5COOH
(mother liquor) 0,00 0,00 0,00 0,00
H2O 220,52 0,00 211,68 8,84 Udara panas 0,00 5.685,99 5.685,99 0,00
Total 4.630,87 5.685,99 5.983,06 4.419,19
10.316,86 10.316,86
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.5.2. Neraca Panas
Tabel 2.13 Neraca Panas Total
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Q arus 3 1.972.128,54 0,00 Q arus 4 974.414,98 0,00 Q arus 14 92.491,53 0,00 Q arus 18 1.859.727,66 0,00 Q arus 5 0,00 891.960,26 Q arus 7 0,00 327.177,81 Q arus 15 0,00 190.340,55 Q arus 19 0,00 1.772.476,17 Q arus 20 0,00 5.729,66 Q arus 21 0,00 118.357,32 Q reaksi 11.685.119,94 0,00 Q pendingin reaktor 0,00 11.056.421,64 Q pendingin kristalizer 0,00 2.335.593,25 Q Kristal 142.858,24 0,00 Q E-01 2.772.805,67 0,00 Q E-02 0,00 1.958.266,56 Q E-03 300.337,46 0,00 Q E-04 0,00 262.379,25 Q E-05 754.978,72 0,00 Q E-06 196.051,97 0,00 Q E-07 0,00 107.029,06 Q E-08 0,00 359.515,63 Q E-09 632.968,84 0,00 Q E-10 351.034,97 0,00 Q loss 0,00 2.349.671,36
Total 21.734.918,52 21.734.918,52
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.14 Neraca Panas pada Tee-01
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 1 Arus 2 Arus 9 Arus 4
C7H8 0,00 31.792,47 896.896,22 944.663,07 C7H6O 0,00 0,00 45.334,28 24.147,95 H2O 0,00 390,08 0,00 5.576,29
Co(CH3COO)2,4H2O 1,94 0,00 0,00 27,67
Jumlah 1,94 32.182,55 942.230,49 974.414,98 974.414,98
Tabel 2.15 Neraca Panas pada Reaktor
Komponen Input (kJ) Output (kJ)
Arus 4 Arus 5 Arus 6 C7H8 944.663,07 0,00 705.779,07 H2O 5.576,29 0,00 326.351,37 O2 425.489,17 5.826,65 0,00 N2 1.546.639,37 886.133,61 0,00
C7H6O 24.147,95 0,00 149.193,35 C7H6O2 0,00 0,00 1.185.097,88
Co(CH3COO)2,4H2O 27,67 0,00 51,76 Panas reaksi 11.685.119,94 - Pendingin - 11.056.421,64
Jumlah 14631663,46 14.631.663,46
Tabel 2.16 Neraca Panas pada Dekanter
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 6 Arus 7 Arus 8
H2O 326.351,37 326.351,44 0,00 C7H6O 114.445,89 410,68 114.034,92 C7H6O2 903.978,15 304,01 903.674,14
C7H8 705.779,07 70,82 705.708,26 Co(CH3COO)2,4H2O 40,37 40,86 0,00
Jumlah 2.050.595,12 2.050.595,12
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.17 Neraca Panas pada Menara Distilasi – 01
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 8 Arus 9 Arus 10
C7H8 1.139.418,38 896.895,92 2.600.19 C7H6O 181.297,55 45.334,26 208.868.16 C7H6O2 1.449.157,00 0,00 2.430.713.50 Reboiler 2.772.805,67 -
Kondenser - 1.958.266,56 Jumlah 5.542.678,59 5.542.678,59
Tabel 2.18 Neraca Panas pada Menara Distilasi – 02
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 16 Arus 21 Arus 12
C7H8 1.658,03 1.383,41 0,00 C7H6O 139.353,83 115.651,80 2.437,85 C7H6O2 212.322,89 1.322,11 270.497,80 Reboiler 300.337,46 -
Kondenser - 262.379,25 Jumlah 653.672,22 653.672,22
Tabel 2.19 Neraca Panas pada Tee-02
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 10 Arus 12 Arus 11
C7H8 2.600,19 0,00 2.551,88 C7H6O 208.867,48 2.437,85 208.163,28 C7H6O2 2.430.714,31 270.497,65 2.704.402,32
Jumlah 2.642.181,98 272.935,50 2.915.117,48 2.915.117,48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.20 Neraca Panas pada Kristalizer
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 11 Arus 13
C7H8 2.043,58 209,89 C7H6O 169.608,14 18.231,66
C7H6O2 cr 0,00 142.858,24 C7H6O2 2.209.083,87 26.700,79
Q Kristal 142.858,24 - Q pendingin - 2.335.593,25
Jumlah 2.523.593,83 2.523.593,83
Tabel 2.21 Neraca Panas pada Filter
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 13 Arus 14 Arus 15 Arus 16 Arus 17
C7H8 209,89 0,00 0,00 90,36 0,00 C7H6O 18.231,66 0,00 0,00 7856,96 0,00
C7H6O2 cr 142.858,24 0,00 0,00 0,00 60.772,14 C7H6O2 26.700,79 0,00 0,00 11.414,18 0,00
H2O 0,00 92.491,53 190.340,55 0,00 10.017,92 Jumlah 280.492,11 280.492,11
Tabel 2.22 Neraca Panas pada Rotary Dryer
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Arus 17 Arus 20 Arus 19
C7H6O2 cr 5.689,44 5.692,67 0,00 H2O 921,83 36,99 885,88
Udara panas 1.859.727,66 1.771.590,29 Q loss - 88.133,10 Jumlah 1.866.338,93 1.866.338,93
Tabel 2.23 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 05
Komponen Input (kJ) Output (kJ) C7H8 812.707,51 1.124.330,54
C7H6O 131.737,36 180.142,06 C7H6O2 1.054.159,36 1.449.110,35
Q ditambahkan 754.978,72 - Jumlah 2.753.582,95 2.753.582,95
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.24 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 06
Komponen Input (kJ) Output (kJ) C7H8 725,20 1.657,52
C7H6O 62.311,97 138.911,74 C7H6O2 93.796,84 212.316,72
Q ditambahkan 196.051,97 - Jumlah 352.885,98 352.885,98
Tabel 2.25 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 07
Komponen Input (kJ) Output (kJ) C7H8 1.382,98 125,26
C7H6O 115.279,84 10.709,18 C7H6O2 1.317,90 117,24
Q dilepaskan - 107.029,06 Jumlah 117.980,72 117.980,72
Tabel 2.26 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 08
Komponen Input (kJ) Output (kJ) C7H8 1.923,82 1.540,60
C7H6O 156.487,59 127.502,65 C7H6O2 1.802.522,12 1.472.374,65
Q dilepaskan - 359.515,64 Jumlah 1.960.933,53 1.960.933,53
Tabel 2.27 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 09
Komponen Input (kJ) Output (kJ) C7H8 926.989,94 705.778,84
C7H6O 149.208,76 114.445,85 C7H6O2 1.185.222,54 903.977,84
H2O 422.089,99 326.351,26 Co(CH3COO)2,4H2O 51,77 40,37
Q dilepaskan - 359.515,64 Jumlah 2.683.563,00 2.683.563,00
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.28 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 10
Komponen Input (kJ) Output (kJ) Udara 1.773.706,01 2.124.761,14
Q ditambahkan 332.734,75 - Jumlah 2.124.761,14 2.124.761,14
2.6. Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses
2.6.1. Lay Out Pabrik
Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari
seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat
penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari
para karyawan serta keselamatan proses.
Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada
Gambar 2.3. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus
diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah:
1. Pabrik merupakan pabrik baru (bukan pengembangan) sehingga
penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
mendatang.
3. Fakor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan,
maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan
panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan
biaya bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan
konstruksi secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan
ruangan/lahan.
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu:
1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol,
merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran
operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian
proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang
dijual.
2. Daerah proses, merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan
proses berlangsung.
3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk, merupakan daerah untuk
tempat bahan baku dan produk.
4. Daerah gudang, bengkel dan garasi, merupakan daerah yang digunakan
untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk
keperluan perawatan peralatan proses.
5. Daerah utilitas, merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan
pendukung proses berlangsung dipusatkan.
(Vilbrandt, 1959)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Gambar 2.4 Lay Out Pabrik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.6.2 Lay Out Peralatan Proses
Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang
digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada
prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang
harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pabrik, antara
lain (Vilbrandt, 1959) :
1. Kelancaran aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses. Hal ini
bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat
sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam
keselamatan pekerja.
2. Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses
yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.
3. Lalu lintas manusia, dalam perancangan lay out peralatan perlu
diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat
dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses
dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya
juga diprioritaskan.
4. Pertimbangan ekonomi, dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan
dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan
produksi pabrik.
5. Jarak antar alat proses, alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan
operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
apabila terjadi ledakan atau kebakaran maka kerusakan dapat
diminimalkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Keterangan :
T-01 : Tangki toluen MD-01 : Menara distilasi -01
T-02 : Tangki Benzaldehid MD -02: Menara distilasi -02
R : Reaktor CR : Kristalizer
Dc : Dekanter F : Filter
S : Silo RD : Rotary dryer
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses 48
BAB III
SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
3.1 Reaktor
Kode : R
Fungsi : Mereaksikan toluen dengan O2
membentuk asam benzoat
Tipe : Bubble reactor
Jumlah : 1 buah
Kondisi Operasi
- Suhu (oC) : 160
- Tekanan (atm) : 7
Material : Low-alloy steel SA-204 grade C
Waktu tinggal : 2,6 jam
Tinggi (m) : 5,85
Volume (m3) : 30,75
Perforate Plate
- Susunan : triangular pitch
- Diameter lubang (m) : 0,0032
- Diameter gelembung (m) : 0,004
- Jumlah lubang (buah) : 195.052
- Luas total lubang (m2) : 1,45
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Spesifikasi Shell
- Diameter dalam (m) : 2,91
- Tebal (in) : 0,625
Spesifikasi head
- Bentuk : torispherical head
- Tebal head (in) : 1
- Tingi head (m) : 0,61
Ukuran Pipa
- Pipa inlet dari Tangki-01 : 2 1/2 in SN 40
- Pipa inlet dari compressor : 12 in SN 30
- Pipa Outlet menuju Lingkungan : 12 in SN 30
- Pipa Outlet menuju Flash Drum : 2 1/2 in SN 40
3.2 Dekanter
Kode : DC
Fungsi : Memisahkan asam benzoat, toluen,
benzaldehid dengan katalis dan air
Tipe : Dekanter horizontal dengan head
Torispherical
Kondisi operasi
- Suhu (oC) : 130
- Tekanan (atm) : 3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Material : Carbon Steel SA 283 grade C
Kapasitas (m3) : 3,91
Spesifikasi shell
- Diameter dalam (m) : 1,16
- Tebal (in) : 0,25
- Lebar shell (m) : 3,47
Tinggi pengeluaran fase ringan : 0,58 m
Tinggi pengeluaran fase berat : 0,30 m
Spesifikasi head
- Bentuk : torispherical head
- Tebal head (in) : 0,3125
- Tingi head (m) : 0,07
Tinggi pemasukan umpan : 0,92 m
Waktu tinggal : 18,72 menit
Ukuran pipa
- Umpan : 2 1/2 in SN 40
- Produk Fase Ringan : 3/4 in SN 40
- Produk Fase Berat : 2 1/2 in SN 40
3.3 Menara Destilasi
3.3.1. Menara Destilasi - 01
Kode : MD-01
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Fungsi : Memisahkan toluen dari asam benzoat
dan benzaldehid
Tipe : Sieve plate tower
Jumlah : 1
Material : Carbon Steel SA 283 garde C
P : 3 atm
Kondisi operasi
- Atas : 162,77 oC
- Bawah : 282,57 oC
Shell /Kolom
- Diameter atas : 0,91 m
- Diameter bawah : 0,91 m
- Tinggi total : 14,72 m
- Tebal shell atas : 0,25 in
- Tebal shell bawah : 0,3125 in
Head
- Tipe : torispherical head
- Tebal head atas : 0,25 in
- Tebal head bawah : 0,3125 in
Plate
- Tipe : Sieve tray
- Jumlah plate : 18 ( tanpa reboiler)
- Plate spacing : 0,5 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
- Plate umpan : Plate ke 2 dari atas
3.3.2. Menara Distilasi – 02
Kode : MD-02
Fungsi : Memisahkan benzaldehid dari toluen
dan asam benzoat sehingga diperoleh
benzaldehid 98%
Tipe : Kolom bahan isian (Packing)
Jumlah : 1
Material : Carbon Steel SA 283 garde C
P : 1 atm
Kondisi operasi
- Atas : 181,08 oC
- Bawah : 247,76 oC
Kolom
- Diameter menara : 0,41 m
- Tinggi total : 7,16 m
- Tebal shell : 0,1875 in
Head
- Tipe : torispherical head
- Tebal head : 0,1875 in
- Tinggi head : 0,12 m
Packing
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
- Tipe : Ceramic raschig ring
- Tinggi packing : 5,85 m
- Diameter packing : 0,0254 m
3.4. Crystalizer
Kode : CR
Fungsi : Mengkristalkan asam benzoat keluaran
Menara Distilasi-01
Jumlah : 1 buah
Tipe : Swenzon Walker
Jumlah : 1 unit besar (1 unit besar maksimum
tersusun dari 4 unit kristaliser).
Kondisi operasi : T = 50 oC
P = 1 atm
Tinggi : 0,6604 m
Lebar : 0,6096 m
Panjang total : 3,048 m
Tebal dinding : 0,1875 in
Pengaduk :
- Jenis : Spiral agitator
- Kecepatan : 70 rpm
- Daya : 2 HP
- Diameter : 0,6046 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Pipa umpan masuk : ID : 2,067 in
OD : 2,38 in
Nominal : 2 in
Schedule number : 40
Pipa produk keluar : ID : 2,067 in
OD : 2,38 in
Nominal : 2 in
Schedule number : 40
Pipa pendingin masuk : ID : 3,068 in
OD : 3,5 in
Nominal : 3 in
Schedule number : 40
Pipa pendingin keluar : ID : 3,068 in
OD : 3,5 in
Nominal : 3 in
Schedule number : 40
Material : Carbon Steel SA 283 grade C
Jenis pendingin : Jaket
Media pendingin : Dowtherm A
3.5. Filter
Kode : F
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Fungsi : Memisahkan produk asam benzoat dari
mother liquor
Tipe : Rotary drum vacuum filter
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 5.428,04 kg/jam
Kondisi Operasi
- T : 35,84 ºC
- P : 1 atm
Material : Carbon Steel SA 283 grade C
Diameter basket : 0,42 m
Panjang basket : 0,83 m
Tebal cake : 2,54 cm
Kecepatan Putar : 0,69 rpm
Daya : 20 Hp
Pipa pemasukan dan pengeluaran
- Pipa inlet dari Crystalizer : 4 in SN 40
- Pipa inlet dari utilitas : 4 in SN 40
- Pipa outlet menuju HE-03 : 2 in SN 40
- Pipa outlet menuju UPL : 4 in SN 40
3.6. Rotary Dryer
Kode : RD
Fungsi : Mengurangi kadar cairan ( air ) hingga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
didapatkan asam benzoat 99,8 %
Tipe : Direct contact counter current rotary
dryer
Jumlah : 1
P : 1 atm
Material : Carbon Steel SA-283 Grade C
Diameter : 2,14 m
Panjang rotary : 20,71 m
Tebal shell rotary : 0,1875 in
Suhu Padatan
- T in : 35,84 ºC
- T out : 35,90 ºC
Waktu tinggal padatan : 3,26 jam
Gas Pengering : Udara Panas
Suhu udara panas
- Tin : 90 ºC
- T out : 41,05 ºC
Kecepatan putar : 3,18 rpm
Jenis flight :
- 6,90 meter pertama dari feed inlet menggunakan radial flight tanpa
lips
- 6,90 meter tengah, menggunakan flight dengan 45º lips
- 6,90 meter terakhir, menggunakan flight dengan 90 º lips
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Tinggi flight : 0,21 m
Offset flight : 1 m
Daya : 40 Hp
3.7. Storage
3.7.1. Storage - 01
Kode : T-01
Fungsi : Menyimpan toluen selama 30 hari
Tipe : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan head
torispherical
Jumlah : 1 buah
Kondisi operasi
- T : 30oC
- P : 1 atm
Material : Carbon steel SA-283 grade C
Kapasitas : 3.116,37 m3
Diameter : 24,38 m
Tinggi : 9,14 m
Tebal shell : Course 1 = 1,3125 in
Course 2 = 1,1875 in
Course 3 = 1,0625 in
Course 4 = 1 in
Course 5 = 0,875 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Tebal head : 0,125 in
Tinggi head : 1,75 m
Tinggi total : 10,90 m
3.7.2. Storage - 02
Kode : T-02
Fungsi : Menyimpan benzaldehid selama 30 hari
Tipe : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan head
torispherical
Jumlah : 1 buah
Kondisi operasi
- T : 30oC
- P : 1 atm
Material : Carbon steel SA-283 grade C
Kapasitas : 301,46 m3
Diameter : 12,19 m
Tinggi : 5,49 m
Tebal shell : Course 1 = 0,6875 in
Course 2 = 0,6250 in
Course 3 = 0,5625 in
Tebal head : 0,5625 in
Tinggi head : 3,35 m
Tinggi total : 6,51 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
3.8. Silo
Kode : S
Fungsi : Menyimpan asam benzoat selama 7 hari
Tipe : Tangki silinder vertikal, cone 60º bottomed
Jumlah : 1 buah
Kondisi operasi :
- T : 30oC
- P : 1 atm
Material : Carbon steel SA-283 grade C
Kapasitas : 761,52 m3
Diameter : 8,16 m
Tinggi : 12,23 m
Tebal shell : 0,4375 in
Tebal head : 0,4375 in
Tinggi total : 19,34 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
3.9. Kondensor
Tabel 3.1 Spesifikasi Kondensor
Kode E-01 E-02 Fungsi Mengembunkan hasil
atas MD-01 Mengembunkan hasil atas MD-02
Tipe Double pipe Double pipe Luas transfer panas (ft2) 63,73 61,85 Annulus - Fluida - OD (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Inner pipe - Fluida
- ID (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi)
- Jumlah tube - RD dibutuhkan - RD perancangan
Hasil atas MD-01 4,5 12 Carbon steel SA 283 2,00 H2O 3,5 Carbon steel SA 283 2,92 6 0,002 0,0024
Hasil atas MD-02 2,38 12 Carbon steel SA 283 0,61 Fluida keluaran dekanter 1,38 Carbon steel SA 283 0,02 12 0,002 0,0021
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
3.10. Reboiler
Tabel 3.2 Spesifikasi Reboiler
Kode E-03 E-04 Fungsi Menguapkan sebagian
hasil bawah MD-01 Menguapkan sebagian hasil bawah MD-02
Tipe Kettle reboiler Kettle reboiler Luas transfer panas (ft2) 598,58 39,06 Tube - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Layout - Pitch (in) - Jumlah tube - Pass - Bahan konstruksi
- Pressure drop (psi) Shell - Fluida - ID shell (in) - Baffle spacing (in) - Pass - Bahan konstruksi
- Pressure drop (psi) - RD dibutuhkan - RD perancangan
steam 3/4 12 triangular 1 262 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,004
Hasil bawah MD-01 19 1/4 14 4/9 1 Stainless steel SA 167 type 304 - 0,003 0,0031
steam 1 12 triangular 1 1/4 32 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,004 Hasil Bawah MD-02 10 7,5 1 Stainless steel SA 167 type 304 - 0,003 0,0032
3.11. Accumulator
3.11.1.Accumulator - 01
Kode : ACC-01
Fungsi : Memisahkan fase cair dari fase gas umpan
Menara Distilasi-01
Jumlah : 1 buah
Tipe : Horizontal drum dengan torispherical head
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Material : Carbon steel SA 283 grade C
Kondisi operasi
- T : 156,18 °C
- P : 3 atm
Kapasitas : 1,58 m3
Diameter : 0,86 m
Panjang : 2,57 m
Tebal shell : 0,25 in
Tebal head : 0,3125 in
Panjang total : 3,00 m
Pipa pengeluaran
- IPS : 2 in
- OD : 2,375 in
- ID : 2,067 in
- SN : 40
3.11.2.Accumulator-02
Kode : ACC-02
Fungsi : Menampung hasil atas menara distilasi MD-02
Jumlah : 1 buah
Tipe : Horisontal drum dengan torispherical head
Material : Carbon steel SA 283 grade C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Kondisi operasi
- T : 176,90 °C
- P : 1 atm
Kapasitas : 0,10 m3
Diameter : 0,34 m
Panjang : 0,91 m
Tebal shell : 0,1875 in
Tebal head : 0,1875 in
Panjang total : 1,12 m
Pipa pengeluaran
- IPS : 1 in
- OD : 1,32 in
- ID : 1,049 in
- SN : 40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
3.12. Heat Exchanger
Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger
Kode E-05 E-06 Fungsi Memanaskan umpan
masuk MD-01 Memanaskan umpan MD-02
Tipe Double pipe Double pipe Luas transfer panas (ft2) 78,92 46,48 Inner pipe - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Annulus - Fluida - OD annulus (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - Jumlah pipa - RD dibutuhkan - RD perancangan
Umpan MD-01 3.5 12 Carbon steel SA 283 0,29 steam 4,5 Stainless steel 304 0,12 8 0,001 0,0015
Umpan MD-02 1,66 12 Carbon steel SA 283 0,23 steam 2,38 Stainless steel 304 0,13 10 0,001 0,0011
Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger (Sambungan)
Kode E-07 E-08 Fungsi Mendinginkan produk
yang masuk T-02 Mendinginkan cairan keluaran Tee-02
Tipe Double pipe Double pipe Luas transfer panas (ft2) 83,34 19,86 Inner pipe - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Annulus - Fluida - OD annulus (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - Jumlah pipa - RD dibutuhkan - RD perancangan
Fluida keluaran filter 1,66 12 Carbon steel SA 283 0,45 Produk benzaldehid 2,38 Carbon steel SA 283 0,81 16 0,002 0,0024
Dowtherm A 3,5 12 Carbon steel SA 283 0,67 Keluaran Tee 4,5 Carbon steel SA 283 0,53 2 0,002 0,0022
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger (Sambungan)
Kode E-09 E-10 Fungsi Mendinginkan
keluaran reaktor Memanaskan udara masuk rotary dryer
Tipe Double pipe Shell and tube Luas transfer panas (ft2)
20,26 268,82
Tube - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Layout - Pitch (in) - Jumlah tube - Pass - Bahan konstruksi
- Pressure drop (psi) Shell - Fluida - ID shell (in) - Baffle spacing (in) - Pass - Bahan konstruksi
- Pressure drop (psi) - RD dibutuhkan - RD perancangan
Inner pipe Air 3,5 12 - - 2 - Carbon steel SA 283 grade C 0,45 Annulus Keluaran reaktor OD = 4,5 - - Carbon steel SA 283 grade C 3,08 0,003 0,0035
steam 1 12 triangular 1 1/4 91 1 Stainless steel 304 0,0042
udara 15 ¼ 15 ¼ 1 Carbon steel SA 283 grade C 1,54 0,002 0,0022
3.13. Pompa
3.13.1.Pompa - 01
Kode : P-01
Fungsi : Mengalirkan toluen dari T-01 ke R
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 21,24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Tenaga pompa : 5 Hp
Tenaga motor : 7 Hp
NPSH required : 3,04 ft
NPSH available : 290,08 ft
Pipa
- IPS : 2 in
- OD : 2,38 in
- ID : 2,067 in
- SN : 40
3.13.2.Pompa - 02
Kode : P-02
Fungsi : Mengalirkan cairan dari Dc ke MD-01
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 52,31
Tenaga pompa : 1,5 Hp
Tenaga motor : 2 Hp
NPSH required : 5,55 ft
NPSH available : 96,41 ft
Pipa
- IPS : 3 in
- OD : 3,5 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
- ID : 3,068 in
- SN : 40
3.13.3.Pompa - 03
Kode : P-03
Fungsi : Mengalirkan cairan dari MD-01 ke R
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 27,55
Tenaga pompa : 2,5 Hp
Tenaga motor : 5 Hp
NPSH required : 3,62 ft
NPSH available : 248,20 ft
Pipa
- IPS : 2 in
- OD : 2,38 in
- ID : 2,067 in
- SN : 40
3.13.4.Pompa - 04
Kode : P-05
Fungsi : Mengalirkan cairan dari MD-01 ke CR
Tipe : Sentrifugal
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 25,43
Tenaga pompa : 1 Hp
Tenaga motor : 1,5 Hp
NPSH required : 3,43 ft
NPSH available : 278,41 ft
Pipa
- IPS : 2 in
- OD : 2,38 in
- ID : 2,067 in
- SN : 40
3.13.5.Pompa - 05
Kode : P-06
Fungsi : Mengalirkan cairan dari F ke MD-02
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 4,87
Tenaga pompa : 0,33 Hp
Tenaga motor : 0,5 Hp
NPSH required : 1,14 ft
NPSH available : 52,94 ft
Pipa
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
- IPS : 1 in
- OD : 1,32 in
- ID : 1,049 in
- SN : 40
3.13.6.Pompa - 06
Kode : P-07
Fungsi : Mengalirkan cairan dari bottom MD-02 ke CR
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 3,26
Tenaga pompa : 0,25 Hp
Tenaga motor : 0,5 Hp
NPSH required : 0,54 ft
NPSH available : 72,03 ft
Pipa
- IPS : 3/4 in
- OD : 1,05 in
- ID : 0,824 in
- SN : 40
3.13.7.Pompa - 07
Kode : P-08
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Fungsi : Mengalirkan cairan dari ACC-02 ke T-02
Tipe : Sentrifugal
Jumlah : 1
Kapasitas (gpm) : 3,56
Tenaga pompa : 0,125 Hp
Tenaga motor : 0,1667 Hp
NPSH required : 0,93 ft
NPSH available : 20,86 ft
Pipa
- IPS : 1/2 in
- OD : 0,84 in
- ID : 0,622 in
- SN : 40
3.14. Compressor
3.14.1.Compressor - 01
Kode : K-01
Fungsi : Menaikan tekanan udara masuk reaktor dari 1
atm menjadi 2,70 atm
Tipe : Centrifugal, multi stage compressor
Jumlah : 1
Flow udara : 8.207,08 kg/jam
Suhu masuk : 30°C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Suhu keluar : 126,90 °C
Tenaga motor : 38,38 Hp
3.14.2.Compressor - 02
Kode : K-02
Fungsi : Menaikan tekanan udara masuk reaktor dari
2,70 atm menjadi 7,3 atm
Tipe : Centrifugal, multi stage compressor
Jumlah : 1
Flow udara : 8.207,08 kg/jam
Suhu masuk : 126,90 °C
Suhu keluar : 259,54 °C
Tenaga motor : 50,87 HP
3.15. Blower
Kode : JB-01
Fungsi : Mengalirkan udara yang akan dipakai sebagai
pemanas rotary dryer
Tipe : Centrifugal blower
Jumlah : 1
Flow udara : 211.744,67 ft3/jam
Suhu masuk : 30 °C
Suhu keluar : 30,83 °C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses
Tenaga motor : 3 HP
3.16. Expansion Valve
3.16.1.Expansion valve -01
` Kode : EV-01
Fungsi : Menurunkan tekanan keluaran reaktor yang
masuk ke flash drum
Tipe : throttle valve sebagai expander cairan
Kondisi operasi : Tin = 130oC
Tout = 130oC
Pin = 7 atm
Pout = 3 atm
3.16.2.Expansion valve -02
` Kode : EV-02
Fungsi : Menurunkan tekanan keluaran Tee sebelum
masuk kristalizer
Tipe : throttle valve sebagai expander cairan
Kondisi operasi : Tin = 237,51oC
Tout = 237,51oC
Pin = 3 atm
Pout = 1 atm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 73
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses (utilitas) merupakan unit penunjang proses
produksi dalam pabrik.
Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik asam benzoat
adalah :
1. Unit pengadaan air
a. Air pendingin dan air proses
b. Air umpan boiler (steam)
c. Air konsumsi umum dan sanitasi
d. Air pemadam kebakaran
2. Unit pengadaan steam
3. Unit pengadaan udara tekan
4. Unit pengadaan listrik
5. Unit pengadaan bahan bakar
4.1.1. Unit Pengadaan Air dan Pendingin kristalizer
Sumber air yang digunakan dalam pabrik diperoleh dari Sungai
Bengawan Solo Hilir yang tidak jauh dari lokasi pabrik dengan faktor-faktor
sebagai berikut :
a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Air Pendingin dan Air Proses
Air yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai
Bengawan Solo Hilir yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Pengolahan air sungai
meliputi 4 tahap, yaitu :
1. Pengendapan awal
Air sungai dialirkan dari sungai ke bak penampungan dengan
menggunakan pompa utilitas PU-01 ke traveling screen untuk menyaring
partikel dengan ukuran besar. Tahap ini bertujuan untuk memisahkan
padatan-padatan atau lumpur yang terdapat di dalam air.
2. Pengendapan dengan cara koagulasi
Air dari bak penampungan di alirkan menggunakan pompa menuju bak
koagulasi. Pada tahap koagulasi ini ditambahkan larutan tawas 5% dan
larutan kapur 5%. Larutan kapur 5% (Ca(OH)2) untuk mengikat garam-
garam yang terlarut dalam air sungai dan larutan tawas 5% (Al3(SO4)3)
sebagai bahan koagulan.
3. Pemisahan dengan clarifier
Air dari bak koagulasi kemudian dialirkan menggunakan pompa menuju
clarifier. Flok-flok yang terbentuk pada proses koagulasi dipisahkan
dalam clarifier. Flok akan mengendap di dasar clarifier dan keluar melalui
pipa blow down. Sedangkan air yang terpisahkan dari flok akan mengalir
ke atas menuju sand filter.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4. Pemisahan dengan sand filter
Air dari clarifier kemudian dipisahkan dari partikel-partikel yang belum
mengendap di dalam sand filter. Air keluaran sand filter kemudian
dialirkan menuju bak penampungan air bersih. Di dalam bak penampung
air bersih ditambahkan chlorine sebagai desinfektan terhadap
mikroorganisme yang terdapat di dalam air sungai.
Air bersih dari bak penampungan dapat digunakan sebagai air proses,
air konsumsi dan sanitasi serta air pendingin (cooling water). Air yang
digunakan sebagai air pendingin dapat digunakan kembali dengan cara
membuang panas yang terserap dalam air menggunakan cooling tower (CT-
01).
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses
No Keterangan Kode Alat Kebutuhan ( kg/jam ) 1 Filter F 4410,35 Kebutuhan air proses 4410,35
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin
No Keterangan Kode Alat Kebutuhan ( kg/jam ) 1 Kondensor – 01 E-01 46.834,26 2 Heat Exchanger – 10 E-10 15.121,03 3 Heat Exchanger – 11 E-11 415,28 4 Koil reaktor JR 284.290,31 Kebutuhan air pendingin 346.660,88 Make up air pendingin (10%) 34.666,09
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Air umpan boiler
Untuk kebutuhan umpan boiler sumber air yang digunakan adalah air
sungai. Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler
meliputi :
1. Tahap pengolahan air sungai
Air umpan boiler yang digunakan berasal dari air sungai dimana
pengolahan awal yang dilakukan sama dengan pengolahan air sungai.
2. Kation Exchanger
Air bersih dari bak penampungan dialirkan menuju unit penyediaan air
umpan boiler. Air umpan boiler harus dihilangkan kandungan garam-
garamnya yang dapat menimbulkan kesadahan dalam air. Kation
exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif dari garam yang
terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi
tumpukan butir-butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah
jenis C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation
exchanger adalah:
2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl (4-1)
CaCO3 + RH2 ---------> RCa + H2CO (4-2)
BaCl2 + RH2 --------> RBa + 2 HCl (4-3)
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan
menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu
regenerasi adalah:
RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4 (4-4)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4 (4-5)
RBa + H2SO4 --------> RH2 + BaSO4 (4-6)
3. Anion Exchanger
Air hasil kation exchanger kemudian dialirkan menuju anion exchanger.
Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi
yang berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak.
Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2.
Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah:
R(OH)2 + 2 HCl --------> RCl2 + 2 H2O (4-7)
R(OH)2 + H2SO4 --------> RSO4 + 2 H2O (4-8)
R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O (4-9)
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi
yang terjadi saat regenerasi adalah:
RCl2 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 NaCl (4-10)
RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4 (4-11)
RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3 (4-12)
4. Deaerasi
Air yang sudah bebas dari ion-ion positif dan negatif kemudian dialirkan
menuju tangki deaerasi menggunakan pompa. Proses deaerasi bertujuan
untuk menghilangkan gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida
dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat
menyebabkan korosi pada alat-alat proses dan boiler. Gas ini kemudian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
dibuang ke atmosfer. Air bebas gas terlarut kemudian diumpankan menuju
tangki penyimpanan umpan boiler.
5. Tangki Umpan Boiler
Alat ini berfungsi menampung air umpan boiler selama 24 jam. Bahan-
bahan yang ditambahkan untuk mencegah korosi dan kerak, antara lain:
a. Hidrazin (N2H4)
Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa gas terlarut terutama gas
oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Reaksi yang
terjadi :
N2H4 (aq) + O2 (g) N2 (g) + 2 H2O (l) . (4-13)
b. Na3PO4
Zat ini berfungsi untuk melunakkan kerak yang terbentuk dan
mengatur kesadahan air. Reaksinya:
2 Na3PO4 + 3 CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 (4-14)
2 Na3PO4 + 3 MgCO3 Mg3(PO4)2 + 3Na2CO3 (4-15)
Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Boiler
No Keterangan Kebutuhan ( kg/jam ) Kebutuhan Air umpan boiler 4.101,68 Make up air umpan boiler (20%) 820,34
Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada tabel 4.4:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.4 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
No Keterangan Kebutuhan ( kg/jam ) 1 Perkantoran 232,50 2 Laboratorium 50,00 3 Kantin 125,00 4 Air hidran/Taman 40,75 5 Air poliklinik 11,67 Kebutuhan Air Konsumsi & Sanitasi 459,92
Rangkaian proses pengolahan air konsumsi umum dan sanitasi
menjadi satu bagian dengan proses pengolahan air pendingin, air proses
dan air umpan boiler, hanya saja untuk air konsumsi umum dan sanitasi
tidak perlu melalui tahap demineralisasi. Dari tangki klorinasi kemudian
dialirkan ke tangki penampung air rumah tangga dan kantor. Skema
pengolahan air sungai dapat dilihat pada gambar 4.1.
Tabel 4.5 Kebutuhan Air Sungai
No Keterangan Kebutuhan ( kg/jam ) 1 Air proses 4.410,35 2 Air pendingin make up 34.666,09 3 Air make up umpan boiler 820,34 4 Air konsumsi umum & sanitasi 459,92 Total 40.356,69
Debit aliran sungai di Tuban tiap tahun semakin menurun, maka disarankan
untuk ke depannya menggunakan alternatif lain yaitu air laut yang
pengolahannya dengan reverse osmosis.
Air Pemadam Kebakaran
Pendingin Kristalizer
Jenis pendingin yang digunakan pada kristalizer disini adalah Dowtherm A
yang dapat dipakai pada kisaran suhu 15 oC – 400 oC
(www.engineeringtoolbox.com). Kebutuhan Dowtherm A pada pabrik asam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
benzoat ini adalah 18.246,82 kg/jam pada suhu masuk kristalizer 40 oC.Setelah
digunakan sebagai pendingin pada beberapa HE suhu Dowtherm A naik
sehingga sebelum dikirim ke kristalizer lagi Dowtherm A ini didinginkan
kembali dengan menggunakan air. Di bawah ini merupakan siklus penggunaan
Dowtherm A:
4.1.2. Unit Pengadaan Steam
Steam yang diproduksi pada pabrik asam benzoat ini digunakan sebagai
media pemanas reboiler dan heat axchanger. Untuk memenuhi kebutuhan
steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini
mempunyai suhu 300 oC dan tekanan 84,4 atm.
Untuk mengantisipasi kemungkinan terjadinya kebocoran steam pada
saat distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam
yang dibutuhkan adalah 2.405,40 kg/jam. Adapun spesifikasi boiler yang
dibutuhkan:
Kode : BU-01
Jenis : Boiler pipa air
Jumlah : 1 buah
Heating surface : 451,85 ft2
Rate of steam : 7.535,47 lb/jam
Tekanan steam : 1240,72 psi
Crystalizer HE-05 HE-07
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
82 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Suhu steam : 300 °C
Efisiensi : 80%
Bahan bakar : IDO
Kebutuhan bahan bakar : 41,44 kg/jam
4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik asam benzoat ini
diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 7 atm dan suhu 30 °C. Alat untuk
menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer
yang berisi tumpukan silika untuk menyerap air.
Spesifikasi kompressor yang dibutuhkan:
Kode : KU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 100 m3/jam
Tekanan suction : 1 atm
Tekanan discharge : 7 atm
Efisiensi : 80%
Daya kompressor : 15 Hp
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.4. Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan listrik di pabrik asam benzoat ini dipenuhi oleh PLN dan
generator AC. Generator bertujuan sebagai pasokan listrik ketika terjadi
gangguan dari PLN. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
2. Listrik untuk perkantoran (penerangan dan AC)
3. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik penerangan digunakan persamaan :
DUFaL..
(4-8)
L : Lumen per outlet
a : Luas area, ft2
F : foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 6th ed)
U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 6th ed)
D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 6th ed)
Penggunaan tenaga listrik AC sebesar 15.000 W untuk 50 AC dengan tenaga
listrik 300 W untuk tiap AC. Penggunaan tenaga listrik untuk laboratorium dan
instrumentasi dirancang sebesar 10 kW.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
84 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas
Nama Alat Jumlah Daya (HP) Total Daya (HP) P-01 2 7 14 P-02 2 2 4 P-03 2 5 10 P-04 2 1,5 3 P-05 2 0,5 1 P-06 2 0,5 1 P-07 2 0,17 0,33 PU-01 2 10 20 PU-02 2 7,5 15 PU-03 2 0,08 0,17 PU-04 2 0,08 0,17 PU-05 2 5 10 PU-06 2 0,17 0,33 PU-07 2 0,17 0,33 PU-08 2 0,08 0,17 PU-09 2 0,13 0,25 PU-10 2 0,13 0,25 PU-11 2 0,13 0,25 PU-12 2 2 4 PU-13 2 0,75 1,5 FLO-01 1 15 15 Cooling tower 2 25 50 KU-01 1 15 15 Blower 1 3 3 K-01 1 89,25 89,25 Tenaga pengadukan 1 2 2 Belt conveyor 1 1 0,17 0,17 Belt conveyor 2 1 0,17 0,17 Bucket elevator 1 0,50 0,50
Jumlah 261
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
85 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan
Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D Lumen Pos keamanan 1 50 538,18 20,00 0,42 0,75 34.170,31 Pos keamanan 2 50 538,18 20,00 0,42 0,75 34.170,31 Parkir 400 4.305,46 10,00 0,49 0,75 117.155,36 Kantin 100 1.076,36 20,00 0,51 0,75 56.280,52 Kantor 600 6.458,19 35,00 0,60 0,75 502.303,60 Klinik 120 1.291,64 20,00 0,51 0,75 67.536,62 Ruang control 120 1.291,64 40,00 0,56 0,75 123.013,13 Laboratorium 100 1.076,36 40,00 0,56 0,75 102.510,94 Proses 2.700 29.061,85 30,00 0,59 0,75 1.970.295,01 Mushola 80 861,09 20,00 0,55 0,75 41.749,91 Utilitas 1.500 16.145,47 10,00 0,59 0,75 364.869,45 Garasi 200 2.152,73 10,00 0,51 0,75 56.280,52 Safety 120 1.291,64 41,00 1,51 1,75 20.040,55 Perpustakaan 150 1.614,55 35,00 0,60 0,75 125.575,90 Ruang generator 250 2.690,91 10,00 0,51 0,75 70.350,64 Gudang 750 8.072,74 5,00 0,51 0,75 105.525,97 Bengkel 180 1.937,46 40,00 0,51 0,75 202.609,86 Pemadam 100 1.076,36 20,00 0,51 0,75 56.280,52 Lapangan olahraga 389 4.187,06 5,00 0,57 0,75 48.971,45 Jalan dan taman 8.151 87.734,50 5,00 0,55 0,75 1.063.448,49 Area perluasan 1.710 18.405,84 5,00 0,57 0,75 215.272,97 Koperasi 150 1.614,55 35,00 0,60 0,75 125.675,90 Unit Pengolahan Limbah 750 8072,74 10,00 0,51 0,75 211.051,93
Jumlah 18.720 201.495,50 5.715.039,85
Jumlah lumen :
1. untuk penerangan dalam bangunan = 4.319.163,03 lumen
2. untuk penerangan bagian luar ruangan = 1.395.876,82 lumen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
86 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik
No Kebutuhan Kw 1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 214,16 2 Listrik untuk keperluan penerangan 136,60 3 Listrik untuk AC 15,00 4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 10,00 Total 375,76
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai
efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output
sebesar 469,70 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 500 kW,
sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 30,30 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Jenis : AC generator
Jumlah : 1 buah
Kapasitas / Tegangan : 500 kW ; 220/460 Volt
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi
kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang
digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil). Pemilihan IDO sebagai bahan
bakar didasarkan pada alasan:
1. Kemudahan dalam pengadaan
2. Lebih ekonomis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
87 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
3. Kemudahan dalam penyimpanan
Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
Specific Gravity : 0,88
Viscosity : 35
Pour Point ( ºF ) : 65
Sulphur Content : 1,5 %
Water Content : 10 %
Sediment : 0,02 %
Ash : 0,02 %
Heating Value : 19600 Btu/lb
Efisiensi bahan bakar : 80 %
Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut:
Bahan bakar =
. . (4-9)
a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler
Kapasitas boiler = 4.101,68 kg/jam
Kebutuhan bahan bakar = 47,09 L/jam
b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator
Kapasitas generator = 500 kW
Kebutuhan bahan bakar = 56,08 L/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
88 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2. Laboratorium
Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik
untuk memperoleh data–data yang diperlukan. Data–data tersebut digunakan
untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk
pengendalian mutu.
Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada
hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang
dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu
dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau
produk.
Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan
baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan
normal atau menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan
yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.
Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang
mempunyai tugas pokok antara lain:
a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk
b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi
c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan
lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi
Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja
shift dan non shift.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
89 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
1. Kelompok shift
Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa–analisa rutin
terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini
menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan
dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja. 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 penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran
produksi
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
1. Laboratorium fisik.
2. Laboratorium analitik.
3. Laboratorium penelitian dan pengembangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
90 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2.1 Laboratorium Fisik
Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan
terhadap sifat–sifat bahan baku, produk dan air yang meliputi air baku, dan air
limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity dan viskositas.
4.2.2 Laboratorium Analitik
Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk
mengenai sifat–sifat kimianya.
Analisa yang dilakukan, yaitu:
- Analisa komposisi bahan baku.
- Analisa komposisi produk utama.
- Analisa air:
Air baku
Air konsumsi umum
Air sanitasi
Air umpan boiler
Air limbah
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan
Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya:
- Diversifikasi produk.
- Perlindungan terhadap lingkungan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
91 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Di samping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga
mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian
terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan
penelitian guna mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan
baku.
Alat analisa penting yang digunakan antara lain:
1. Hydrometer, untuk mengukur specific gravity.
2. Viscometer, untuk mengukur viskositas cairan.
3. Gas Liquid Chromathogarphy, alat yang digunakan untuk analisa
konsentrasi material cair.
4. Spectrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu
senyawa terlarut dalam air.
5. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/ kebasaan
air.
6. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang
terlarut dalam air.
4.3. Unit Pengolahan Limbah
Limbah yang dihasilkan oleh pabrik antara lain limbah hasil proses, dan
buangan sanitasi.
a. Limbah hasil proses
Limbah dari dekanter yang berupa campuran air dan katalis ditampung
dalam bak penampung kemudian diolah terlebih dahulu sehingga ketika
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
92 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
dibuang ke lingkungan tidak mencemari lingkungan. Limbah dari reaktor
yang berupa gas O2 dan N2 dibuang ke udara bebas.
b. Air buangan sanitasi
Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik
dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan menggunakan
lumpur aktif, aerasi, dan penambahan desinfektan Ca-hypochlorite.
4.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Pedoman keselamatan kerja dibuat untuk memberikan informasi yang
lengkap tentang tata tertib dalam bekerja yang baik dan benar, agar kesehatan
dan keselamatan pekerja selama melakukan tugasnya terjamin sesuai dengan
peraturan yang telah ditetapkan oleh pihak pabrik yang bekerja sama dengan
departemen tenaga kerja.
Bahan-bahan yang digunakan dalam pabrik cukup berbahaya, oleh
karena itu diperlukan disiplin kerja yang baik. Kesalahan akan dapat
mengakibatkan kecelakaan bagi manusia dan peralatan pabrik, untuk itu setiap
karyawan pabrik diberikan alat pelindung diri. Alat pelindung diri bukan
merupakan alat untuk melenyapkan bahaya ditempat kerja, tetapi hanya
merupakan usahan untuk mencegah dan mengurangi kontak antara bahaya dan
tenaga kerja sesuai dengan standar yang diizinkan.
Keamanan kerja berkaitan erat dengan aktifitas suatu industri, sehingga
perlu dipikirkan suatu sistem keamanan yang memadai, karena menyangkut
keselamatan manusia, bahan baku, produk dan peralatan pabrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1. Bentuk Perusahaan
Bentuk perusahaan yang direncanakan pada pra-rancangan pabrik asam
benzoat ini adalah Perseroan Terbatas (PT). PT merupakan bentuk perusahaan
yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, tiap sekutu turut mengambil
bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga yang
dikeluarkan dari perusahaan atau PT tersebut dan orang yang memiliki saham
berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki
perusahaan. Dalam PT, pemegang saham hanya bertanggung jawab menyetor
penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham.
Pabrik asam benzoat yang akan didirikan, sebagai berikut:
Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)
Lapangan Usaha : Industri Asam Benzoat
Lokasi Perusahaan : Tuban, Jawa Timur
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor,
antara lain:
1. Mudah mendapatkan modal dengan cara menjual saham di pasar modal atau
perjanjian tertutup dan meminta pinjaman dari pihak yang berkepentingan
seperti badan usaha atau perseorangan.
93
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
94 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
2. Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya kelancaran
produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta karyawan sehingga
gangguan dari luar dapat dibatasi.
3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak terpengaruh
dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta stafnya, dan karyawan
perusahaan.
4. Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan.
5. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan
adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta
stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.
6. Efisiensi dari manajemen, para pemegang saham dapat memilih orang yang
ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama.
7. Lapangan usaha lebih luas, suatu PT dapat menarik modal yang sangat besar
dari masyarakat.
8. Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang terpisah dari
kekayaan pribadi.
9. Mudah bergerak di pasar modal.
(Widjaja, 2003)
5.2. Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat
menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
95 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik
antar karyawan. Struktur organisasi terdiri dari 3 macam yaitu :
1. Line System
Sistem ini digunakan pada perusahaan kecil dimana pemilik perusahaan
sebagai pemegang komando tertinggi dan memberi perintah secara langsung
kepada bawahannya.
2. Line and Staff System
Sistem ini digunakan pada sebagian besar perusahaan. Garis wewenang lebih
sederhana, praktis dan tegas. Seorang karyawan hanya akan bertanggung
jawab pada seorang atasan saja.
3. Functional System
Sistem ini menempatkan setiap karyawan pada bidangnya masing – masing
sesuai keahlian. Wewenang karyawan terbatas pada bidang keahliannya.
Biasanya struktur ini digunakan pada perusahaan besar dan kompleks.
Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan
azas-azas, antara lain: pendelegasian wewenang, perumusan tujuan perusahaan
dengan jelas, pembagian tugas kerja yang jelas, kesatuan perintah dan tanggung
jawab, sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan, dan organisasi
perusahaan yang fleksibel (Widjaja, 2003).
Dengan berpedoman terhadap azas-azas tersebut, maka dipilih organisasi
kerja berdasarkan sistem line and staff. Pada sistem ini, garis wewenang lebih
sederhana, praktis dan tegas. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli
yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
96 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan
perusahaan.
Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam
menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini, yaitu:
1. Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok
organisasi untuk mencapai tujuan.
2. Sebagai staff, yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan
keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran kepada unit
operasional.
Struktur organisasi pabrik Asam benzoat disajikan pada Gambar 5.1
berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
97 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
98 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen 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:
1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur
3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan
dari perusahaan.
(Widjaja, 2003)
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.
(Widjaja, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
99 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3.3. Dewan Direksi
Direksi utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan
bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur
utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan
kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama
membawahi direktur komersil, direktur teknik & produksi, dan direktur SDM &
umum.
Tugas direktur utama antara lain:
1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan
pekerjaannya secara berkala pada pemegang saham.
2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan
hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan
konsumen.
3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi, keuangan dan umum.
Tugas dari direktur komersil antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang keuangan perusahaan
dan pemasaran produk.
2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
Tugas direktur teknik dan produksi antara lain:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
100 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang teknik dan
kelangsungan proses produksi.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
Tugas direktur SDM dan umum antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang personalia, relasi
perusahaan, dan pelayanan umum.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
5.3.4. Staf Ahli
Staf ahli terdiri dari tenaga-tenaga ahli yang bertugas membantu direktur
dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun
administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan
bidang keahlian masing-masing.
Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :
1. Mengadakan e5aluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.
2. Memberi masukan-masukan dalam perencanaan dan pengembangan
perusahaan.
3. Memberi saran-saran dalam bidang hukum.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
101 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang terdiri dari tenaga-tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan
bertanggung jawab kepada direksi dalam hal pengembangan dan rekayasa produk.
Tugas dan wewenangnya meliputi:
1. Memperbaiki mutu produksi
2. Memperbaiki dan melakukan ino5asi terhadap proses produksi
3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang
5.3.6. Kepala Bagian
Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan
mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan
garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat
juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada
direktur utama (Zamani, 1998).
Kepala bagian terdiri dari:
1. Kepala Bagian Keuangan
Kepala bagian keuangan bertanggung jawab kepada direktur komersil dalam
bidang keuangan perusahaan, kabag keuangan membawahi dua kepala seksi
(Kasi), yaitu kepala seksi akuntansi dan kepala seksi administrasi.
Tugas kasi akuntansi adalah:
a. Mencatat utang piutang perusahaan.
b. Mengatur administrasi kantor dan pembukuan.
c. Mengaudit masalah perpajakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
102 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas kasi administrasi antara lain:
a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan
membuat ramalan tentang keuangan masa depan.
b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan.
2. Kepala Bagian Pemasaran
Kepala bagian pemasaran bertanggung jawab kepada direktur komersil dalam
bidang pemasaran produk dan pembelian alat dan bahan yang diperlukan
untuk proses produksi, kabag pemasaran membawahi dua kepala seksi (Kasi),
yaitu kepala seksi penjualan dan kepala seksi pembelian.
Tugas kasi penjualan, antara lain:
a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi.
b. Mengatur distribusi hasil produksi.
Tugas kasi pembelian, antara lain:
a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan
perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi.
b. Mengetahui pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya
bahan dan alat dari gudang.
3. Kepala Bagian Produksi
Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam
bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi
yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi kepala seksi
proses, kepala seksi pengendalian, dan kepala seksi laboratorium.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
103 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas kasi proses adalah mengawasi jalannya proses produksi dan
bertanggung jawab terhadap kelancaran proses.
Tugas kasi pengendalian adalah mengendalikan laju produksi pabrik sesuai
dengan kebutuhan pasar dan bertanggungjawab terhadap kuantitas hasil
produksi, serta jumlah pemakaian bahan baku dan bahan penunjang lainnya.
Tugas seksi laboratorium, antara lain:
a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu.
b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi.
c. Mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan buangan pabrik.
d. Membuat laporan berkala kepada kepala bagian produksi.
4. Kepala Bagian Teknik
Kepala bagian teknik bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam
bidang peralatan dan utilitas. Kabag teknik membawahi kepala seksi
pemeliharaan, kepala seksi utilitas, dan kepala seksi K3 & Lingkungan.
Tugas kasi pemeliharaan, antara lain:
a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik.
b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik.
Tugas kasi utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas
untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, udara tekan dan tenaga listrik.
Tugas kasi K3 & Lingkungan antara lain:
a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal-hal yang berhubungan
dengan keselamatan kerja.
b. Melindungi pabrik dari resiko kecelakaan kerja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
104 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
5. Kepala Bagian Sumber Daya Manusia
Kepala bagian sumber daya manusia bertanggung jawab kepada direktur SDM
& Umum dalam bidang personalia dan pendidikan. Kabag SDM membawahi
kepala seksi personalia dan kepala seksi pendidikan & pelatihan.
Tugas kasi personalia antara lain:
a. Menciptakan suasana kerja yang baik antara pekerja, pekerjaan, dan
lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya.
b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja
yang tenang dan dinamis.
c. Melaksanakan hal-hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.
Tugas kasi pendidikan & pelatihan adalah mendidik dan melatih karyawan
baru (on the job training) ataupun mahasiswa kerja praktek tentang
perusahaan.
6. Kepala Bagian Umum
Kepala bagian umum bertanggung jawab kepada direktur SDM & umum
dalam bidang hubungan masyarakat, dan pelayanan umum. Kabag umum
membawahi kepala seksi humas dan kepala seksi pelayanan umum.
Kasi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan
masyarakat di luar lingkungan perusahaan, serta menjalin relasi atau kerja
sama dengan instansi lain.
Kasi pelayanan umum bertugas menjaga keamanan dan kebersihan pabrik,
serta memberikan pelayanan umum kepada pegawai.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
105 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik asam benzoat ini direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam
satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan
hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shut down pabrik.
Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu
karyawan shift dan non shift.
5.4.1. Karyawan non shift / harian
Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses
produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf
ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.
Karyawan harian akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu dan libur
pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar, dengan pembagian kerja sebagai berikut:
Jam kerja:
Hari Senin – Kamis : Pukul 08.00 – 16.00
Hari Jum’at : Pukul 08.00 – 17.00
Jam istirahat:
Hari Senin – Kamis : Pukul 12.00 – 13.00
Hari Jum’at : Pukul 11.00 – 13.00
5.4.2. Karyawan Shift
Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses
produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
106 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk
karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian
gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian-bagian yang
harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik.
Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan
pengaturan sebagai berikut:
Shift Pagi : Pukul 07.00 – 15.00
Shift Sore : Pukul 15.00 – 23.00
Shift Malam : Pukul 23.00 – 07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D)
dimana dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok masuk, sehingga ada satu
kelompok yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah,
kelompok yang bertugas tetap harus masuk, akan tetapi dihitung kerja lembur dan
mendapat insentif tambahan. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok
ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut:
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 Pagi A A D D C C B B Sore B B A A D D C C
Malam C C B B A A D D Libur D D C C B B A A
Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor
kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
107 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan
diwajibkan mengisi presensi, presensi juga bisa digunakan oleh pimpinan
perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan
di dalam perusahaan (Djoko, 2003).
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah
Pada pabrik asam benzoat ini sistem upah karyawan berbeda-beda
tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian.
Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut:
1. Karyawan Tetap
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK)
direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan
masa kerjanya.
2. Karyawan Harian
Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan
mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
3. Karyawan Borongan
Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan
ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.
5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji
Jumlah karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua
pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif. Berdasarkan Pergub
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
108 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
Jatim Nomor 81 tahun 2011 tentang Upah Minimum Kab/Kota di Jawa Timur
tahun 2012, untuk Kab Tuban sebesar Rp. 970.000,00 (www.jatimpro5.go.id).
Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua
pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien. Penggolongan jabatan,
jumlah karyawan dan gaji dilampirkan pada Tabel 5.2, sebagai berikut:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
109 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
110 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
111 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
112 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan,
antara lain:
1. Tunjangan
Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan
karyawan yang bersangkutan.
Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang
karyawan.
Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar
jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja.
2. Pakaian Kerja
Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat
pasang.
3. Cuti
Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam
satu tahun.
Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan
keterangan dokter.
Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti
berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah
melahirkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
113 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
4. Pengobatan
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan
oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan.
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan
oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-
undang.
5. Asuransi Tenaga Kerja
Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih
dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00
per bulan (Masud, 1989).
5.8. Manajemen Perusahaan
Manajemen produksi merupakan salah satu bagian dari manajemen
perusahaan yang fungsi utamanya adalah menyelenggarakan semua kegiatan
untuk memproses bahan baku menjadi produk dengan mengatur penggunaan
faktor-faktor produksi sedemikian rupa sehingga proses produksi berjalan sesuai
dengan yang direncanakan.
Manajemen produksi meliputi manajemen perancangan dan pengendalian
produksi. Tujuan perencanaan dan pengendalian produksi mengusahakan
perolehan kualitas produk sesuai target dalam jangka waktu tertentu. Dengan
meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti dengan kegiatan
perencanaan dan pengendalian agar penyimpangan produksi dapat dihindari.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
114 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
Perencanaan sangat erat kaitannya dengan pengendalian dimana
perencanaan merupakan tolak ukur bagi kegiatan operasional sehingga
penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dan selanjutnya dikembalikan pada
arah yang sesuai.
5.8.1. Perencanaan Produksi
Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada direktur
keuangan dan umum. Hal yang perlu dipertimbangkan yaitu faktor internal dan
faktor eksternal. Faktor internal adalah kemampuan pabrik sedangkan faktor
eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap jumlah
produk yang dihasilkan.
Dipengaruhi oleh keandalan dan kemampuan mesin yaitu jam kerja efektif
dan beban yang diterima.
1. Kemampuan Pasar
Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu:
Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik, maka
rencana produksi disusun secara maksimal.
Kemampuan pasar lebih kecil dari kemampuan pabrik.
Ada tiga alternatif yang dapat diambil:
Rencana produksi sesuai kemampuan pasar atau produksi diturunkan
sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung dan
rugi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
115 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan
produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya.
Mencari daerah pemasaran baru.
2. Kemampuan Pabrik
Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor, antara
lain:
Bahan Baku
Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas, maka akan
mencapai jumlah produk yang diinginkan.
Tenaga kerja
Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian, sehingga
diperlukan pelatihan agar kemampuan kerja keterampilannya meningkat
dan sesuai dengan yang diinginkan.
Peralatan (Mesin)
Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan mesin,
yaitu kemampuan mesin dan jam kerja mesin efektif, yakni kemampuan
suatu alat untuk beroperasi pada kapasitas yang diinginkan pada periode
tertentu.
5.8.2. Pengendalian Produksi
Setelah perencanaan produksi disusun dan proses produksi dijalankan,
perlu adanya pengawasan dan pengendalian produksi agar proses berjalan baik.
Kegiatan proses produksi diharapkan menghasilkan produk dengan mutu sesuai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
116 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab V Manajemen Perusahaan
dengan standard dan jumlah produk sesuai dengan rencana dalam jangka waktu
sesuai jadwal.
a. Pengendalian Kualitas
Penyimpangan kualitas terjadi karena mutu bahan baku tidak baik, kerusakan
alat, dan penyimpangan operasi. Hal-hal tersebut dapat diketahui dari monitor
atau hasil analisis laboratorium.
b. Pengendalian Kuantitas
Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan operator, kerusakan mesin,
keterlambatan bahan baku serta perbaikan alat yang terlalu lama.
c. Pengendalian Waktu
Untuk mencapai kuantitas tertentu perlu adanya waktu tertentu pula.
d. Pengendalian Bahan Proses
Bila ingin dicapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan proses
harus mencukupi sehingga diperlukan pengendalian bahan proses agar tidak
terjadi kekurangan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
109
Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji
NO Gol. Jabatan Jumlah Pendidikan Kualifikasi Gaji /bulan 1 I. Direktur Utama 1 Magister Ekonomi / Teknik Kimia S2 pengalaman 10 tahun 50.000.000 2 II. Direktur Produksi 1 Magister Teknik Kimia S2 pengalaman 10 tahun 30.000.000 3 II. Direktur Keuangan dan Umum 1 Magister Ekonomi / Akuntansi S2 pengalaman 10 tahun 30.000.000 4 III. Staf Ahli 3 Sarjana Teknik / Ekonomi S1 pengalaman 5 tahun 20.000.000 5 IV. Litbang 2 Sarjana Teknik / MIPA S1 pengalaman 5 tahun 15.000.000 6 V. Kepala Bagian Produksi 1 Sarjana Teknik Kimia S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 7 V. Kepala Bagian Teknik 1 Sarjana Teknik Kimia / Mesin S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 8 V. Kepala Bagian SDM 1 Sarjana Komunikasi / Psikologi S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 9 V. Kepala Bagian Umum 1 Sarjana Manajemen / Teknik S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 10 V. Kepala Bagian Keuangan 1 Sarjana Ekonomi / Akuntansi S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 11 V. Kepala Bagian Pemasaran 1 Sarjana Ekonomi / Teknik S1 pengalaman 3 tahun 10.000.000 12 VI. Kepala Seksi Proses 1 Sarjana Teknik Kimia S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 13 VI. Kepala Seksi Pengendalian 1 Sarjana Teknik S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 14 VI. Kepala Seksi Laboratorium 1 Sarjana Teknik / MIPA S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 15 VI. Kepala Seksi K3 & Lingkungan 1 Sarjana Teknik Kimia / Lingkungan S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
110
Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji (Sambungan)
NO Gol. Jabatan Jumlah Pendidikan Kualifikasi Gaji /bulan 16 VI. Kepala Seksi Pemeliharaan 1 Sarjana Teknik Mesin S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 17 VI. Kepala Seksi Utilitas 1 Sarjana Teknik Kimia / Mesin S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 18 VI. Kepala Seksi Administrasi 1 Sarjana Ekonomi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 19 VI. Kepala Seksi Akuntansi 1 Sarjana Akuntansi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 20 VI. Kepala Seksi Pembelian 1 Sarjana Ekonomi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 21 VI. Kepala Seksi Penjualan 1 Sarjana Ekonomi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 22 VI. Kepala Seksi Personalia 1 Sarjana Komunikasi / Psikologi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 23 VI. Kepala Seksi Diklat 1 Sarjana Teknik S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 24 VI. Kepala Seksi Humas 1 Sarjana Komunikasi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 25 VI. Kepala Seksi Pelayanan Umum 1 Sarjana Hukum / Psikologi S1 pengalaman 2 tahun 7.500.000 26 VII. Sekretaris 3 Sarjana / Akademi Sekretaris S1/D3 3.500.000 27 VIII. Karyawan Proses 44 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.000.000 28 VIII. Karyawan Pengendalian 8 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 4.000.000 29 VIII. Karyawan Laboratorium 8 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.000.000 30 VIII. Karyawan K3 & Lingkungan 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 4.000.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
111
Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji (Sambungan)
NO Gol. Jabatan Jumlah Pendidikan Kualifikasi Gaji /bulan 31 VIII. Karyawan Pemeliharaan 8 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 4.000.000 32 VIII. Karyawan Utilitas 16 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.000.000 33 VIII. Karyawan Administrasi 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 34 VIII. Karyawan Akuntansi 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 35 VIII. Karyawan Pembelian 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 36 VIII. Karyawan Penjualan 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 37 VIII. Karyawan Personalia 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 38 VIII. Karyawan Diklat 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 39 VIII. Karyawan Humas 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 40 VIII. Karyawan Pelayanan umum 5 Sarjana / Ahli Madya S1/D3 3.500.000 41 VIII. Dokter 2 Sarjana Dokter Umum 7.000.000 42 VIII. Perawat 2 Akademi Keperawatan D3 3.000.000 43 VIII. Sopir dan Pesuruh 8 SLTA / Sederajat SLTA / Sederajat 2.000.000 44 VIII. Petugas Kebersihan dan Keamanan 14 SLTA / Sederajat SLTA / Sederajat 2.000.000 Total 186
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi 117
BAB VI
ANALISA EKONOMI
Pada perancangan pabrik asam benzoat 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 analisis ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik
yang dirancang dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.
6.1. Dasar Perhitungan
Kapasitas produksi : 35.000 ton/tahun
Satu tahun operasi : 330 hari
Pabrik didirikan : 2017
Harga bahan baku toluen : Rp. 10.749,00 / kg
Harga bahan pembantu
Katalis kobalt asetat : US $ 4,85 / kg
Dowtherm A : US $ 4,44 / kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
118 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
Harga produk
Asam benzoat : US $ 1,35 / kg
Benzaldehid : US $ 2,2 / kg
6.2. Penaksiran 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
(Sumber : Peters & Timmerhaus,ed.5, 2003)
Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index 1991 361,30 1992 358,20 1993 359,20 1994 368,10 1995 381,10 1996 381,70 1997 386,50 1998 389,50 1999 390,60 2000 394,10 2001 394,30 2002 390,40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
119 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
Gambar 6-1 Chemical Engineering Cost Index
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan
least square sehingga didapatkan persamaan berikut:
Y = 3,607X – 6823 (6-1)
Tahun 2016 adalah tahun ke 16, sehingga indeks tahun 2016 adalah
448,71. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2016) dan
dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada
masa sekarang digunakan persamaan (Peters & Timmerhaus, 2003) :
Ex = Ey . (6-2)
Ex = Harga pembelian pada tahun 2016
Ey = Harga pembelian pada tahun referensi
Nx = Indeks harga pada tahun 2016
Ny = Indeks harga pada tahun referensi
y = 3,61x - 6823,17 R² = 0,862
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Inde
ks H
arga
Ala
t
Tahun
NyNx
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
120 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)
Asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi :
1. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2017 dan
pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun 2019.
2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.
3. Kapasitas produksi adalah 35.000 ton/tahun.
4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.
5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk
perbaikan alat-alat pabrik.
6. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.
7. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun (kecuali alat-alat tertentu
(umur pompa dan tangki adalah 5 tahun).
8. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol.
9. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik
beroperasi.
10. Upah buruh asing U$ 8,5 per man hour.
11. Upah buruh lokal Rp.20.000,00 per man hour.
12. Satu man hour asing sama dengan dua man hour Indonesia.
13. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.512,00. (Sumber: www.bi.go.id)
14. Semua produk asam benzoat habis terjual.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
121 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
6.3.1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Tabel 6.2 Modal Tetap
No Keterangan US $ Rp. 1. Harga pembelian peralatan 970.554 9.231.911.058 2. Instalasi alat – alat 268.259 2.551.684.139 3. Pemipaan 275.841 2.623.798.368 4. Instrumentasi 263.214 2.503.691.264 5. Isolasi 53.125 505.323.014 6. Listrik 72.536 689.961.235 7. Bangunan 291.166 2.769.573.317 8. Tanah dan perbaikan lahan 3.639.528 34.619.191.106 9. Utilitas 1.126.261 10.712.996.604
Physical Plant Cost 6.960.485 66.208.130.105 10. Engineering & Construction 1.392.097 13.241.626.021
Direct Plant Cost 8.352.582 79.449.756.126 11. Contractor’s fee 334.103 3.177.990.245 12. Contingency 2.088.145 19.862.439.032 Fixed Capital Invesment (FCI) 10.774.830 102.490.185.403
6.3.2. Modal Kerja (Working Capital Investment)
Tabel 6.3 Modal Kerja
No. Jenis US $ Rp. 1. Persediaan bahan baku 3.098.378 29.471.773.147 2. Persediaan bahan dalam proses 1.727.754 16.434.391.719 3. Persediaan Produk 3.455.507 32.868.783.438 4. Extended Credit 4.101.015 39.008.851.724 5. Available Cash 3.455.507 32.868.783.438
Working Capital Investment (WCI) 15.838.161 150.652.583.467
Total Capital Investment (TCI)
= FCI + WCI
= Rp. 253.142.768.869
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
122 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
6.4. Penentuan Manufacturing Cost (TMC)
6.4.1.Direct Manufacturing Cost (DMC)
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. 1. Harga Bahan Baku 35.416.397 336.880.764.438 2. Gaji Pegawai 377.208 3.588.000.000 3. Super6si 208.158 1.980.000.000 4. Maintenance 646.490 6.149.411.124 5. Plant Supplies 96.973 922.411.669 6. Royalty & Patent 570.751 5.428.987.576 7. Utilitas 329.110 3.130.496.874
Direct Manufacturing Cost (DMC) 37.645.087 358.080.071.681
6.4.2. Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp.
1. Payroll Overhead 56.581 538.200.000 2. Laboratory 37.721 358.800.000 3. Plant Overhead 188.604 1.794.000.000 4. Packaging 2.460.609 23.405.311.035
Indirect Manufacturing Cost (IMC) 2.743.515 26.096.311.035
6.4.3. Fixed Manufacturing Cost (FMC)
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. 1. Depresiasi 861.986 8.199.214.832 2. Property Tax 107.748 1.024.901.854 3. Asuransi 107.748 1.024.901.854 Fixed Manufacturing Cost (FMC) 1.077.483 10.249.018.540
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
123 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
Total Manufacturing Cost (TMC)
= DMC + IMC + FMC
= Rp. (358.080.071.681 + 26.096.311.035 + 10.249.018.540)
= Rp. 394.425.401.256
6.5. General Expense (GE)
Tabel 6.7 General Expense
No. Jenis US $ Rp. 1. Administrasi 527.965 5.022.000.000 2. Sales 1.141.503 10.857.975.153 3. Research 1.141.503 10.857.975.153 4. Finance 1.457.233 13.861.198.395 General Expense (GE) 4.268.203 40.599.148.700
Biaya Produksi Total (TPC)
= TMC + GE
= Rp. 394.425.401.256 + Rp. 40.599.148.700
= Rp. 435.024.549.956
6.6. Keuntungan Produksi
Penjualan selama 1 tahun :
Asam benzoat dan benzaldehid = US $ 57.075.143
= Rp. 542.898.757.628
Biaya produksi per tahun = Rp. 435.024.549.956
Keuntungan sebelum pajak = Rp. 107.874.207.672
Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp. 26.968.551.918 (www.pajak.go.id)
Keuntungan setelah pajak = Rp. 80.905.655.754
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
124 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
6.7. Analiasa Kelayakan
1. % Profit on Sales (POS)
POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk
itu sendiri. Besarnya POS pabrik asam benzoat ini adalah :
POS sebelum pajak = 19,87 %
POS setelah pajak = 14,90 %
2. % Return on Investment (ROI)
ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk pabrik
yang tergolong high risk, mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak
sebesar 44 % (Aries, 1954).
ROI sebelum pajak = 105,25 %
ROI setelah pajak = 78,94 %
3. Pay Out Time POT
POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed
Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk
pabrik yang beresiko tinggi sebelum pajak adalah maksimal 2 tahun (Aries,
1954).
POT sebelum pajak = 0,88 tahun
POT setelah pajak = 1,15 tahun
4. Break Event Point (BEP)
BEP adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi
dapat menutupi biaya keseluruhan. Besarnya BEP untuk pabrik asam benzoat
ini adalah 49,96 %
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
125 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
5. Shut Down Point (SDP)
SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost
yang menyebabkan pabrik harus ditutup. Besarnya SDP untuk pabrik asam
benzoat ini adalah 27,91 %
6. Discounted Cash Flow (DCF)
DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh
terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku
di bank. Tingkat bunga kredit di Bank Mandiri adalah 13,5 %
(www.bankmandiri.co.id, 2012). Besarnya DCF yang diperoleh untuk pabrik
asam benzoat ini adalah 40,10 %.
Dari perhitungan diperoleh :
a. Fixed cost (Fa)
- Depreciation = Rp. 8.199.214.832
- Pajak = Rp. 1.024.901.854
- Asuransi = Rp. 1.024.901.854
Total Fixed cost (Fa) = Rp. 10.249.018.540
b. Variable cost (Va)
- Bahan baku = Rp. 336.880.764.438
- Packaging and transport = Rp 23.405.311.035
- Utilities = Rp. 3.130.496.874
- Royalties and patent = Rp. 5.428.987.576
Total Variable cost (Va) = Rp. 368.845.559.923
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
126 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
c. Regulated cost (Ra)
- Labor = Rp. 3.588.000.000
- Payroll overhead = Rp. 538.200.000
- Supervisi = Rp. 1.980.000.000
- Laboratorium = Rp. 358.800.000
- General expense = Rp. 40.599.148.700
- Maintenance = Rp. 6.149.411.124
- Plant supplies = Rp. 922.411.669
- Plant overhead = Rp. 1.794.000.000
Total Regulated cost (Ra) = Rp. 55.929.971.493
d. Sales (Sa) = Rp. 542.898.757.628
Tabel 6.8 Analisis kelayakan
No. Keterangan Perhitungan Batasan
1.
2.
3.
4.
5.
Return On Investment (% ROI)
ROI sebelum pajak
ROI setelah pajak
Pay Out Time (POT)
POT sebelum pajak
POT setelah pajak
Break Even Point (BEP)
Shut Down Point (SDP)
Discounted Cash Flow (DCF)
105,25 %
78,94 %
0,88 tahun
1,15 tahun
49,96 %
27,91 %
40,10 %
min 44 %
(resiko tinggi)
maks. 2 tahun
(resiko tinggi)
40 – 60 %
min. 13,5 % (Bunga kredit
Bank Mandiri)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
127 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
Adapun kurva analisa kelayakan tersebut dapat dilihat pada Gambar 6-2.
Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan
bahwa pendirian pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun layak
dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
128 Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun
Bab VI Analisa Ekonomi
Gambar 6-2 Kurva Analisis Kelayakan