jurusan teknik kimia fakultas teknik …/tugas... · tabel 1.3 kapasitas produksi perusahaan...

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK MELAMIN DARI UREA

DENGAN PROSES BASF

KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

Oleh:

Amiroh Nurlaila Safitri I 0506011

Esmiyatun I 0506020

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user


commit to user

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, hanya karena rahmat

dan ridho-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas

akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Melamin dari Urea dengan Proses

BASF Kapasitas 20.000 Ton / Tahun” ini.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan

baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena

itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi, dan semangat

yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.

2. Wusana Agung Wibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan

Enny Kriswiyanti Artati, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas

bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

3. Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.

4. Enny Kriswiyanti Artanti, S.T., M.T. dan Dwi Ardiana, S.T., M.T. selaku

Pembimbing Akademik.

5. Teman-teman mahasiswa jurusan teknik kimia, FT UNS, khususnya

angkatan 2006

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh

karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang

membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan

pembaca sekalian.

Surakarta, Januari 2012

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ........................................................................................... ii

Kata Pengantar ................................................................................................... iii

Daftar Isi ......................................................................................................... iv

Daftar Tabel ...................................................................................................... v

Daftar Gambar ................................................................................................. i

Intisari .............................................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik .............................................. 1

1.2 Kapasitas Pabrik ...................................................................... 2

1.2.1 Perkiraan Kebutuhan Melamin di Indonesia ................ 2

1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ............................................. 4

1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Berproduksi .............................. 4

1.3 Lokasi Pabrik ........................................................................... 5

1.4 Tinjauan Proses ....................................................................... 7

1.4.1 Macam-macam Proses .................................................. 8

1.4.2 Kegunaan Produk ........................................................ 16

1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ........... 17

1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umun ...................................... 21


commit to user

ix

BAB II DESKRIPSI PROSES........................................................................ 23

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ....................................... 23

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ............................................... 23

2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................ 24

2.2 Konsep Reaksi ......................................................................... 25

2.2.1 Mekanisme Reaksi ....................................................... 25

2.2.2 Kondisi Operasi ............................................................ 29

2.2.3 Tinjauan Termodinamika ............................................. 29

2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi ............................................. 31

2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ............................... 33

2.3.1 Diagram Alir Proses ..................................................... 33

2.3.2 Tahapan Proses ............................................................. 36

2.3.2.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku ......................... 36

2.3.2.2 Tahap Reaksi ................................................... 36

2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk ................................ 37

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................. 39

2.4.1 Neraca Massa Overall ................................................. 39

2.4.2 Neraca Massa Alat ........................................................ 40

2.4.3 Neraca Panas Overall ................................................... 44

2.4.4 Neraca Panas Alat ......................................................... 46

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan .................................................. 52

2.5.1 Lay Out Pabrik.............................................................. 52

2.5.2 Lay Out Peralatan Proses .............................................. 58


commit to user

ix

BAB III SPESIFIKASI ALAT ....................................................................... 51

3.1 Silo .............................................................................................. 61

3.2 Belt conveyor............................................................................... 62

3.3 Screw conveyor .......................................................................... 62

3.4 Bucket elevator ............................................................................ 63

3.5 Melter ......................................................................................... 64

3.6 Tangki ......................................................................................... 65

3.7 Reaktor ....................................................................................... 66

3.8 Desublimer ................................................................................. 66

3.9 Cyclone ....................................................................................... 67

3.10 Scrubber ..................................................................................... 68

3.11 Blower ........................................................................................ 68

3.12 Furnace ...................................................................................... 69

3.13 Heat Exchanger .......................................................................... 70

3.14 Cooler ......................................................................................... 71

3.15 Compressor ................................................................................ 73

3.16 Pompa ......................................................................................... 73

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............ 75

4.1 Unit Pendukung Proses ........................................................... 75

4.1.1 Unit Pengadaan Steam ................................................. 76

4.1.1.1 Perhitungan Kapasitas Boiler ........................ 78

4.1.1.2 Menentukan Luas Penampang Perpindahan Panas..

. ....................................................................... 79


commit to user

ix

4.1.1.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar ........... 80

4.1.1.4 Spesifikasi Boiler ........................................... 80

4.1.2 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air ............................ 81

4.1.2.1 Penyediaan Air ............................................... 81

4.1.2.2 Pengolahan Air ............................................... 83

4.1.2.3 Kebutuhan Air ................................................ 90

4.1.3 Unit Pembangkit Tenaga Listrik .................................. 91

4.1.3.1 Kebutuhan Listrik .......................................... 92

4.1.3.2 Generator ....................................................... 95

4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar .......................................... 96

4.1.5 Unit Penyedia Molten Salt .......................................... 97

4.1.6 Unit Penyedia Udara Tekan ......................................... 98

4.1.7 Unit Pengolahan Limbah ............................................. 99

4.2 Laboratorium ........................................................................... 103

4.2.1 Program Kerja Laboratorium ................................... 103

4.2.2 Alat-alat Utama Laboratorium .................................. 105

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................ 107

5.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 107

5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 108

5.3 Tugas dan Wewenang ............................................................. 112

5.3.1 Pemegang Saham ........................................................ 112

5.3.2 Dewan Komisaris ........................................................ 112

5.3.3 Dewan Direksi ............................................................. 113


commit to user

ix

5.3.4 Staf Ahli ....................................................................... 114

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ..................... 114

5.3.6 Kepala Bagian ............................................................... 115

5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 119

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................ 119

5.4.1 Karyawan Non Shift ..................................................... 120

5.4.2 Karyawan Shift atau Ploog ........................................... 120

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah ......................................... 123

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ............... 124

5.6.1 Penggolongan Jabatan ................................................. 124

5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 124

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan .............................................. 128

BAB VI ANALISIS EKONOMI ..................................................................... 129

6.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 129

6.2 Dasar Perhitungan ................................................................... 131

6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................ 131

6.4 Hasil Perhitungan ................................................................... 133

6.4.1 Fixed Capital Investment (FCI) ................................... 133

6.4.2 Working Capital Investment (WCI) ............................. 134

6.4.3 Total Capital Investment (TCI) .................................. 134

6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 134

6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................ 135


commit to user

ix

6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ............................... 135

6.4.7 Total Manufacturing Cost .......................................... 135

6.4.8 General Expense (GE) ................................................. 135

6.4.9 Total Production Cost (TPC) ...................................... 136

6.4.10 Analisa Kelayakan ....................................................... 139

Daftar Pustaka ................................................................................................. 140

Lampiran


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik kebutuhan melamin tahun 2006-2010 ........................... 3

Gambar 1.2 Peta lokasi perencanaan pembangunan pabrik .......................... 6

Gambar 1.3 Struktur molekul melamin ........................................................ 7

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ............................................................. 34

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ........................................................... 35

Gambar 2.3 Lay Out Pabrik ....................................................................... 57

Gambar 2.4 Lay Out Peralatan Proses .......................................................... 59

Gambar 4.1 Diagram Pengolahan Air ........................................................... 89

Gambar 4.2 Diagram Alir Waste Water Treatment ...................................... 102

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Melamin ......................................... 111

Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ............................................ 130

Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan ........................................................ 139


commit to user

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Melamin Indonesia 2006 – 2010 ................... 3

Tabel 1.2 Pabrik Urea di Indonesia .............................................................. 4

Tabel 1.3 Kapasitas produksi perusahaan melamin di dunia ........................ 5

Tabel 1.4 Perbandingan proses...................................................................... 15

Tabel 1.5 Prosentase penggunaan melamin di beberapa negara.................... 17

Tabel 2.1 Neraca Massa Overall ................................................................... 39

Tabel 2.2 Neraca Massa di Melter................................................................. 40

Tabel 2.3 Neraca Massa di Tangki…............................................................ 40

Tabel 2.4 Neraca Massa di Scrubber……………………………………… 41

Tabel 2.5 Neraca Massa di Purging ( Tee-01 )……………………………. 41

Tabel 2.6 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )……………………….. 42

Tabel 2.7 Neraca Massa di Reaktor………………………………………... 42

Tabel 2.8 Neraca Massa di Desublimer……………………………………. 43

Tabel 2.9 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )……………………….. 43

Tabel 2.10 Neraca Massa di Cyclone………………………………………. 44

Tabel 2.11 Neraca Panas Masuk…………………………………………… 44

Tabel 2.12 Neraca Panas Keluar……………………………………………. 45

Tabel 2.13 Neraca Panas di Melter………………………………………….. 46

Tabel 2.14 Neraca Panas di Tangki…………………………………………. 46

Tabel 2.15 Neraca Panas di Scrubber………………………………………. 47

Tabel 2.16 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-01 )…………………….. 47


commit to user

xi


Tabel 2.18 Neraca Panas di Reaktor………………………………………… 48


Tabel 2.20 Neraca Panas di Furnace……………………………………….. 49

Tabel 2.21 Neraca Panas di Desublimer…………………………………….. 50


Tabel 2.23 Neraca Panas di Cyclone Cooler ( CY-03 )……………………... 51

Tabel 2.24 Neraca Panas di Cyclone Cooler ( CY-03 )……………………... 52

Tabel 2.25 Perincian luas tanah pabrik............................................................ 56

Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin ............................................................... 90

Tabel 4.2 Kebutuhan air total ....................................................................... 91

Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk proses ..................................................... 92

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk pengolahan air ........................................ 93

Tabel 4.5 Kebutuhan listrik untuk penerangan ............................................. 94

Tabel 4.6 Total kebutuhan listrik .................................................................. 95

Tabel 4.7 Total Kebutuhan Bahan Bakar ...................................................... 97

Tabel 5.1 Jadwal pembagian kelompok shift ................................................ 122

Tabel 5.2 Jumlah karyawan menurut jabatannya .......................................... 125

Tabel 5.3 Perincian golongan dan gaji karyawan ......................................... 127

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ......................................................................... 130

Tabel 6.2 Fixed Capital Investment (FCI)..................................................... 133

Tabel 6.3 Working Capital investment ......................................................... 134

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost ........................................................... 134


commit to user

xii

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 135

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost …........................................................ 136

Tabel 6.7 General Expense............................................................................ 136

Tabel 6.8 Analisa kelayakan ......................................................................... 138


commit to user

Prarancangan Pabrik Melamin dari Urea dengan proses BASF Kapasitas 20.000 ton/tahun

PENDAHULUAN

1

I

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Pada saat ini pemerintah Indonesia sedang melakukan pengembangan

dalam berbagai bidang industri. Salah satunya dengan cara memenuhi kebutuhan

bahan-bahan industri melalui pendirian pabrik-pabrik industri kimia.

Jumlah dan macam industri yang belum dapat dipenuhi sendiri cukup

banyak dan biasanya diperoleh dengan cara mengimpor dari negara lain. Salah

satu bahan yang diimpor dalam jumlah banyak adalah melamin.

Melamin adalah salah satu bahan yang dihasilkan oleh industri petrokimia

dengan rumus C3H6N6 juga dikenal dengan nama 2-4-6 triamino 1-3-5 triazine.

Senyawa ini berbentuk kristal monocyclic berwarna putih. Melamin diantaranya

digunakan sebagai bahan baku pembuatan melamin resin, bahan sintesa organik,

bahan pencampur cat, pelapis kertas, tekstil, leather tanning dan lain-lain. Bahan

baku yang digunakan pada proses pembuatan melamin adalah urea dan campuran

amonia karbon dioksida sebagai fluidizing gas dengan katalis alumina.

Melihat kebutuhan melamin pada masa sekarang ini, seiring dengan

industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian pabrik

melamin dirasa sangat perlu. Hal ini bertujuan untuk mengantisipasi permintaan

didalam negeri, mengurangi impor melamin dan membuka lapangan kerja baru.


commit to user


PENDAHULUAN

2

I

1.2 Kapasitas Pabrik

Penentuan kapasitas pabrik melamin dengan pertimbangan pertimbangan

sebagai berikut :

1.2.1 Perkiraan kebutuhan melamin di Indonesia

Berkembangnya industri-industri pemakai melamin di Indonesia, seperti

Industri moulding, industri adhesive, industri surface coating menyebabkan

kebutuhan melamin di Indonesia semakin meningkat. Saat ini Indonesia memiliki

dua pabrik yang memproduksi melamin yaitu :

1. PT. Sri Melamin Rejeki (SMR)

PT SMR mulai berproduksi pada tahun 1994 dengan kapasitas 20.000 ton/

tahun. Pabrik ini mendapat pasokan bahan baku dari PT pupuk Sriwijaya

Palembang dan menggunakan proses BASF.

2. PT DSM Kaltim Melamin

PT DSM Kaltim Melamin mulai beroperasi pada tahun 1996, sebagai hasil

joint venture antara Pupuk Kalimantan Timur Tbk dengan DSM Holland

dengan proses stamycarbon ( DSM ). Kapasitas design pabrik ini 40.000 ton/

tahun dan telah dinaikkan menjadi 50.000 ton / tahun.

Kebutuhan melamin yang belum terpenuhi oleh produksi dalam negeri,

diimpor dari negara lain. Data-data produksi dan impor melamin Indonesia dari

tahun 2006 sampai tahun 2010 disajikan pada tabel 1.1.


commit to user


PENDAHULUAN

3

I

Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Melamin Indonesia 2006 – 2010.

No Tahun Impor ( kg )

1. 2006 6.673.574

2. 2007 4.679.408

3. 2008 6.992.332

4. 2009 9.320.419

5. 2010 12.668.866

Sumber : BPS Indonesia , 2011

Pabrik melamin ini direncanakan beroperasi pada tahun 2016.

Perkiraan kebutuhan impor pada tahun tersebut dapat dilihat dengan

perhitungan menggunakan regresi linier data dari Tabel 1.1.

Hasil regresi terlihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Grafik kebutuhan melamin tahun 2006 -2010

Dari gambar 1.1 di atas, diperoleh rumus regresi linier :

y = 2.106x – 3.106

dengan y : kebutuhan impor ( kg/tahun )

x : tahun

y = 2.106x – 3.106


commit to user


PENDAHULUAN

4

I

Total kebutuhan melamin pada tahun 2016 dihitung dengan menggunakan

rumus regresi dan diperoleh bahwa kebutuhan melamin pada tahun tersebut

sebanyak 25.000 ton/tahun.

1.2.2 Ketersediaan bahan baku

Bahan baku pembuatan melamin berupa urea, dapat dipenuhi dari dalam

negeri dimana produksi urea di Indonesia cukup besar. Hal ini dapat dilihat dari

perkembangan produksi urea di Indonesia yang mengalami peningkatan setiap

tahunnya dan telah diekspor dalam jumlah yang besar. Pabrik – pabrik urea yang

ada di Indonesia ditunjukkan pada tabel 1.2.

Tabel 1.2 Pabrik Urea di Indonesia

No. Nama Pabrik Lokasi Kapasitas ( ton/th )

1. PT Pupuk Sriwijaya Palembang, SumSel 2.262.000

2. PT Pupuk Iskandar Muda Lhokseumawe, NAD 1.140.000

3. PT Petrokimia Gresik Gresik, Jawa Timur 460.000

4. PT Pupuk Kujang Cikampek, Jawa Barat 1.140.000

5. PT Pupuk Kaltim Bontang, Kaltim 2.980.000

1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Berproduksi

Dari data yang ada pada Ullman’s Encyclopedia of Industry Chemistry,

menunjukkan bahwa kapasitas pabrik melamin yang ada di dunia berkisar antara

10.000-90.000 ton / tahun. Tabel 1.3 menunjukkan beberapa diantara produsen

melamin yang telah yang telah beroperasi di dunia.


commit to user


PENDAHULUAN

5

I

Table 1.3 Kapasitas produksi perusahaan melamin di dunia

Negara Perusahaan Kapasitas (ton/tahun)

Fed. Rep. Germany BASF 42.000

Netherland DSM 90.000

Austria Chemie Linz 47.000

Italy Ausind 28.000

Prancis Norsolor 15.000

Polandia Polimex Cekop 28.000

Rumania Romchim 12.000

Soviet Union Techmashimport 10.000

Japan Mitsui Toatsu 38.000

Taiwan Taiwan Fertilizer 10.000

Sumber : Ullman’s 6th edition, 2002

Kapasitas pabrik yang akan didirikan harus berada di atas kapasitas

minimal atau sama dengan kapasitas pabrik yang sedang berjalan (Meyers, 1960).

Berdasarkan data kebutuhan dalam negeri, ketersediaan bahan baku dan referensi

kapasitas pabrik melamin yang sudah ada maka untuk perancangan awal pabrik

melamin ini ditetapkan dengan kapasitas 20.000 ton/tahun.

1.3 Lokasi Pabrik

Lokasi yang dipilih untuk pendirian pabrik melamin ini adalah daerah

kawasan industri Cikampek, Jawa Barat. Peta lokasi tersebut dapat dilihat pada

gambar 1. 2.


commit to user


PENDAHULUAN

6

I

Gambar 1. 2 Peta lokasi perencanaan pembangunan pabrik

Pemilihan lokasi ini berdasarkan pada beberapa faktor :

1. Penyediaan bahan baku

Bahan baku pembuatan melamin adalah urea yang kebutuhannya didapat dari

PT. Pupuk Kujang yang berada di daerah Cikampek, Jawa Barat.

2. Daerah Pemasaran

Industri pemakai produk Melamin di pulau jawa, seperti Jawa Timur, Jawa

Barat, dan Jawa Tengah, DKI Jakarta sebagai contoh PT Arjuna Karya Utama,

PT Aica Indonesia, PT Perstorp Bumi Raya, dan lain-lain.

3. Penyediaan bahan bakar dan energi

Daerah Cikampek merupakan kawasan industri sehingga penyediaan bahan

bakar dan energi dapat dipenuhi dengan baik.

4. Penyediaan Air

Kebutuhan air untuk proses produksi dapat diperoleh dari sumber air Sungai

Parungkadali dan sungai Cikao.

Lokasi pendirian

pabrik


commit to user


PENDAHULUAN

7

I

N

N N

NH2H2N

NH2

5. Transportasi

Sarana transportasi darat di daerah Cikampek sangat memadai karena

tersedianya jalan raya dan rel atau jalur kereta api. Disamping itu dekat

dengan pelabuhan laut untuk keperluan transportasi laut.

6. Tenaga kerja

Kawasan Cikampek berlokasi tidak jauh dari wilayah Jabotabek yang sarat

dengan lembaga pendidikan formal sehingga memiliki potensi tenaga ahli

maupun non ahli baik dari segi kualitas maupun kuantitas.

7. Karakterisasi lokasi

Daerah Cikampek merupakan kawasan industri sehingga untuk pendirian

suatu pabrik akan lebih mudah.

1.4 Tinjauan Proses

Menurut Ullman’s Encyclopedia of Industry Chemistry ( 2002 ), melamin

pertama kali dipelajari oleh Leibig pada tahun 1834. Pada saat itu Leibig

mendapatkan melamin dari proses fusi antara potasium thiosianat dengan

amonium klorida. Kemudian di tahun 1885 A.W Von Hoffman mempublikasikan

struktur molekul melamin, tampak pada gambar 1.3 :

Gambar 1.3 Struktur Molekul Melamin


commit to user


PENDAHULUAN

8

I

Kurang dari 100 tahun kemudian, ditemukan aplikasi industri produksi

resin melamin – formaldehid. Pabrik pertama beroperasi pada akhir tahun 1930.

Sejak itu melamin menjadi komoditas bahan kimia penting yang mengalami

peningkatan.

Pada sekitar tahun 1960, melamin diproduksi dari dicyanamid. Proses ini

berlangsung didalam autoclave pada tekanan 10 Mpa dan suhu 4000C dengan

adanya gas amoniak, sesuai persamaan reaksi

3 H2NC(NH)NHCN 2 C3N6H6 .................................................. ( 1.1 )

dicyanamid melamin

Pada awal 1940, Mackay menemukan bahwa melamin juga bisa disintesa

dari urea pada suhu 400 0C dengan atau tanpa katalis. Sejak saat itu melamin

mulai diproduksi dari bahan baku urea. Dan penggunaan dicyanamid sebagai

bahan baku dihentikan pada akhir dekade 1960.

1.4.1 Macam-Macam Proses

Melamin dapat disintesa dari urea pada suhu 350 – 400 0C dengan

persamaan reaksi sebagai berikut:

6 H2N – CO – NH2 C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 .................. ( 1.2 )

urea melamin amoniak karbondioksida

Reaksinya bersifat endotermis membutuhkan 629 KJ per mol melamin. Secara

garis besar proses pembuatan melamin dapat diklasifikasikan menjadi 2 :

1. Proses tekanan rendah dengan menggunakan katalis.

2. Proses tekanan tinggi (³8 Mpa) tanpa menggunakan katalis.


commit to user


PENDAHULUAN

9

I

Masing-masing proses terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap sintesa, recovery dan

pemurnian melamin serta pengolahan gas buang.

1. Proses Tekanan Rendah dengan Menggunakan Katalis.

Proses tekanan rendah dengan katalis menggunakan reaktor fluidized bed

pada tekanan atmosferik sampai 1 Mpa pada suhu 390 – 410 0C. Sebagai

fluidizing gas digunakan amoniak murni atau campuran antara amoniak dan

karbondioksida yang terbentuk selama reaksi.. Katalis yang digunakan yaitu silika

dan alumina.

Melamin meninggalkan reaktor berupa gas bersama dengan fluidizing gas.

Kemudian dipisahkan dari amonia dan karbondioksida dengan quenching gas

atau menggunakan air (yang diikuti dengan kristalisasi) atau sublimasi.

Pada proses menggunakan katalis, langkah pertama adalah dekomposisi urea

menjadi asam isocyanat dan amonia kemudian diubah menjadi melamin.

Mekanisme Reaksi :

6 (NH2)2CO 6 NH=C=O + 6 NH3 DH = 984kj / mol ........( 1.3 )

6 NH=C=O C3N3(NH2)3 + 3 CO2 DH = -355 kj / mol ......( 1.4 )

6 (NH2)2CO C3N3(NH2)3 + 6 NH3 DH = 629 kj / mol .......( 1.5 )

Yield yang diperoleh adalah 90 – 95 %. Ada 4 proses pada tekanan rendah yaitu:

a. Proses BASF (Badische Anilin and Soda Fabrik)

Pada proses ini menggunakan reaktor satu stage, dimana lelehan

urea diumpankan ke fluidized bed reactor pada suhu 395 - 400 0C pada

tekanan atmosferik. Katalis yang digunakan adalah alumina dengan fluidizing


commit to user


PENDAHULUAN

10

I

gas berupa amonia dan karbondioksida. Suhu reaktor dijaga dengan

mensirkulasi lelehan garam dengan menggunakan koil pemanas. Produk yang

keluar dari reaktor berupa gas terdiri dari campuran melamin, urea yang tidak

bereaksi, biuret, amonia dan karbondioksida. Katalis yang terbawa aliran gas

ditahan pada siklon separator dalam reaktor. Campuran gas tersebut

didinginkan dalam cooler sampai temperatur dew point campuran gas produk.

Campuran gas kemudian masuk desublimer lalu bercampur dengan

off gas yang telah direcycle pada temperatur 140 0C hingga berbentuk kristal

melamin. Lebih dari 98 % melamin dapat mengkristal. Kristal melamin yang

dihasilkan dipisahkan dari campuran gas dengan menggunakan siklon. Gas

recycle dari siklon dialirkan ke scrubber atau washing tower untuk mengambil

urea yang tidak beraksi, dan gas digunakan sebagai fluidizing gas pada reaktor

dan media pendingin pada desublimer. Proses ini dapat menghasilkan

melamin dengan kemurnian 99,9 %.

b. Proses Chemie linz

Proses ini ada dua tahap, tahap pertama yaitu molten urea

terdekomposisi dalam fluidized sand bed reactor sehingga menjadi amonia

dan asam isocyanic pada kondisi suhu 350 0C dan tekanan 0,35 Mpa. Amonia

digunakan sebagai fluidizing gas. Panas yang dibutuhkan untuk dekomposisi

disuplai ke reaktor oleh lelehan garam panas yang disirkulasi melalui koil

pemanas. Aliran gas kemudian diumpankan ke fixed bed reactor dimana asam

isocyanic dikonversi menjadi melamin pada suhu 450 0C dan tekanan

mendekati tekanan atmosfer. Melamin dipisahkan dari hasil reaksi yang


commit to user


PENDAHULUAN

11

I

berupa fase gas melalui quenching dengan menggunakan air mother liquor

yang berasal dari centrifuge. Quencher didesain khusus agar dapat bekerja

dengan cepat sehingga mencegah hidrolisis melamin menjadi ammelide dan

ammeline. Suspensi melamin dari quencer didinginkan lalu dikristalisasi

menjadi melamin. Setelah di centrifuge, kristal dikeringkan dan dimasukkan

ke penyimpanan.

c. Proses Stamicarbon

Seperti pada proses BASF, proses DSM Stamicarbon

menggunakan reaktor satu stage. Proses berlangsung pada tekanan 0,7 Mpa,

dengan fluidizing gas berupa amonia murni. Katalis yang digunakan berupa

alumina dan silika.

Lelehan urea diumpankan kedalam reaktor bagian bawah. Katalis

silika alumina difluidisasi oleh amonia yang masuk ke reaktor bagian bawah

dari reaktor fluidized bed. Reaksi dijaga pada suhu 400 0C dengan

mensirkulasi lelehan garam melewati koil pemanas dalam bed katalis.

Melamin yang terkandung dalam campuran zat keluaran reaktor

kemudian di quencing. Pertama dalam quench cooler kemudian dalam

scrubber untuk di scrub dengan mother liquor dari centrifuge. Dari scrubber,

suspensi melamin dialirkan kedalam kolom KO drum dimana sebagian dari

amonia dan CO2 terlarut dalam suspensi dipisahkan, lalu campuran gas ini

dialirkan ke absorber dan akan membentuk amonium karbamat dari KO

drum kemudian produk dialirkan ke mixing vessel dan dicampur dengan

karbon aktif. Kemudian dimasukkan dalam precoat filter kemudian airnya


commit to user


PENDAHULUAN

12

I

diuapkan didalam evaporator, kemudian dikristaliser dan pemisahan dari

mother liquornya oleh centrifuge.

d. Proses Osterreichische Stickstoffwerke ( OSW )

Dalam proses ini dibagi menjasi 2 tahapan yaitu :

1. Terdekomposisinya urea dalam reaktor unggun terfluidisasi ( fluidized bed

reaktor ).

2. Terbentuknya melamin dalam fixed bed catalytic reaktor.

Urea yang digunakan dalam pembuatan melamin berbentuk butiran – butiran

kecil ( prilled urea ) dengan kemurnian 99,3%.

2. Proses Tekanan Tinggi Tanpa Menggunakan Katalis

Reaksi yang terjadi pada tekanan tinggi dengan tekanan lebih dari 7 Mpa

dan suhu yang digunakan lebih dari 370 0C.

Secara umum, lelehan urea dimasukkan dalam reaktor menjadi campuran

lelehan urea dan melamin. Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian

>94 %. Panas yang dibutuhkan untuk reaksi disuplai dengan electric heater atau

sistem heat transfer dengan menggunakan lelehan garam panas.

Mekanisme reaksi yang terjadi sebagai berikut :

3 (NH2)2CO 3 HOCN + 3 NH3 ......................................... . ( 1.6 )

urea cyanic acid

3 HOCN (NCOH)3 ........................................................ ( 1.7 )

cyanuric acid

(NCOH)3 + 3 NH3 C3N3(NH2)3+ 3 H2O ...................................... ( 1.8 )

melamin


commit to user


PENDAHULUAN

13

I

3 (NH2)2CO + 3 H2O 6 NH3 + 3 CO2 ............................................... ( 1.9 )

6 (NH2)2CO C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 ...................... ( 1.10 )

Pada proses dengan tekanan tinggi dikenal ada 3 macam proses, yaitu :

a. Proses Melamin Chemical Process

Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian 96 – 99,5 %. Molten

urea yang dikonversi menjadi melamin dalam reaktor tubuler pada suhu 370

– 425 0C dan teakanan 11 – 15 Mpa, liquid melamin dipisahkan dari off gas

dalam gas separator dimana produk melamin akan terkumpul dibagian

bawah. Produk yang keluar diquencing dengan NH3 cair pada unit pendingin,

konversi yang dihasilkan adalah 99,5 %. Molten urea diumpankan ke reaktor

pada suhu 1500C. Campuran hasil reaksi meninggalkan reaktor masuk ke

quencher kemudian diquenching dengan amonia cair dan CO2 untuk

mengendapkan melamin. Amonia dan CO2 terpisah dibagian atas quencher

direcycle ke pabrik urea.

b. Proses Montedison

Proses ini berlangsung pada suhu 370 0C dan tekanan 7 Mpa.Panas reaksi

disuplai dengan sistem pemanasan menggunakan lelehan garam. Hasil reaksi

yang dihasilkan kemudian diquencing dengan amonia cair dan CO2 untuk

mengendapkan melamin, sedangkan gas CO2 dan NH3 direcycle ke pabrik

urea.

c. Proses Nissan

Proses Nissan berlangsung pada suhu 400 0C dan tekanan 10 Mpa. Produk

melamin yang dihasilkan didinginkan dan diturunkan tekanannya dengan


commit to user


PENDAHULUAN

14

I

larutan amonia, setelah melalui proses pemisahan produk melamin

dikeringkan dengan prilling sehingga diperoleh melamin serbuk.

( Ullman’s, 2002 )

Dari beberapa proses di atas, diperoleh perbandingan proses yang tertera

dalam tabel 1.4.


commit to user


PENDAHULUAN

15

I


commit to user


PENDAHULUAN

16

I

Dari tabel 1.4 di atas, dipilih proses BASF dalam memproduksi melamin

untuk pra rancangan pabrik ini. Karena proses BASF ini menghasilkan kemurnian

yang tinggi dengan kondisi operasi pada tekanan rendah

1.4.2 Kegunaan Produk

Kegunaan melamin diantaranya adalah digunakan sebagai bahan baku

pembuatan melamin resin, bahan sintesa organik, leather tanning, dan lain-lain.

Berikut beberapa sektor industri yang menggunakan bahan baku melamin.

1. Industri adhesive, merupakan industri yang memproduksi adhesive untuk

keperluan industri woodworking seperti industri plywood, industri

blackboard, industri particleboard.

2. Industri moulding, yang merupakan industri yang diantaranya menghasikan

alat keperluan rumah tangga.

3. Industri surface coating, yakni industri yang menghasilkan cat, thinner,

dempul.

4. Industri laminasi, yaitu industri yang menghasilkan furniture.

Sebagai gambaran, pada tabel 1.5 dibawah ini adalah prosentase

penggunaan melamin dibeberapa negara maju di dunia.


commit to user


PENDAHULUAN

17

I

Tabel 1.5 Prosentase penggunaan melamin di beberapa negara

Kegunaan Eropa Amerika Serikat Jepang

Laminasi 47% 35% 6%

Glue, adhesive 25% 4% 62%

Industri moulding 9% 9% 16%

Coating 8% 39% 12%

Kertas dan tekstil 11% 5% 3%

Lain – lain - 8% 1%

Jumlah 100% 100% 100%

Sumber : Ullman’s 6th edition, 2002

1.4.3 Sifat fisis dan kimia bahan baku dan produk

1. Sifat fisis dan kimia bahan baku.

Ø Sifat fisis urea :

ª Rumus molekul : NH2CONH2

ª Berat molekul : 60,06 g/mol

ª Titik leleh : 132,7 0C

ª Titik didih : 195 0C

ª Bentuk : Prill

ª Density : 1,32 g/cc

ª Bulk density : 0,74 g/cc

ª Spesific gravity : 1,335

ª Energi Bebas Pembentukan (25oC) : -42,120 cal/g mol


commit to user


PENDAHULUAN

18

I

ª Panas Pembentukan : 60 cal/g, endotermik

ª Panas larutan, dalam air : 58 cal/g, endotermik

ª Panas kristalisasi : 110 cal/g, eksotermik

ª 70% densitas bulk larutan urea : 0,74 g/cm2

Sifat fisis urea melt pada suhu 135 oC ( Ullman’s , 2002 ) :

ª Densitas : 1247 kg/m3

ª Volume molecular : 48.16 m3/kmol

ª Viskositas kinematik : 2,42 x 10-6 m2/s

ª Kapasitas panas molar : 135,2 J/mol K

ª Kapasitas panas spesific : 2.25 kJ/kg K

ª Surface Tension : 66,3 x 10-3 N/m

Ø Sifat kimia urea :

ª Pada tekanan rendah dan temperatur tinggi urea akan menjadi biuret

2CO(NH2)2 NH2CONHCONH2 ....................................... ( 1.11 )

ª Bereaksi dengan formaldehid membentuk monometilourea dan dimetilourea

tergantung dari perbandingan urea dan formaldehid

ª Pada tekanan vakum dan suhu 180 – 190 0C akan menyublim menjadi

amonium cyanat (NH4OCN)

ª Pada tekanan tinggi dan adanya amonia akan merubah menjadi cyanic acid

dan cynuric acid

3 (NH2)2CO 3 HOCN + 3 NH3 ....................................... ( 1.12 )


commit to user


PENDAHULUAN

19

I

3 HOCN (NCOH)3 ...................................................... ( 1.13 )

ª Dalam amonia cair akan membentuk urea-amonia CO(NH2)2, NH2, yang

terdekomposisi pada suhu diatas 45 0C.

2. Sifat fisis dan kimia produk

v Sifat fisis melamin ( Ullman’s , 2002 ) :

ª Rumus molekul : C3N6H6

ª Berat molekul : 126,13 g/mol

ª Titik leleh : 345 0C

ª Panas pembentukan (250C) : 71,72 kJ/mol

ª Panas pembakaran (25 0C) : -1976 kJ/mol

ª Panas sublimasi (25 0C) : -121 kJ/mol

ª Density : 1,573 g/cm3

ª Kapasitas panas (Cp)

- Pada 273 –353 0K : 1470 J kg-1 K-1

- Pada 300 – 450 0K : 1630 J kg-1 K-1

- Pada 300 – 550 0K : 1720 J kg-1 K-1

ª Kelarutan dalam suhu 300 0C dalam gr/100 ml pada :

- Etanol : 0,06 g/100 cc

- Aceton : 0,03 g/100 cc

- Air : 0,5 g/100 cc

ª Entropi (25 0C) : 149 J K-1 mol-1

ª Energi gibs (25 0C) : 177 kJ/mol

ª Entropi pembentukan (25 0C) : -835 J K-1mol-1


commit to user


PENDAHULUAN

20

I

ª Temperatur kritis : 905,56 0C

ª Tekanan kritis : 99,47 atm

v Sifat kimia melamin :

Ø Hidrolisa dengan basa, jika direaksikan dengan NaOH akan membentuk

ammeline/ ammelide

Ø Pembentukan garam

Melamin adalah basa lemah yang akan membentuk garam jika bereaksi

dengan asam organik maupun anorganik. Dimana kelarutan garam melamin

tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan melamin bebas.

Ø Reaksi dengan aldehid, melamin bereaksi dengan aldehid membentuk

bermacam-macam produk yang paling penting adalah reaksi dengan

formaldehid membentuk resin.

Me(NH2)3 +6 CH2O Me(N(CH2OH)2)3 ............................. ( 1.14 )

Me adalah molekul melamin dimana semua atom hidrogen yang ada pada

melamin diganti dengan gugus methylol dan menghasilkan produk dari

Monomethylol sampai hexamethylol melamine. Methylolmelamine sedikit

larut dalam sebagian besar solven dan sangat tidak stabil karena diikuti oleh

reaksi resinifikasi/ kondensasi.

Reaksi :

MeNHCH2OH + H2N-Me MeNHCH2NHMe + H2O ................. ( 1.15 )

2 MeNHCH2OH MeNHNH2OCH2NHMe + H2O ................... ( 1.16 )


commit to user


PENDAHULUAN

21

I

Pada kondensasi melamin produk mempunyi sifat khusus yaitu tahan terhadap

panas dan air yang baik.

Ø Acylasi

Acylasi melamin dapat terjadi dengan sejumlah anhydrid melalui tahap triacyl

Ø Reaksi dengan amine

Substitusi melamin dengan gugus alkil pada atom H yang menempel pada

gugus N dapat terjadi seperti pada reaksi dibawah ini :

(C3H3)(NH2)3 + RNH2 NH3 + R(C3H3)(NH2)2 ...................... ( 1.17 )

Ø Klorinasi

Klorinasi melamin yang terjadi cenderung mengganti semua atom hidrogen.

Air yang dihasilkan pada reaksi akan menghidrolisa menghasilkan nitrogen

triklorida yang berbahaya pada proses klorinasi, melamin stabil ketika

kondisinya kering.

1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum

Proses pembuatan melamin dari urea dengan proses BASF ini

menggunakan reaktor fluidized bed pada suhu 395 0C dan tekanan 2 atm. Sebelum

masuk ke unit reaksi, bahan baku yang berupa urea prill dilelehkan terlebih dahulu

dan masuk ke dalam reaktor berwujud lelehan. Katalis yang digunakan adalah

alumina, sedangkan untuk media fluidisasi digunakan recycle gas yang telah

dipanaskan sampai suhu 400 0C. Urea akan menguap secara spontan dan terjadi

reaksi sebagai berikut :

6 (NH3)2CO (g) C3N3(NH2)3(g) + 6 NH3 (g) + 3 CO2 (g) ....................... ( 1.18 )

Urea Melamin Amoniak Karbondioksida


commit to user


PENDAHULUAN

22

I

Yield dari reaksi di atas adalah 95 %. Gas melamin, urea yang tidak bereaksi,

amonia dan karbondioksida yang terbentuk keluar reaktor secara bersama-sama.

Bersamaan dengan itu, keluar pula biuret yang merupakan zat yang terkandung

dalam urea dan bersifat inert dalam reaksi ini. Selama reaksi berlangsung, tidak

ada penambahan katalis,karena deaktivasi katalis terjadi selama 3 tahun.

Produk yang berupa campuran gas kemudian didinginkan sampai suhu 200

0C, dimana suhu dijaga konstan dengan menambahkan recycle off gas yang

bersuhu 130 0C sebagai pendingin. Proses pendinginan bertujuan untuk

mengkristalkan melamin sedangkan urea yang tidak bereaksi dan biuret masih

dalam bentuk gas. Kemudian kristal melamin dan gas-gas hasil reaksi dipisahkan

dalam separator, sehingga diperoleh produk melamin dengan kemurnian tinggi.

Gas-gas hasil reaksi diproses kembali untuk mendapatkan urea, sedangkan gas

karbondioksida dan amoniak digunakan sebagai media fluidisasi dan sebagai

media pendingin.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

23

II

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku

a. Urea

Urea diperoleh dari PT Pupuk Kujang, dengan spesifikasi sebagai berikut :

¨ Wujud : padat, berbentuk prill

¨ Ukuran butiran : 1-3,35 mm 97%

¨ Kemurnian minimum : 99 % berat

¨ H2O maksimum : 0,5 % berat

¨ Biuret maksimum : 0,5 % berat

¨ Kadar Nitrogen : 46 %

¨ Warna maksimum : 15 APHA

¨ Titik leleh : 132 0C

¨ NH3 bebas maksimum : 150 ppm

¨ Turbidity : 20 APHA

b. Katalis alumina

Katalis alumina diperoleh dari Qingdao Wish Chemicals Co.,Ltd

dengan spesifikasi :

¨ Wujud : Padat

¨ Surface area : 175 m2/g


commit to user


DESKRIPSI PROSES

24

II

¨ Bentuk partikel : bola

¨ Diameter : 0,14 cm

¨ Bulk density : 413,088 kg/m3

¨ Porositas : 0,45

¨ Volume pori : 0,3888 cc/ g partikel

2.1.2 Spesifikasi Produk

Melamin

Spesifikasi melamin di pasaran adalah sebagai berikut:

¨ Wujud : Padat

¨ Bentuk : Kristal putih

¨ Kemurnian : 99,8% (min)

¨ Moisture : 0,1% (max)

¨ Ash : 0,03 (max)

¨ Urea maksimum : 0,05%

¨ Biuret maksimum : 0,05%

¨ Nilai pH : 7,5 – 9,5

¨ Bulk density : 423,088 kg/m3

¨ Ukuran partikel : 15 – 100 mikron

¨ Warna maksimum : 20 APHA

¨ Tidak higroskopis


commit to user


DESKRIPSI PROSES

25

II

2.2 Konsep Proses

2.2.1 Mekanisme Reaksi

Melamin dapat dibuat dari urea pada suhu 390 – 410 0C yang merupakan

reaksi dekomposisi urea.

6 H2N – CO – NH2 C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2 ..................... ( 2.1 )

Urea Melamin Amoniak Karbon dioksida

Reaksi pembentukan melamin dari urea melalui dua tahap reaksi. Tahap

pertama yaitu dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia, tahap kedua

asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida. Pada proses ini

digunakan katalis alumina (Al2O3).

Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :

1. Dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia

6 (NH2)2CO (g) 6 NH = C =O (g) + 6 NH3 (g) ........................................ ( 2.2 )

2. Asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida

6 NH = C = O C3N3(NH2)3 (g) + 3 CO2 (g) ......................................... ( 2.3 )

6 (NH2)2CO (g) C3N3(NH2)3 (g) + 6 NH3 (g) + 3 CO2 (g) ......................... ( 2.4 )

Reaksi tersebut berlangsung pada fasa gas dengan bantuan katalis berfase padat.

Yield yang diperoleh sebesar 95 %.

Mekanisme reaksi katalitik dituliskan :

A à B + C

B à D + E


commit to user


DESKRIPSI PROSES

26

II

Keterangan :

A = urea

B = asam isocyanat

C = amonia

D = melamin

E = karbon dioksida

Cv = konsentrasi di puncak kosong katalis

Ct = konsentrasi di puncak aktif katalis

1. Adsorbsi 瘸十. ↔ 瘸.

辊囊嘘㸨囊足官霹固剖石披茸乳匹前卒 ................................................................................... ( 1 )

2. Reaksi permukaan 瘸. ↔ 顾. + C 辊挠嘘㸨挠足固霹ú石披蓉乳ノ篇荣匹潜卒 ................................................................................. ( 2 )

3. Reaksi permukaan

顾. ↔ . + E 辊脑嘘㸨脑足固批ú石披融乳ノ篇熔匹遣卒 ................................................................................ ( 3 )


commit to user


DESKRIPSI PROSES

27

II

4. Desorbsi

.↔ 十. 辊恼嘘㸨恼足固劈ú石披扫ノ篇融匹浅卒 .................................................................................. ( 4 )

Persamaan 1, 3, dan 4 sangat cepat, sehingga :

㸨囊≫ 破前瓶前嘘 0 → 固霹ú嘘官霹固剖乖囊 .................................................................................... ( 5 )

㸨脑≫ 破遣瓶遣嘘 0 → 固批ú嘘披融乳篇熔匹遣 ....................................................................................... ( 6 )

㸨恼≫ 破浅瓶浅嘘 0 → 固劈ú嘘披褥篇融匹浅 ........................................................................................ ( 7 )

Persamaan 5, 6, dan 7 dimasukkan ke persamaan 2

辊挠嘘㸨挠释官霹固剖乖囊石固劈ú官琵官披乖挠乖脑恃嘘㸨挠释官霹固剖乖囊石官劈固剖官琵官披乖挠乖脑乖恼恃嘘㸨挠乖囊固剖释官霹石官劈官琵官披乖囊乖挠乖脑乖恼恃官劈 tidak ada saat awal reaksi à 官劈嘘 0

Sehingga persamaan menjadi : 石辊霹嘘㸨挠乖囊固剖纵官霹邹 .......................................................................................... ( 8 )

NM puncak : 固飘嘘固剖十固霹ú十固批ú十固劈ú 嘘固剖十官霹固剖乖囊十固劈ú官琵乖脑十官劈固剖乖恼


commit to user


DESKRIPSI PROSES

28

II

嘘固剖十官霹固剖乖囊十篇融披扫篇熔匹遣匹浅十篇融披扫匹浅

嘘固剖释1十官霹乖囊十官劈官琵乖脑乖恼十官劈乖恼恃官劈 tidak ada saat awal reaksi à 官劈嘘 0

Sehingga persamaan menjadi : 固飘嘘固剖揍1十官霹乖囊租固剖嘘披汝囊嫩篇茸匹前 ..................................................................................................... ( 9 )

Persamaan 9 disubtitusikan ke persamaan 8 :

石辊霹嘘㸨挠乖囊固飘1十官霹乖囊官霹

嘘㸨挠乖囊固飘官霹崎1十官霹脐乖囊

官霹脐乖囊≫ 1

石辊霹嘘㸨挠乖囊固飘乖囊官霹崎能脐

Dengan 㸨嘘㸨挠固飘石辊霹嘘㸨官霹齐 ( Fogler, 1999 )

Jadi dapat disimpulkan bahwa yang mengontrol adalah reaksi permukaan.

2.2.2 Kondisi Operasi

Proses pembuatan melamin dari bahan baku urea dijalankan pada kondisi :

¨ Reaktor : Fluidized bed reactor

¨ Suhu : 395 0C (Ullmann’s 6th edition, 2002)

¨ Tekanan : 2 atm

¨ Katalis : Al2O3


commit to user


DESKRIPSI PROSES

29

II

2.2.3 Tinjauan Termodinamika

Reaksi pembentukan melamin adalah reaksi endotermis. Bila ditinjau dari

energi bebas Gibbs diperoleh rumus dari Smith Van Ness (1996) :

DG = DG Produk - DG Reaktan

R = 8,314 J/mol K

T = 668 K

Diketahui DGf0 masing-masing komponen pada 298 K :

CO(NH2)2 = 30,69 kJ/mol

(NCNH2)3 = 177 kJ/mol

CO2 = -394,38 kJl/mol

NH3 = -16,4 kJ/mol

DG0 reaksi = DG0 Produk - DG0 Reaktan

DG0 reaksi = [ (177 + 3 (-394,38) + 6 (-16,4)) – 6 (30,69)] kJ/mol

= -1288,68 kJ/mol

Harga konstanta kesetimbangan (K) pada suhu 3950C (668 K) diperoleh dengan

rumus ( Smith – Van Ness,1996 ) :

K = exp (-DG / RT )

In K = K 668J/mol.K x 8,314

kJ/mol 1288,68

In K = 232,038

K = 5,93 x 10100


commit to user


DESKRIPSI PROSES

30

II

Harga konstanta kesetimbangan (K) sangat besar, sehingga reaksi pembentukan

melamin merupakan reaksi searah (irreversible).

Sedangkan jika ditinjau dari nilai entalphi panas, diperoleh :

DHR = DHf Produk - DHf Reaktan

Diketahui nilai DHf masing-masing komponen sebagai berikut :

CO(NH2)2 = -333,6 kJ/mol

(NCNH2)3 = -71,72 kJ/mol

CO2 = -393,5 kJl/mol

NH3 = -45,9 kJ/mol

DH0 reaksi = DH0 Produk - DH0 Reaktan

DH0 reaksi = [ (-71,72 + 3 (-393,5) + 6 (-45,9)) – 6 (-333,6)] kJ/mol

= 473,98 kJ/mol

Dari perhitungan entalpi panas, didapatkan nilai positif. Hal ini menunjukkan

bahwa reaksi berjalan secara endotermis.

2.2.4 Tinjauan Kinetika Reaksi

Tinjauan kinetika dapat diketahui dari rumus Archenius :

k = A . exp (-Ea/RT)

dimana :

k = kecepatan reaksi R = konstanta gas ideal

A = faktor tumbukan T = suhu

Ea = energi aktivasi


commit to user


DESKRIPSI PROSES

31

II

Dari persamaan diatas maka dapat diketahui bahwa harga k semakin besar jika :

1. Faktor tumbukan diperbesar

Faktor tumbukan dapat diperbesar dengan pengadukan.

2. Energi aktivasi kecil

Energi aktivasi dapat diperkecil dengan adanya katalis.

3. Suhu operasi besar

Reaktor yang digunakan adalah fluidized bed reactor sehingga temperatur

dapat dianggap seragam meskipun untuk reaktor yang sangat endotermis

(Ullmann, 2002). Sehingga berlaku persamaan (Levenspiel, 1972) :

( )( )ò +-=

XA

0 AA

A0 Xε1

X d CA t

rA

Untuk Pabrik Melamin dengan proses BASF dengan T = 3950 C didapat data :

Residence time = 30 detik ( US Patent : 20100184976A1 )

Yield urea = 95% (Ullman , 2002)

Konversi = 95%

Reaksi:

6 (NH2)2CO (g) C3N3(NH2)3 (g) + 6NH3(g) + 3CO2(g) .............................. ( 2.5 )

Persamaan kecepatan reaksi:

* Reaksi gas :

V = V0 . ( 1 + AAXε )

NA = NA0 (1 – XA )

CA = VNA

= )Xε(1 . V

)X(1 . N

AA0

AA0

+-


commit to user


DESKRIPSI PROSES

32

II

CA = CA0 . )Xε(1

)X(1

AA

A

+-

-rA = kA CA0 )Xε(1

)X(1

AA

A

+-

* Untuk reaksi menggunakan reaktor fluidized bed, didekati dengan menggunakan

persamaan pada RAP, yaitu :

V = FA0 . ò -AX

0 A

AX

dtr

d

dt = CA0 . V0 ò -

AX

0 A

A

).(

X

Vr

d

( )ò +-=

AX

0 AA

A0A0 Xε1).(

X d .VC t

oA Vr

( )ò +-=

AX

0 AA

AA0 Xε1)(

X d C t

Ar

( )95,0

0AA

0,95

0 A

A

A X-11

ln k1

X1

X d

k1

t =-

= ò

( )0,95-11

ln k1

30A

=

2,996 x 301

k A =

-1A detik.0999,0k =

( )( ) ( )

ò+ú

û

ùêë

é+-

=0,95

0AA

AA

A0A

A0

Xε1Xε1

X1CAk

X d CA t


commit to user


DESKRIPSI PROSES

33

II

2. 3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses

2.3.1 Diagram Alir Proses

Diagram alir pra rancangan pabrik melamin dari urea dengan proses BASF

dapat ditunjukkan dalam 2 macam, yaitu :

a. Diagram alir kualitatif ( Gambar 2.1 )

b. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.2 )


commit to user


DESKRIPSI PROSES

34

II


commit to user


DESKRIPSI PROSES

35

II


commit to user


DESKRIPSI PROSES

36

II

2.3.2 Tahapan Proses

Proses pembuatan melamin dengan metode BASF dari urea dapat dibagi

menjadi tiga tahap :

1. Tahap persiapan bahan baku

2. Tahap reaksi

3. Tahap pemurnian produk

2.3.2.1. Tahap Penyiapan Bahan Baku

Bahan baku urea yang berwujud padat (prill) dengan kemurnian 99%

berat disimpan di silo penyimpanan urea (SL-01) pada suhu kamar dan tekanan 1

atm. Dari silo penyimpanan, urea prill diumpankan ke melter (M-01) untuk

dilelehkan pada suhu 1400 C tekanan 1 atm. Pada kondisi ini urea meleleh dan

kandungan airnya akan menguap.

Dari melter lelehan urea lalu dipompa ke holding tank (T-01). Dari

holding tank lelehan urea dialirkan ke dua tempat, yaitu scrubber (SC-01) dan

reaktor (R-01). Pada scrubber lelehan urea digunakan untuk mengambil sisa

melamin yang terikut dalam off gas. Lelehan urea dari scrubber dikembalikan lagi

ke holding tank dan bercampur dengan lelehan urea dari melter. Lelehan urea dari

holding tank pada suhu 161o C dipompa dan dipanaskan di heat exchanger (HE-

01 dan HE-02) sampai suhu 395 o C, tekanan 2,2 atm. Selanjutnya lelehan urea

digunakan sebagai umpan pada reaktor.

2.3.2.2. Tahap Reaksi

Lelehan urea kemudian diinjeksikan ke reaktor fluidized bed melalui

beberapa nozzle pada reaktor. Lelehan urea akan menguap secara spontan dan


commit to user


DESKRIPSI PROSES

37

II

terdispersi ke dalam partikel - partikel katalis yang terfluidisasi karena aliran

fluidizing gas dari bawah reaktor.

Fluidizing gas berupa campuran gas amonia dan karbondioksida dari off

gas hasil reaksi pembentukan melamin yang telah dipisahkan dalam scrubber.

Dari scrubber, fluidizing gas dialirkan dengan kompresor menuju desublimer

(DS-01) dan furnace (F-01). Gas yang dialirkan menuju desublimer akan

digunakan sebagai quenching gas. Sedangkan gas yang mengalir menuju furnace

dipanaskan sampai suhu 395o C, tekanan 2,2 atm, selanjutnya digunakan sebagai

fluidizing gas pada reaktor.

Reaktor beroperasi pada suhu 395o C, tekanan 2 atm, dan menggunakan

katalis alumina. Reaksi yang terjadi berlangsung secara endotermis. Kebutuhan

panas reaksi disuplai dari molten salt yang dialirkan melalui coil di dalam reaktor.

Di dalam reaktor terjadi penguraian urea menjadi melamin, amonia, dan

karbondioksida. Konversi yang diperoleh sebesar 95% dan yield 95%. Gas hasil

reaksi keluar reaktor pada suhu 395oC, tekanan 2 atm berupa campuran gas

melamin, amonia, karbondioksida, biuret dan urea yang tidak bereaksi.

2.3.2.3. Tahap Pemurnian Produk

Gas hasil reaksi keluar dari reaktor, kemudian didinginkan di heat

exchanger (HE-03) sampai suhu 310o C. Gas tersebut kemudian masuk

desublimer. Dalam desublimer, gas tersebut dikontakkan dengan off gas dari

scrubber yang telah didinginkan dalam heat exchanger (HE-04) sampai suhu 146o

C. Off gas digunakan sebagai pendingin (quenching gas) sehingga gas melamin

akan mengkristal. Kebutuhan quenching gas adalah 3,5 kg untuk 1 kg melamin.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

38

II

Melamin yang mengkristal sebanyak 99%, dengan kemurnian 99,9% (Ullman Vol

A 16). Kristal melamin dan gas – gas hasil reaksi keluar desublimer pada suhu

195o C. Kemudian dialirkan menuju cyclone separator (CY-02). Di dalam CY-02

terjadi proses pemisahan antara padatan kristal dengan off gas dimana semua

kristal yang terbentuk dapat terpisahkan sebagai produk. Kristal melamin yang

masih bersuhu 1950 C ini didinginkan dalam cyclone suspension cooler (CY-03

dan CY-04) sampai suhu 400 C. Kemudian kristal melamin disimpan dalam silo

(SL-02) untuk selanjutnya dilakukan packaging dan bagging, lalu disimpan di

gudang dan siap untuk dipasarkan.

Gas keluar cyclone separator sebagai off gas sebagian dialirkan

menggunakan blower (BL-01) menuju percabangan purging. Di percabangan

aliran gas di bagi menjadi dua bagian. Yang pertama menuju scrubber untuk

selanjutnya digunakan sebagai fluidizing gas dan quenching gas, sedangkan

sisanya dipurging. Di dalam scrubber terjadi proses pemisahan urea dan melamin

yang terikut pada off gas. Pada scrubber, off gas dikontakkan dengan lelehan urea

yang memiliki suhu 161o C sehingga suhu off gas akan turun sampai 179o C.

Karena penurunan suhu ini maka komponen yang kondensable dalam off gas

sebagian besar akan mengembun dan terbawa oleh lelehan urea. Sedangkan gas

yang tidak terbawa oleh lelehan urea akan keluar dari scrubber. Sebagian gas

digunakan sebagai pendingin pada desublimer dan sementara sisanya digunakan

sebagai fluidizing gas pada reaktor.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

39

II

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk : Melamin 99,9% berat

Kapasitas : 20.000 ton/tahun

Satu tahun produksi : 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam

2.4.1 Neraca Massa Overall

Satuan yang digunakan : kg/jam

Tabel 2.1 Neraca Massa Overall

Komponen Input Output

Arus 1 Arus 2 Arus 9 Arus 11

(NH2)2CO 7.282,52 0,00 1,26 62,48

(CONH2)2NH 36,78 0,00 1,26 35,52

H2O 36,78 36,78 0,00 0,00

C3N3(NH2)3 0,00 0,00 2.522,73 4,20

NH3 0,00 0,00 0,00 2.047,00

CO2 0,00 0,00 0,00 2.644,84

Sub Total 7.356,08 36,78 2.525,25 4.794,05

TOTAL 7.356,08 7.356,08


commit to user


DESKRIPSI PROSES

40

II

2.4.2 Neraca Massa Alat

1. Neraca Massa di Melter

Tabel 2.2 Neraca Massa di Melter ( M-01)

Komponen

Input Output Arus 1 Arus 2 Arus 3

CO(NH2)2 7282,52 0 7282,52

(CONH2)2NH 36,78 0 36,78

H2O 36,78 36,78 0

C3N3(NH2)3 0 0 0

NH3 0 0 0

CO2 0 0 0 Sub Total 36,78 7319,30

Total 7356,08 7356,08

2. Neraca Massa di Tangki ( T-01 )

Tabel 2.3 Neraca Massa di Tangki ( T-01 )

Komponen


CO(NH2)2 7282,52 5968,67 13251,19

(CONH2)2NH 36,78 340,81 377,59

C3N3(NH2)3 0 37,11 37,11

NH3 0 0 0

CO2 0 0 0 Sub total 7319,30 6346,58

Total 13665,88 13665,88


commit to user


DESKRIPSI PROSES

41

II

3. Neraca Massa di Scrubber ( SC-01 )

Tabel 2.4 Neraca Massa di Scrubber ( SC-01)

Komponen

Input Output Arus 5 Arus 12 Arus 13 Arus 14

CO(NH2)2 5652,48 316,19 5968,67 0

(CONH2)2NH 161,06 179,74 340,81 0

C3N3(NH2)3 15,83 21,28 37,11 0

NH3 0 10334,61 0 10334,61

CO2 0 13352,90 0 13352,90 Sub total 5829,37 24204,7203 6346,58 23687,509

Total 30034,09 30034,09

4. Neraca Massa di Purging ( Tee-01 )

Tabel 2.5 Neraca Massa di Purging ( Tee-01 )

Komponen

Input Output Arus 10 Arus11 Arus 12

CO(NH2)2 378,67 62,48 316,19

(CONH2)2NH 215,26 35,52 179,74

C3N3(NH2)3 25,48 4,20 21,28

NH3 12381,62 2047,00 10334,61

CO2 15997,74 2644,84 13352,90

Subtotal 4794,05 24204,72 TOTAL 28998,77 28998,77


commit to user


DESKRIPSI PROSES

42

II

5. Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )

Tabel 2.6 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-02 )

Komponen


CO(NH2)2 13251,19 7598,71 5652,48

(CONH2)2NH 377,59 216,52 161,06

C3N3(NH2)3 37,11 21,28 15,83

NH3 0,00 0,00 0,00

CO2 0,00 0,00 0,00 Sub Total 7836,51 5829,37

Total 13665,88 13665,88

6. Neraca Massa di Reaktor ( R-01 )

Tabel 2.7 Neraca Massa di Reaktor ( R-01 )

Komponen


CO(NH2)2 7598,71 0 379,94

(CONH2)2NH 216,52 0 216,52

C3N3(NH2)3 21,28 0 2548,21

NH3 0 6443,46 8490,47

CO2 0 8325,31 10970,15 Subtotal 7836,51 14768,7766

Total 22605,29 22605,29


commit to user


DESKRIPSI PROSES

43

II

7. Neraca Massa di Desublimer ( DS-01 )

Tabel 2.8 Neraca Massa di Desublimer ( DS-01 )

Komponen


CO(NH2)2 379,94 0 379,94

(CONH2)2NH 216,52 0 216,52

C3N3(NH2)3 2548,21 0 2548,21

NH3 8490,47 3891,15 12381,62

CO2 10970,15 5027,58 15997,74 Sub total 22605,29 8918,73

Total 31524,02 31524,02

8. Neraca Massa di Percabangan ( Tee-03 )

Tabel 2.9 Neraca Massa di Percabangan ( Tee-03 )

Komponen


CO(NH2)2 0 0 0

(CONH2)2NH 0 0 0

C3N3(NH2)3 0 0 0

NH3 10334,61 3891,15 6443,46

CO2 13352,90 5027,58 8325,31 Sub Total 8918,73 14768,78

Total 23687,51 23687,51


commit to user


DESKRIPSI PROSES

44

II

9. Neraca Massa di Cyclone ( CY-02 )

Tabel 2.10 Neraca Massa di Cyclone ( CY-02 )

Komponen


CO(NH2)2 379,94 1,26 378,67

(CONH2)2NH 216,52 1,26 215,26

C3N3(NH2)3 2548,21 2522,73 25,48

NH3 12381,62 0 12381,62

CO2 15997,74 0 15997,74

Total 2525,25 28998,77 31524,02 31524,02

2.4.3 Neraca Panas Overall

Satuan yang digunakan : kkal/jam

Tabel 2.11 Panas Masuk Proses Overall

Komponen Panas Masuk

Arus 1 Qsteam Qfurnace Qkompresi (NH2)2CO 5.592 - - -

(CONH2)2NH 92 - - - H2O 532 - - -

C3N3(NH2)3 - - - -

NH3 - - - -

CO2 - - - -

Sub Total 6.216 804.780 3.115.000,18 477.132

TOTAL 4.403.128


commit to user


DESKRIPSI PROSES

45

II


commit to user


DESKRIPSI PROSES

46

II

2.4.4 Neraca Panas Alat

1. Neraca Panas di Melter ( M-01 )

Tabel 2.13 Neraca Panas di Melter ( M-01 )

Komponen Input (kkal) Output (kkal)

Q1 Qv Q2 Q3 QL Qp

CO(NH2)2 5.591,75

346.541,23

438.350,87

(CONH2)2NH 92,15

2.604,05

1.255,13

H2O 531,95

2.325,56

19.918,60

Sub total 6.215,85 1.087.393,94 2.325,56 349.145,27 282.614,36 459.524,60

Total 1.093.609,79 1.093.609,79

2. Neraca Panas di Tangki ( T-01 )

Tabel 2.14 Neraca Panas di Tangki (T-01 )

Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam)

Q3 Q13 Q4 CO(NH2)2 346.541,23 398.501,64 749.716,93

(CONH2)2NH 2.604,05 33.854,74 31.784,73 C3N3(NH2)3 - 7.368,86 7.368,86

NH3 - - -

CO2 - - - 349.145,27 439.725,24 788.870,52

TOTAL 788.870,52 788.870,52


commit to user


DESKRIPSI PROSES

47

II

3. Neraca Panas di Scrubber ( SC-01 )

Tabel 2.15 Neraca Panas di Scrubber ( SC-01 )

Komponen

Input (kkal/jam) Output (kkal/jam)

Q5 Q12 Q13 Q14

CO(NH2)2 319.802 - 398.501,64 -

(CONH2)2NH 13.558 - 33.854,74 -

C3N3(NH2)3 3.143 294,1853335 7.368,86 -

NH3 - 127970,3206 - 852.632,86

CO2 - 1270024,786 - 442.434,77

336.503,58 1.398.289,29 439.725,24 1.295.067,63

TOTAL 1.734.792,87 1.734.792,87

4. Neraca panas di Heat Exchanger ( HE-01 )

Tabel 2.16 Neraca Panas di Heat Exchanger ( HE-01 )

Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q6 in Qsalt in Q6 out

CO(NH2)2 430.257,20 - 802.152,94 (CONH2)2NH 18.241,03 - 34.007,78 C3N3(NH2)3 4.225,57 - 4.225,57

NH3 - - -

CO2 - - - 452.723,80 387.662,49

TOTAL 840.386,29 840.386,29


commit to user


DESKRIPSI PROSES

48

II



Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q6 in Qsalt in Q6 out

CO(NH2)2 802.152,94 - 1.174.048,68 (CONH2)2NH 34.007,78 - 49.774,54 C3N3(NH2)3 4.225,57 - 4.225,57

NH3 - - -

CO2 - - - 802.152,94 387.662,49

TOTAL 1.228.048,79 1.228.048,79

6. Neraca Panas di Reaktor ( R-01 )

Tabel 2.18 Neraca Panas di Reaktor ( R-01 )

Komponen INPUT (kkal/jam) OUTPUT (kkal/jam) Q16 Qsalt Q5 QV QReaksi Q7

CO(NH2)2 - - 1.174.049 1.888.910 - 13.784 (CONH2)2NH - - 49.775 35.966 - 5.977 C3N3(NH2)3 - - 4.226 4.898 - 83.667

NH3 1.393.887 - - - - 1.835.857 CO2 703.916 - - - - 927.141

2.097.804 3.651.972 1.228.049 1.929.775 2.278.758 2.769.292 TOTAL 6.977.825 6.977.825


commit to user


DESKRIPSI PROSES

49

II



Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q9 Q10 Qcw

CO(NH2)2 13.784,33 10.168,53 - (CONH2)2NH 5.976,80 4.547,34 - C3N3(NH2)3 83.667,47 62.231,78 -

NH3 1.835.857,37 1.368.021,86 -

CO2 927.140,55 701.199,32 - 2.146.168,82 720.257,69

TOTAL 2.866.426,51 2.866.426,51

8. Neraca Panas di Furnace ( F-01 )

Tabel 2.20 Neraca Panas di Furnace ( F-01 )

Komponen INPUT (kkal/jam) OUTPUT (kkal/jam) Q7in Qfuel Q7 out Qsalt

CO(NH2)2 - - - - (CONH2)2NH - - - - C3N3(NH2)3 - - - -

NH3 755.310,55 - 1.393.887,37 -

CO2 390.424,70 - 703.916,41 - 1.145.735,26 4.604.040,93 2.097.803,78 3.651.972,40

TOTAL 5.749.776,18 5.749.776,18


commit to user


DESKRIPSI PROSES

50

II

9. Neraca Panas di Desublimer ( DS-01 )

Tabel 2.21 Neraca Panas di Desublimer ( DS-01 )

Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q7 Q16 Qdsubl. Q8

CO(NH2)2 10.168,53 - 313,87 5.700,32 (CONH2)2NH 4.547,34 - 209,73 2.720,16 C3N3(NH2)3 62.231,78 - 580.764,84 212.247,04

NH3 1.368.021,86 250.239,80 - 1.135.582,76

CO2 701.199,32 129.952,15 - 588.822,04 2.146.168,82 380.191,94 581.288,44 1.945.072,33

TOTAL 2.526.360,77 2.526.360,77



Komponen Input kkal/jam) Output (kkal/jam)

Q16in Q16out Qcw CO(NH2)2 - - -

(CONH2)2NH - - - C3N3(NH2)3 - - -

NH3 409.005,21 250.239,80 -

CO2 211.769,51 129.952,15 - 380.191,94 240.582,77

TOTAL 620.774,72 620.774,72

11. Neraca Panas di Kompresor ( C-01 )

Panas yang terjadi karena kenaikan tekanan :

∆Q = Q15 out – Q15 in = 337.185,22 kkal


commit to user


DESKRIPSI PROSES

51

II

12. Neraca Panas di Kompresor ( C-02 )


∆Q = Q15 out – Q15 in = 132.487,72 kkal

13. Neraca Panas di Blower ( B-01 )


∆Q = Q10 out – Q10 in = 7.458,94 kkal

14. Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-03 )

Tabel 2.23 Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-03 )

Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q9 in Qca in Q9 out Qca out

CO(NH2)2 32,96 - 9,69 - (CONH2)2NH 107,55 - 31,63 - C3N3(NH2)3 177.015,26 - 52.063,31 -

NH3 - - - -

CO2 - - - -

Udara - 90.774,06 - 215.825,19 Sub Total 177.155,78 90.774,06 52.104,64 215.825,19 TOTAL 267.929,84 267.929,84


commit to user


DESKRIPSI PROSES

52

II

15. Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-04 )

Tabel 2.24 Neraca Panas di Cylone Cooler ( CY-04 )

Komponen Input (kkal/jam) Output (kkal/jam) Q9 in Qca in Q9 out Qca out

CO(NH2)2 9,69 - 2,91 - (CONH2)2NH 31,63 - 9,49 - C3N3(NH2)3 52.063,31 - 15.618.99 -

NH3 - - - -

CO2 - - - -

Udara - 29.458,18 - 65.931,42 Sub Total 52.104,63 29.458,18 15.631,39 65.931,42 TOTAL 81.562,81 81.562,81

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan

2.5.1 Lay Out Pabrik

Lay out pabrik adalah tempat kedudukan dari bagian-bagian pabrik yang

meliputi tempat kerja karyawan, tempat perakitan, tempat penyimpanan bahan

baku maupun produk. Tata letak pabrik harus dirancang sedimikian rupa sehingga

keselamatan, keamanan dan kenyamanan bagi karyawan dapat dipenuhi.

Selain peralatan yang tercantum di dalam flowsheet process, beberapa

bangunan fisik lain seperti kantor, bengkel, poliklinik, laboratorium, kantin, pos

keamanan dan sebagainya hendaknya ditempatkan pada bagian yang tidak

mengganggu, ditinjau dari segi lalu lintas barang dan keamanan.

Secara umum tujuan perencanaan lay out adalah untuk mendapatkan

kombinasi yang optimal antara fasilitas-fasilitas produksi. Dengan adanya

kombinasi yang optimal ini diharapkan proses produksi akan berjalan lancar dan


commit to user


DESKRIPSI PROSES

53

II

para karyawan juga akan selalu merasa senang dengan pekerjaannya. Namun dari

tujuan yang sangat umum tersebut, maka beberapa pokok tujuan yang akan

dicapai dengan perencanaan lay out yang baik adalah sebagai berikut (Ahyari,

Agus 1983):

ª Simplifikasi dari proses produksi

ª Minimasi biaya material handling

ª Mendapatkan penggunaan luas lantai/ruang yang efektif

ª Mendapatkan kepuasan karyawan serta kemauan kerja

ª Menghindarkan pengeluaran kapital yang tidak begitu penting

ª Mendorong efektifitas penggunaan karyawan

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan tata letak pabrik adalah :

1. Luas daerah yang tersedia

Harga tanah menjadi hal yang membatasi kemampuan penyediaan area.

Pemakaian tempat disesuaikan dengan area yang tersedia. Jika harga tanah

terlalu tinggi, maka diperlukan efisiensi dalam pemakaian ruangan sehingga

peralatan tertentu dapat diletakkan diatas peralatan yang lain atau lantai

ruangan diatur sedemikian rupa agar menghemat tempat.

2. Keamanan

Bangunan perkantoran letaknya berjauhan dengan instalasi proses, hal ini

didasarkan pada faktor keamanan (untuk mencegah akibat buruk apabila

terjadi ledakan, kebakaran, dan gas beracun).


commit to user


DESKRIPSI PROSES

54

II

3. Instalasi dan utilitas

Pemasangan dan distribusi pipa yang baik dari gas, udara, steam, dan listrik

akan membantu kemudahan kerja dan perawatannya. Penempatan peralatan

proses sedemikian rupa sehingga karyawan dapat dengan mudah mencapainya

dan dapat menjamin kelancaran operasi serta memudahkan perawatannya.

4. Kemungkinan perluasan pabrik.

Perluasan pabrik ini harus sudah masuk dalam perhitungan sejak awal supaya

masalah kebutuhan tempat tidak muncul di masa yang akan datang. Sejumlah

area khusus sudah disediakan untuk dipakai sebagai area perluasan pabrik,

penambahan peralatan untuk menambah kapasitas pabrik ataupun mengolah

produk sendiri atau produk lain.

5. Transportasi

Tata letak pabrik harus memperhatikan kelancaran distribusi bahan baku,

proses maupun produk.

Layout pabrik Melamin ini dapat dilihat pada gambar 2.3. Secara garis besar, lay

out pabrik dibagi menjadi beberapa daerah utama yaitu :

a. Daerah administrasi/ perkantoran, laboratorium, dan ruang kontrol

v Daerah administrasi merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik

yang mengatur kelancaran proses.

v Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses,

kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produksi yang

akan dijual.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

55

II

b. Daerah proses dan perluasan

v Daerah proses merupakan daerah dimana reaksi utama berlangsung,

biasanya tergolong area dengan resiko tinggi, oleh karena itu

penempatannya perlu mendapat perhatian khusus.

c. Daerah pergudangan umum, bengkel, dan garasi

d. Daerah utilitas

v Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan air, media pendingin,

dan tenaga listrik dipusatkan.

v Udara yang nantinya akan digunakan dalam proses (PA) dan

digunakan untuk alat kontrol (IA) juga diproduksi di area ini.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

56

II

Perincian luas tanah dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.1 Perincian luas tanah pabrik

No Penggunaan Lahan Luas (m2)

1 pos keamanan 50

2 ruang kontrol 105

3 gudang 400

4 kantor 700

5 musholla 50

6 kantin 300

7 poliklinik 180

8 laboratorium 210

9 bengkel 200

10 K-3 & fire safety 100

11 Garasi 660

12 daerah proses* 1000

13 daerah utilitas* 1000

14 unit pengolahan limbah* 495

15 area pengembangan* 2025

16 tempat parkir* 600

17 taman dan jalan* 7925

total 16000


commit to user


DESKRIPSI PROSES

57

II

24

13

1

7

8

15 17

9

11

1

Keterangan Gambar :1. Pos Keamanan 7. Musholla 13. Area Pengembangan2. Parkir 8. K3 dan fire safety 14. Area Proses3. Parkir Karyawan 9. Laboratorium 15. Area Utilitas4. Klinik 10. Gudang Bahan Baku 16. Bengkel5. Kantin 11. Control Room 17. Unit Pengolahan Limbah6. Kantor dan Aula 12. Gudang Produk 18. Garasi

Area Taman Area Jalan / Transportasi

6

5

10 12

14

16

Skala 1 : 1000

3

18

Gambar 2.3 Lay out pabrik


commit to user


DESKRIPSI PROSES

58

II

2.5.2 Lay Out Peralatan Proses

Dalam perancangan lay out peralatan proses ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan :

1. Aliran bahan baku dan produk

Aliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan nilai

ekonomi yang tinggi. Semakin dekat penempatan bahan baku dan produk

dengan jalur transportasi, semakin efisien dana yang dikeluarkan.

2. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses diperhatikan supaya lancar.

Hal ini bertujuan untuk menghindari stagnasi udara pada suatu tempat yang

dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia berbahaya sehingga dapat

mengancam keselamatan kerja. Disamping itu perlu diperhatikan arah hembus

angin.

3. Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai pada tempat-tempat proses yang

berbahaya atau beresiko.

4. Tata letak alat proses

Penempatan alat-alat proses yang tepat akan mempercepat jalannya proses

sehingga menjamin kelancaran proses produksi

5. Kelancaran lalu lintas

Kelancaran lalu lintas barang dan manusia juga berpengaruh terhadap jalannya

proses produksi.


commit to user


DESKRIPSI PROSES

59

II

6. Tata letak area proses

Penempatan alat-alat proses pada pabrik diusahakan agar dapat menekan biaya

operasi dan menjamin keamanan produksi pabrik sehingga dapat

menguntungkan dari segi ekonomi.

7. Jarak antar alat proses

Untuk alat produksi yang mudah meledak atau terbakar letaknya dijauhkan

dari peralatan yang lain, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran tidak

membahayakan peralatan lain.

Tata letak peralatan proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga :

§ Kelancaran proses produksi dapat terjamin

§ Dapat mengefektifkan penggunaan luas lantai

§ Biaya material handling menjadi lebih rendah sehingga menurunkan

pengeluaran untuk kapital yang tidak penting

§ Karyawan mendapat kepuasan kerja

Pada Prarancangan Pabrik Melamin ini, lay out peralatan proses dapat

dilihat pada gambar 2.4.

R-01

F-01

SL-01

M-01 T-01HE-01

HE-02 DS-01

Cy-02 Cy-03

Cy-04

S-01

SL-02HE-04HE-03

BC-01 SC-01

Gambar 2.4. Lay out peralatan proses


commit to user


DESKRIPSI PROSES

60

II

Keterangan gambar :

BE-01 : Bucket Elevator 1 CY-02 : Cyclone melamin

M-01 : Melter CY-03 : Cyclone Suspension Cooler 1

T-01 : Tangki CY-04 : Cyclone Suspension Cooler 2

R-01 : Reaktor S-01 : Scrubber

F-01 : Furnace DS-01 : Desublimer

HE-01 : Heater umpan reaktor BC-01 : Belt conveyor

HE-02 : Heater umpan reaktor SC-01 : Screw Conveyor

HE-03 : Cooler gas hasil reaksi BE-02 : Bucket Elevator 2

HE-04 : Cooler off gas SL-01 : Silo Bahan Baku

CY-01 : Cyclone dalam reaktor SL-02 : Silo Produk


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

61

III

BAB III

SPESIFIKASI ALAT

3.1 Silo

Kode SL-01 SL-02

Fungsi Menyimpan bahan baku

urea prill (3 hari)

Menyimpan produk

melamin sementara (3 jam)

Kondisi operasi T = 30 ºC

P = 1 atm.

T = 30 ºC

P = 1 atm.

Jenis Cylindrical vessel dengan

conical bottom

Cylindrical vessel dengan

conical bottom

Kondisi penyimpanan Padat Padat

Kapasitas 481,49 m3 462,35 m3

Jumlah 1 1

Bahan konstruksi Carbon Stell SA 283 grade

C

Carbon Stell SA 283 grade

C

Dimensi

Diameter

Tinggi

Tebal

Tebal head

Tinggi head bottom

6,05 m

9,08 m

0,375 m

0,375 m

5,29 m

5,97 m

8,96 m

0,375 m

0,375 m

5,22 m

Tinggi total 14,37 m 14,18 m


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

62

III

3.2 Belt Conveyor

Kode BC-01

Fungsi Mengalirkan urea prill dari silo urea menuju BE-01

untuk diumpankan ke melter

Tipe Belt Conveyor

Daya yang digunakan 0,25 HP

Klasifikasi

Kapasitas

Lebar belt

Kecepatan belt

Panjang

32 ton/jam

14 in

27, 6 ft/menit

7 m

3.3 Screw conveyor

Kode SC-01

Fungsi Mengalirkan kristal melamin dari CY-04 menuju BE-02

untuk disimpan di Silo melamin

Tipe Screw Conveyor dengan feed hopper

Daya yang digunakan 0,25 HP

Klasifikasi

- Luas terisi umpan

- Diameter flight

- Diameter pipa sumbu

- Diameter shaft

- Kecepatan putar

- Panjang

30 %

10 in

2,5 in

2 in

55 rpm

10 ft


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

63

III

3.4 Bucket Elevator

Kode BE-01 BE-02

Fungsi mengangkut urea prill dari

BC-01 ke melter

mengangkut melamin dari

SC-01 ke silo melamin

Ukuran Bucket (8 x 5 ½ x 7 ¾ x – 8) in (8 x 5 ½ x 7 ¾ x – 8) in

Lebar Bucket 8 in 8 in

Projection Bucket 5 ½ in 5 ½ in

Dalam Bucket 7 ¾ in 7 ¾ in

Jarak antar Bucket 8 in 8 in

Kecepatan Bucket 150 ft/menit 150 ft/menit

Power motor 0,75 HP 0,25 HP


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

64

III

3.5 Melter

Kode M-01

Fungsi Melelehkan Urea prill menjadi melt pada T = 140º C dan

P = 1 atm.

Jenis Agigated Melter

Diameter tangki 2,34 m

Tinggi tangki 3,37 m

Media pemanas Saturated steam dengan suhu 170º C

Panjang koil 22,41 m

Jumlah lingkaran koil 5 lingkaran

Bahan konstruksi Carbon Stell SA 285 grade C

Isolasi Asbestos

Dimensi pengaduk

Diameter pengaduk

Panjang Blade

Lebar Baffle

Lebar Blade

Daya Pengaduk

Jumlah Turbin

0,613 m

0,153 m

0,104 m

0,123 m

13,57 HP

2 buah


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

65

III

3.6 Tangki

Kode T-01

Fungsi Menyimpan bahan baku urea melt sementara (1 jam)

pada T = 160º C dan P = 1 atm.

Jenis Agigated Vessel

Diameter tangki 2,52 m

Tinggi tangki 4,12 m

Bahan konstruksi Carbon Stell SA 285 grade C

Isolasi Asbestos

Dimensi Pengaduk

Diameter pengaduk

Panjang Blade

Lebar Baffle

Lebar Blade

Daya Pengaduk

Jumlah Turbin

0,78 m

0,195 m

0,133 m

0,156 m

21,81 HP

2 buah


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

66

III

3.7 Reaktor

Kode

Fungsi

Tipe

Jumlah

Tinggi total

Total Disengaging Head

Tinggi freeboard (Lf)

Tinggi zone reaksi (Lt)

Tinggi head bawah (Lh)

Diameter freeboard (Df)

Diameter zone reaksi (Dt)

Tebal

Bahan

Kondisi Operasi

Bahan isolasi dan tebal

R-01

Mereaksikan urea menjadi melamin, CO2 dan N H3

Fluidized bed reactor

1

15,80 m

6,75 m

1,25 m

5,13 m

0,48 m

3,04 m

1,93 m

0,83 in

Plate Steel SA 129 grade B

2 Atm, 395oC

Asbestos dengan tebal 0,33 m

3.8 Desublimer

Kode

Fungsi

Jenis

Diameter

Tinggi

Bahan konstruksi

DS-01

Mendesublimasikan melamin dari gas keluar reaktor

Cylinder vessel dengan ellips head dan conical bottom

1,37 m

2,59 m

Carbon Stell SA 285 grade C


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

67

III

3.9 Cyclone

Kode CY-01 CY- 02 CY-03 CY-04

Fungsi Memisahkan

partikel padatan

yang terikut gas

hasil reaksi di

reaktor

Memisahkan

partikel padatan

melamin dari

campuran gas

keluaran

desublimer

Mendinginkan

partikel

padatan

melamin

keluaran CY-

02 dari suhu

195 oC

menjadi 75 oC

Mendinginkan

partikel

padatan

melamin

keluaran CY-

03 dari suhu

75 oC menjadi

40 oC

Tipe Internal

cyclone

Centrifugal

cyclone

Centrifugal

cyclone

Centrifugal

cyclone

Kondisi operasi T = 195 0C

P = 1,3 atm

T = 75 0C dan

P = 1,2 atm

T = 40 0C dan

P = 1,01 atm

Diameter

Partikel, min

11,31 µm 50 µm

50 µm 50 µm

Tinggi 3,07 m 5,45 m 6,35 m 6,42 m

Diameter luar 1,36 m 1,36 m 1,59 m 1,604 m

Pressure Drop 0,006 atm 18,7 milibar 9,18 milibar 9,2 milibar


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

68

III

3.10 Scrubber

Kode SC-01

Fungsi Mengambil melamin dari aliran off gas

Jenis Menara Packing

Jenis bahan isian Ceramic Raschig Ring

Ukuran packing 50 mm ( 2 in )

Kondisi operasi P = 1,2 atm

T = 195 oC

Diameter total 2,58 m

Tinggi menara 13,44 m

Tinggi packing 11,26 m

3.11 Blower

Kode BL-01 BL-02 BL-03

Fungsi Mengalirkan offgas

dari siklon

Mengalirkan udara

pendingin menuju ke

siklon ( CY-03 )

Mengalirkan udara

pendingin menuju

ke siklon ( CY-04 )

Jenis Centrifugal blower Centrifugal blower Centrifugal blower

Debit gas 30.126,35 m3/jam 15.469,23 m3/jam 15.780,49 m3/jam

P1 1,4 atm 1 atm 1 atm

P2 1,41 atm 1,2 atm 1,02 atm

T1 195 oC 30 oC 30 oC

T2 195 oC 46 oC 32 oC

Daya 0,75 HP 7 HP 4 HP


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

69

III

3.12 Furnace

Kode F-01

Fungsi Memanaskan fluidizing gas umpan reaktor dan molten salt

sebagai pemanas di HE dan koil reaktor.

Tipe Furnace box type

Kondisi Operasi

Ø Fluidizing gas masuk

Ø Fluidizing gas keluaran

Ø Molten Salt masuk

Ø Molten Salt keluaran

Ø Flue gas keluaran

238,7 0C

395 0C

400 0C

430 0C

1683,38 0C

Spesifikasi seksi radiant

Ø Panjang

Ø Lebar

Ø Tinggi

Ø Jumlah tube

10,36 m

8,26 m

11,23 m

20

Spesifikasi seksi konveksi

Ø Panjang

Ø Lebar

Ø Tinggi

Ø Jumlah tube

10,36 m

5,58 m

11,23 m

8


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

70

III

3.13 Heat Exchanger

Kode HE-01 HE-02

Fungsi Memanaskan umpan

masuk reaktor sampai suhu

278,79 oC

Memanaskan umpan

masuk reaktor dari suhu

278,79 oC sampai 395 oC

Jenis Shell and Tube Shell and Tube

T operasi umpan melt 160,5 – 278,79 0C 278,79 - 395 0C

T operasi molten salt 415 – 400 0C 430 - 415 0C

Kondii operasi

- Hot Fluid

- Cold Fluid

Molten Salt

Urea melt

Molten Salt

Urea melt

Rd perancangan 0,017 hr.ft2.F/Btu 0,017 hr.ft2.F/Btu

Rd min 0,01 hr.ft2.F/Btu 0,010 hr.ft2.F/Btu

UC 89,80 Btu/hr.ft2.F 82,26 Btu/hr.ft2.F

UD 17,59 Btu/hr.ft2.F 34,57 Btu/hr.ft2.F

Tube Side

Fluida

OD

BWG

Panjang

Jumlah

Molten salt

1 in

18

6 ft

136

Molten salt

1 in

18

6 ft

170

Shell Side

Fluida

Pitch

Fluidizing gas

1,5265 in, Triangular

Fluidizing gas

1,5265 in ; Triangular


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

71

III

ID shell

Baffle space

Pass

pitch

15,25 in

11,44 in

6

pitch

21,25 in

15,94 in

4

h Outside

Shell side

Tube side

131,15 Btu/hr.ft2 0F

284,86 Btu/hr.ft2.0F

133,54 Btu/hr.ft2 0F


Pressure drop

Shell side

Tube side

4,22 psi

2,33 psi

0,002 psi

0,59 psi

3.14 Cooler

Kode HE-03 HE-04

Fungsi Mendinginkan gas hasil

reaksi dari suhu 395 0C

sampai suhu 310 0C

Mendinginkan offgas

scrubber sebelum masuk

desublimer (quenching

gas)

Tipe Double pipe heat

exchanger

Double pipe heat

exchanger

Jumlah 1 buah 1 buah

Panjang 120 ft 36 ft

Kondisi operasi

- Hot flud

- Cold fluid

Gas Hasil reaksi

Cooling water

off gas

Cooling water


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

72

III

Rd perancangan 0,0204 hr.ft2.F/Btu 0,016 hr.ft2.F/Btu

Rd min 0,0188 hr.ft2.F/Btu 0,015 hr.ft2.F/Btu

UC 832,95 Btu/hr.ft2.F 206,51 Btu/hr.ft2.F

UD 46,30 Btu/hr.ft2.F 48,76 Btu/hr.ft2.F

Spesifikasi Outer pipe

- Cold fluid

- Kapasitas

- Bahan Material

Cooling water

55.404,44 kg/jam

Carbon steel SA283 grade

C

Cooling water

18.506,37 kg/jam

Carbon steel SA283 grade

C

Spesifikasi Inner pipe

- Hot fluid

- Kapasitas

- Bahan material

- Jumlah

Gas hasil reaksi

22.605,29 kg/jam

Stainless Steel SS304

12 hairpin

Offgas

8.918,73 kg/jam

Stainless Steel SS304

7 hairpin

h Outside

Outer pipe

Inner pipe

1.108,86 Btu/hr.ft2 0F

3.347,53 Btu/hr.ft2.0F

348,5 Btu/hr.ft2 0F


Pressure drop

Outer pipe

Inner pipe

0,328 psi

12,67 psi

1,249 psi

0,031 psi


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

73

III

3.15 Compressor

Kode C-01 C-02

Fungsi

Menaikkan tekanan gas

keluar scrubber dari 1,2 atm

menjadi 2,2 atm

Menaikkan tekanan gas

keluar scrubber dari 1,2

atm menjadi 1,8 atm

Type Centrifugal Compressor Centrifugal Compressor

Kapasitas 7,82 m3/s 2,94 m3/s

Bahan konstruksi Stainless Stell type 302 Stainless Stell type 302

Power actual 161,97 HP 64,09 HP

3.16 Pompa

Kode P – 01 P – 02 P – 03 P – 04

Fungsi Mengalirkan

urea melt dari

melter menuju

holding tank (T-

01)

Memompakan

campuran urea

melt dari

holdink tank (T-

01) ke Scrubber

( Sc-01 ) dan

HE-01

Memompakan

molten salt dari

furnace ( F-01

) ke koil

pemanas reaktor

dan HE-02

Memompakan

molten salt dari

koil pemanas

reaktor ke

furnace ( F-01 )

Type Pompa

Sentrifugal

Pompa

Sentrifugal

Pompa

Sentrifugal

Pompa

Sentrifugal

Kapasitas 71,0026

galon/menit

132,224

galon/menit

815,41

galon/menit

19,88

galon/menit


commit to user


SPESIFIKASI ALAT

74

III

Bahan

konstruksi

Carbonstell SA-

285 grade C

Carbonstell SA-

285 grade C

Carbonstell SA-

285 grade C

Carbonstell SA-

285 grade C

Power

teoritis

1,54 HP 1,56 HP 0,84 HP 0,85 HP

Power

actual

3,49 HP 3,14 HP 12,12 HP 3,39 HP

Power

motor

10 HP 10 HP 40 HP 20 HP

Schedule 40 40 40 40

ID 1,61 in · 2,875 in ( pipa

ke scrubber )

· 1,89 in ( pipa

ke HE-01 )

· 10,75 in (pipa

ke koil

reaktor)

· 1,33 in ( pipa

ke HE-02 )

1,33 in


commit to user


UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

75

IV

BAB IV


4.1 Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau utilitas adalah unit yang bertugas

menyediakan sarana penunjang untuk menjamin kelancaran proses produksi. Pada

prarancangan pabrik melamin ini, utilitas yang diperlukan meliputi :

1. Unit pengadaan steam

Unit ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan steam yang digunakan

pada unit produksi. Steam pada unit produksi berfungsi sebagai media

pemanas melter.

2. Unit pengadaan dan pengolahan air

Unit ini berfungsi menyediakan air bersih sebagai air pendingin, air umpan

boiler, air sanitasi dan hydrant.

3. Unit pengadaan listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia tenaga listrik untuk tenaga penggerak

peralatan proses dan untuk penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan

sebagai cadangan digunakan generator.

4. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini menyediakan bahan bakar untuk furnace, boiler, dan generator

5. Unit penyedia molten salt

Unit ini sebagai penyedia kebutuhan panas pada reaktor


commit to user



76

IV

6. Unit pengadaan udara tekan

Unit ini menyediakan udara tekan untuk menjalankan instrumen di seluruh

area proses dan utilitas.

7. Unit pengolahan limbah

Unit ini berfungsi mengolah limbah yang dihasilkan oleh pabrik, baik

limbah dari proses produksi maupun diluar proses produksi sebelum

dibuang ke lingkungan.

4.1.1 Unit Pengadaan Steam

Steam yang digunakan pada perancangan pabrik melamin ini untuk

memenuhi kebutuhan panas pada melter pelelehan urea. Steam ini diproduksi

dengan menggunakan boiler. Air sebagai umpan boiler diambil dari boiler feed

water. Steam yang digunakan yaitu steam jenuh (saturated steam) pada suhu 170

0C. Kebutuhan steam pada data neraca panas yaitu 1.637,39 kg/jam dilebihkan

sebanyak 10% untuk mencegah kemungkinan terjadinya kehilangan pada saat

distribusi sehingga :

Jumlah saturated steam yang dibutuhkan :

1,1 x 1.637,39 kg/jam = 1.801,13 kg/jam

Kondensat yang kembali = 90 % dari steam yang dihasilkan

= 90 % x 1.801,13 kg/jam

= kg/lt 1

kg/jam 1.621,02

= 1.621,02 lt/jam

= 1,621 m3/jam


commit to user



77

IV

Kondensat yang hilang = steam yang dihasilkan – kondensat yang kembali

= (1.801,13 – 1.621,02) kg/jam

= kg/lt 1

kg/jam 180,11

= 180,11 lt/jam

= 0,18 m3/jam

Blow down = 10 % dari kondensat yang kembali

= 10% x 1.621,02 kg/jam

= 162,102 kg/jam

= kg/lt 1

kg/jam 162,102

= 162,102 lt/jam

= 0,162 m3/jam

Make up air untuk boiler = kondensat yang hilang + blowdown

= (180,11 + 162,102) kg/jam

= 342,22 kg/jam

= 342,22 lt/jam

= 0,342 m3/jam

Umpan air masuk boiler = make up air + kondensat masuk boiler

= make up air + (kondensat kembali – blow down)

= 342,22 + (1.621,02 – 162,102) kg/jam

= 1.801,13 kg/jam

= 1.801,13 lt/jam

= 1,801 m3/jam


commit to user



78

IV

Prosentase umpan masuk boiler

Kondensat = lt/jam 1801,13lt/jam 1.458,92

x 100% = 81 %

Make up = lt/jam 1801,13lt/jam 342,22

x 100% = 19 %

4.1.1.1 Perhitungan Kapasitas Boiler

Steam yang digunakan adalah :

Jenis : saturated steam

Suhu : 170 0C

Tekanan : 8 atm

Penentuan Kapasitas Boiler :

Q = ms x (h-hf) ………..……….............................................… (Severn, hal. 139 )

Dalam hal ini :

Q = kapasitas boiler

ms = massa steam

h = entalpi steam keluar boiler (Btu/lb)

hf = entalpi steam masuk boiler (Btu/lb)

Kondensat yang kembali berada pada kondisi cair jenuh pada suhu 170 0C

sedangkan make-up air berada pada kondisi cair jenuh 30 0C. dari tabel steam

diperoleh :

H 170 0

C = 719 kJ/kg = 309,2 BTU/lb

H 30 0C = 125,7 kJ/kg = 50,04 BTU/lb


commit to user



79

IV

Karena umpan yang masuk boiler terdiri dari 81% kondensat dan 19% make up,

maka :

Hf = (0,19 x H liq 30o C) + (0,81 x H liq 170

oC)

Hf = (0,19 x 50,04 ) + (0,81x 309,2)

= 259,96 Btu/lb

Steam yang dihasilkan berupa uap jenuh pada suhu 170 oC

Dari tabel steam diperoleh Hv 170 oC = 2.767,1 kJ/kg = 1.189,6. BTU/lb

Jumlah steam yang dibutuhkan = 1.801,13 kg/jam = 3.970,81 lb/jam

Sehingga kapasitas boiler =

Q = ms x (Hv – Hf)

Q = 3.970,81 lb/jam x (1.189,6 Btu/lb – 259,96 Btu/lb)

= 3.691.398 Btu/jam

4.1.1.2 Menentukan Luas Penampang Perpindahan Panas

Dari Severn hal.140, konversi panas menjadi daya adalah :

Hp = 34,5 x 970,3

Q

Hp = 34,5 x 970,3

3.691.398

= 110,27 Hp

Dari Severn hal. 126 ditentukan luas bidang pemanasan adalah 10 ft2/HP,

sehingga total heating surface = 1.102,7 ft2


commit to user



80

IV

4.1.1.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan adalah solar dengan :

Net Heating Value : 19440 Btu/lb

Density : 54,26 lb/ft3

Kebutuhan bahan bakar

mf = f

Q´h

dalam hal ini :

mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam

Q = kapasitas boiler, Btu/jam

η = effisiensi boiler

Dari figure 64 Severn hal 141 diperoleh harga η = 70%.

f = net heating value, Btu/lb

mf = 0,7x19440

3.691.398

= 271,27 lb/jam

Volume bahan bakar = 3lb/ft54,26

lb/jam271,27 = 4,999 ft3 / jam

4.1.1.4 Spesifikasi Boiler

Tipe : Fire tube boiler

Jumlah : 1 buah

Bahan bakar : solar

Heat Surface : 1.102,7 ft2


commit to user



81

IV

4.1.2 Unit Pengadaan dan Pengolahan air

4.1.2.1 Penyediaan air

Kebutuhan air diperoleh dari sungai Cikao yang dekat dengan kawasan

pabrik. Secara keseluruhan kebutuhan air di pabrik melamin dipergunakan untuk

keperluan :

1. Air Pendingin

Air pendingin digunakan sebagai media pendingin dengan pertimbangan :

a. Air dapat diperoleh dengan mudah dalam jumlah yang besar.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.

d. Tidak terdekomposisi.

Air yang digunakan sebagai air pendingin tidak boleh mengandung zat-zat

sebagai berikut :

a. Besi, yang dapat menimbulkan korosi.

b. Silika, yang dapat menyebabkan kerak.

c. Oksigen terlarut, yang dapat menyebabkan korosi.

d. Minyak, yang merupakan penyebab terganggunya film corrotion inhibitor,

menurunkan heat transfer coefficient dan dapat menjadi makanan mikroba

sehingga menimbulkan endapan.

2. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk kebutuhan air minum, laboratorium, kantor dan

perumahan. Syarat air sanitasi antara lain :


commit to user



82

IV

Syarat fisik :

a. Suhu dibawah suhu udara luar

b. Warna jernih, turbidity < 10 ppm

c. Tidak mempunyai rasa

d. Tidak berbau

Syarat kimia :

a. Tidak mengandung zat anorganik

b. Tidak beracun

c. kadar klor bebas sekitar 0,7 ppm

Syarat Bakteriologis :

Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri patogen.

3. Air umpan boiler

Air ini merupakan air yang digunakan untuk menghasilkan steam dan untuk

kelangsungan proses. Meskipun terlihat jernih, tetapi pada umumnya air masih

mengandung larutan garam dan asam.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler

adalah sebagai berikut :

a. Zat yang menyebabkan korosi

Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan karena air mengandung

larutan asam dan gas –gas yang terlarut seperti O2, CO2, H2S, dan NH3.

b. Zat yang menyebabkan kerak (scale forming )

Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi ,

yang biasanya berupa garam –garam karbonat dan silika.


commit to user



83

IV

c. Zat yang menyebabkan foaming

Air yang diambil dari proses pemanasan biasanya menyebabkan foaming

pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik dan zat-zat yang

tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi akibat adanya

alkalinitas tinggi.

4. Air Hydrant

Air hydrant adalah air yang digunakan untuk mencegah kebakaran. Pada

umumnya air jenis ini tidak memerlukan persyaratan khusus.

4.1.2.2 Pengolahan Air

Pengolahan air bertujuan untuk memenuhi syarat-syarat air untuk dapat

digunakan sesuai dengan keperluan. Pengolahan air ini meliputi pengolahan

secara fisik dan kimia, serta dengan menambahkan desinfektan.

Mula – mula air baku (raw water) dilewatkan screener kemudian

diumpankan ke dalam bak penampung, kemudian diaduk dengan putaran tinggi

sambil diinjeksikan bahan – bahan kimia, seperti :

§ Alumunium Sulfat (Al2(SO4)3) sebagai flokulan yang berfungsi untuk

mengikat partikel – partikel kecil yang menyebabkan keruhnya air

menjadi flok yang lebih besar.

§ Coagulan Aid, yang berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan

dengan membentuk flok yang lebih besar.

Keluar dari tangki, air dimasukkan ke dalam clarifier dimana flok – flok

yang terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah.


commit to user



84

IV

Lumpur yang diendapkan di blow down, sedangkan air yang keluar dari bagian

atas dialirkan ke dalam tempat penampungan sementara.

Air yang sudah cukup bersih tersebut kemudian diumpankan ke dalam

sand filter, yang bertujuan untuk menyaring kotoran yang tidak terendapkan pada

proses sebelumnya. Setelah proses penyaringan di sand filter selesai, air

kemudian ditampung di dalam dua buah tangki, yaitu :

Ø Filtered Water Storage Tank

Ø Portable Water Storage Tank

1. Filtered Water Storage Tank

Filtered Water Storage Tank berfungsi untuk menampung air yang

digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidrant, dan air umpan

boiler. Agar memenuhi syarat sebagai air pendingin dan air umpan boiler maka

filtered water pada filtered water storage tank harus mengalami treatment lebih

lanjut. Treatment tersebut adalah :

a. Unit Demineralisasi Air

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung di

dalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na+, dan lain-lain dengan menggunakan resin.

Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lebih lanjut

menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water).

Demineralisasi diperlukan karena air umpan boiler memerlukan syarat-syarat

antar lain :

v Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang dikehendaki maupun

pada tube heat exchanger. Jika steam digunakan sebagai pemanas yang


commit to user



85

IV

biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika, hal ini akan

mengakibatkan turunnya efisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan

boiler tidak beroperasi sama sekali.

v Bebas dari gas-gas yang dapat menimbulkan korosi terutama gas O2,

CO2, H2S dan NH3

v Bebas dari zat yang menyebabkan foaming

Air yang diambil dari proses pemanasan biasanya menyebabkan

foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik dan zat-

zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi akibat

adanya alkalinitas yang tinggi

Pengolahan air di unit demineralisasi , yaitu :

Ø Activated carbon filter

Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter yang berfungsi

untuk menghilangkan warna, bau dan zat-zat organik lainnya. Air yang

keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0 – 7,5.

Ø Cation exchanger

Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation exchanger untuk

menghilangkan kation - kation mineralnya. Kemungkinan jenis kation

yang ditemui adalah Mg2+, Ca2+, K+, Fe2+, Mn2+ dan Al3+.

Cation exchanger merupakan silinder baja tegak yang berisi resin R-H,

yaitu suatu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H+.

Reaksi : Mn+ + n R – H RMn + n H+ ............ ( 4.1 )

(logam) (resin)


commit to user



86

IV

Ion Mn+ dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari resin R – H sehingga

air yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2 – 3,3. Regenerasi

dilakukan jika resin sudah berkurang kereaktifannya (jenuh), biasanya

dilakukan pada selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang

telah melewati unit ini. Regenerasi ini dilakukan dengan asam sulfat dan

dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash atau cuci balik, dan

regenerasi dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat dan pembilasan

dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah

kebalikan dari reaksi operasi, yaitu :

RMn + H2SO4 n R-H + MnSO4 (resin jenuh) ............ ( 4.2 )

dan selanjutnya dikirim ke unit Demin Water Storage sebagai penyimpan

sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai air umpan boiler

Ø Anion Resin Exchanger

Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion

exchanger untuk menghilangkan anion – anion mineralnya. Kemudian

jenis anion yang ditemukan adalah HCO3- ; SO- ; Cl- ; SiO-.

Anion exchanger merupakan silinder tegak yang berisi resin R-OH.

Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai berikut :

X + ROH ↔ RX + OH ...................................................................... ( 4.3 )

Dimana: R : Resin

M : anion seperti SO42- dan Cl-


commit to user



87

IV

Pada saat operasi reaksi pengikatan anion, ion negatif X akan digantikan

oleh OH dari resin ROH. Regenerasi dilakukan dengan menggunakan

NaOH. Reaksi yang terjadi pada regenerasi adalah :

RX + NaOH ↔ ROH + NaX ......................................................... ( 4.4 )

Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH 6,1 – 6,9 dan

selanjutnya dikirim ke unit demineralisasi water storage sebagai

penyimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai umpan ketel.

b. Deaerator

Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas terlarut

terutama oksigen dan karbondioksida. Gas-gas tersebut harus dihilangkan dari

air karena dapat menimbulkan korosi. Gas-gas tersebut dihilangkan dalam

suatu deaerator. Pada deaerator gas diturunkan sampai kadar 5 ppm.

Deaerator beroperasi pada tekanan 6-8 atm dan suhu 413 K.

Ke dalam deaerator diinjeksikan zat-zat kimia sebagai berikut :

v Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut :

2N2H2 + O2 « 2N2 + H2O ................................................................ ( 4.5 )

Nitrogen sebagai hasil reaksi bersama-sama dengan gas lain dihilangkan

melalui striping dengan uap bertekanan rendah.

v Larutan amoniak yang berfungsi mengatur pH

Larutan amoniak ditambahkan untuk menjaga pH air yang keluar dari

dearator pH-nya sekitar 7,0-7,5. Keluar dari dearator, kemudian

diinjeksikan larutan fosfat (Na3PO4H2O) ke dalam air umpan ketel untuk

mencegah terbentuknya kerak silika dan kalsium pada steam drum dan


commit to user



88

IV

boiler tube. Sebelum diumpankan ke boiler air terlebih dahulu diberi

dispersan untuk mencegah terjadinya penggumpalan atau pengendapan

fosfat.

2. Portable Water Storage Tank

Portable Water Storage Tank berfungsi menampung air yang digunakan

untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman (air sanitasi). Untuk air

sanitasi, air dipompakan ke tangki disinfektan kemudian didistribusikan ke

seluruh pabrik. Proses ini bertujuan untuk membunuh kuman-kuman di dalam air,

dengan menambahkan Cl2 cair yang

berfungsi sebagai disinfektan.

Tahapan-tahapan proses pengolahan air sungai dalam unit pengadaan air

ini disajikan dalam diagram pada gambar 4.1


commit to user



89

IV

Gambar 4.1 Diagram Pengolahan Air


commit to user



90

IV

4.1.2.3 Kebutuhan air

1. Kebutuhan air pendingin

Kebutuhan air untuk pendingin dapat dilihat pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin

No. Kode Nama Alat Kebutuhan (kg/jam) Kebutuhan (m3/hr)

1 HE-03 Cooler 55.404,44 1.329,71

2 HE-04 Cooler 18.506,37 444,15

Total 73.910,81 1.773,86

Total kebutuhan air pendingin = 73.910,81kg/jam = 3,91 m3/jam = 1.773,86

m3/hari. Diperkirakan terjadi kehilangan sebesar 10 % karena blowdown dan

penguapan sehingga total make up air perhari adalah 177,39 m3/hari.

2. Kebutuhan air perkantoran dan perumahan

Kebutuhan air perkantoran dan perumahan dapat diperkirakan sebagai berikut

ª Air untuk karyawan kantor.

Kebutuhan air untuk karyawan diperkirakan 40 lt/org/hari(Linslay,hal.93)

sehingga untuk 190 orang diperlukan 7.600 lt/hari = 7,6 m3/ hari

ª Air untuk laboratorium, pembersihan, pertamanan dan lain-lain

diperkirakan 10 m3/hari

ª Make up air umpan boiler

Kebutuhan make up air umpan boiler sebanyak 8,21 m3/hari


commit to user



91

IV

Tabel 4.2 Kebutuhan air total

No. Jenis Kebutuhan air (m3/hari)

Air Pendingin Steam Air Sanitasi

1 Boiler - 43,49 -

2 Cooler 1.784,57 - -

3 Make-up air pendingin 178,46 - -

4 Karyawan kantor - - 7,6

5 Kantin dan poliklinik - - 3,02

6 Laboratorium,

kebersihan, taman dll

- - 2,84

Total 1.963,02 43,49 13,46

Total kebutuhan air untuk semua unit adalah 2019,97 m3/hari.

Diperkirakan terjadi loss sebesar 5 % sehingga make up air dari sumber air adalah

101 m3/hari.

4.1.3 Unit Pembangkit Tenaga Listrik

Kebutuhan tenaga listrik diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN)

dan ditambah dengan generator cadangan. Generator yang digunakan adalah

generator bolak-balik dengan pertimbangan :

ª Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar

ª Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan trafo sesuai kebutuhan


commit to user



92

IV

Generator AC yang digunakan adalah jenis 3 phase yang memiliki keuntungan :

v Tegangan listrik stabil

v Daya kerja lebih besar

v Kawat penghantar lebih sedikit

v Motor yang digunakan relatif murah dan sederhana

4.1.3.1 Kebutuhan Listrik

Kebutuhan listrik pabrik meliputi :

1. Keperluan Proses dan pengolahan air

Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air meliputi:

Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk proses

No. jenis alat HP

1 P-01 10

2 P-02 10

3 P-03 40

4 P-04 20

5 BL-01 0,75

6 BL-02 7

7 BL-03 4

8 C-01 161,97

9 C-02 64,09

10 BE-01 0,75

11 BE-02 0,25

Total 318,80

Power yang dibutuhkan = 318,80 HP x 0,746 KW = 237,83KW


commit to user



93

IV

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk pengolahan air

Kode Nama alat Jumlah HP Total

PWT-01 Pompa dari sungai ke bak penampung 1 2 2

PWT-02

Pompa dari bak penampung ke bak

pengendap

1 0.5 0.5

PWT-03

Pompa dari bak pengendap ke tangki

filtrasi

1 5 5

PWT-04 Pompa dari tangki filtrasi ke CL 1 2 2

PWT-05

Pompa dari bak air bersih ke bak

pnampung sanitasi

1 0.25 0.25

PWT-06

Pompa dari bak air bersih ke kation

exchanger

1 2 2

PWT-07

Pompa dari kation exchanger ke anion

exchanger

1 0.5 0.5

PWT-08

Pompa dari AE ke bak penyimpan

demin water

1 4 4

PWT-09

Pompa dari bak demin water ke

deaerator

1 0.25 0.25

PWT-10 Pompa ke tangki air umpan boiler 1 0.25 0.25

PWT-11 Pompa ke cooling tower 1 1.5 1.5

F-1 Fan Cooling water 2 2 4

Total 20.25

Power yang dibutuhkan = 20,25 HP x 0,746 KW

= 15,11 KW


commit to user



94

IV

2. Keperluan Penerangan dan Kantor

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik untuk penerangan

No Penggunaan Lahan Luas

(m2) @ W/m2

Jumlah

Lampu Watt

1 pos keamanan 50 40 W/35 m2 2 80

2 ruang kontrol 105 40W/25 m2 5 200

3 gudang 400 40W/50 m2 8 320

4 kantor 700 40W/30 m2 23 920

5 musholla 50 40W/50 m2 1 40

6 kantin 300 40W/40 m2 8 320

7 poliklinik 180 40W/30 m2 6 240

8 laboratorium 210 40W/25 m2 9 360

9 bengkel 200 40W/40 m2 5 200

10 K-3 & fire safety 100 40W/30 m2 4 160

11 Garasi 660 40W/40 m2 16 640

12 daerah proses* 1000 100W/100m2 10 1000

13 daerah utilitas* 1000 100W/100m2 10 1000

14 unit pengolahan limbah* 495 100w/100m2 5 500

15 area pengembangan* 2025 100W/1000m2 2 200

16 tempat parkir* 600 100W/100 m2 6 600

17 taman dan jalan* 7925 100W/200 m2 40 4000

total 16000 160 10780

Keterangan : * area diluar ruangan

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu TL 40

watt. Jumlah lampu adalah 87 buah,

Total daya = 87 x 40 watt =3.480watt = 3,48 KW


commit to user



95

IV

Untuk halaman, jalan, tempat parkir, tempat proses dan daerah perluasan

digunakan lampu Mercury 100 W. Jumlah lampu adalah 73 buah,

Total daya = 73 x 100 watt = 7.300 Watt

Total daya penerangan = 3.480 + 7.300 = 10.780 Watt

= 10,78 kW

Listrik untuk AC diperkirakan sebesar 15000 watt = 15 kW

3. Keperluan laboratorium dan Instrumentasi

Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi diperkirakan sebesar 20 kW.

4. Listrik untuk bengkel dan pemeliharaan diperkirakan sebesar 30 kW

Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik

No. Jenis Kebutuhan Listrik (kW)

1 Proses 237,83

2 Pengolahan air 15,11

3 Udara tekan 8,21

4 Penerangan 10,78

5 AC 15

6 Lab. & Instrumentasi 20

7 Bengkel & Pemeliharaan 30

Total 336,92

4.1.3.2 Generator

Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada pabrik melamin ini, digunakan

generator dengan efisiensi 80 %, maka input generator dapat dihitung :

P = 336,92 kW/0,8

= 421,15 kW


commit to user



96

IV

Ditetapkan input generator = 450 kW, sehingga untuk keperluan lain masih

tersedia = 28,85 kW.

Spesifikasi generator :

Tipe : AC Generator

Kapasitas : 450 kW

Tegangan : 220/230 V

Efisiensi : 80 %

Phase : 3

Jumlah : 1 buah

Bahan bakar : solar

4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar

Unit penyedia bahan bakar bertujuan untuk memenuhi kebutuhan bahan

bakar pada generator, furnace dan boiler.

a. Untuk menjalankan generator listrik dibutuhkan bahan bakar dengan

spesifikasi :

Jenis : solar

Net Heating Value : 19440 Btu/lb

Density : 54,26 lb/cuft

Kapasitas generator yang digunakan adalah 450 kW = 1.535.469,34 Btu/jam.

Kebutuhan bahan bakar 1944026,548,0

341.535.469,xx

= = 1,82 ft3/jam


commit to user



97

IV

b. Untuk furnace

Dari neraca panas diperlukan solar sebanyak = 28,56 ft3/jam

c. Untuk boiler

Dari perhitungan diperlukan solar sebanyak = 5,00 ft3/jam

Tabel 4.7 Total Kebutuhan Bahan Bakar

No. Jenis Kebutuhan bahan bakar (ft3/jam)

1 Generator 1,82

2 Furnace 28,56

3 Boiler 5,00

Total 35,38

Jadi jumlah kebutuhan bahan bakar total adalah 35,38 ft3/jam x 24 jam/hari x

1/(3,280823) m3/ft3 = 24,05 m3/hari.

4.1.5 Unit Penyedia Molten salt

Unit penyedia molten salt bertujuan untuk memenuhi kebutuhan molten

salt yang digunakan untuk memanaskan reaktor sampai mencapai kondisi operasi.

Molten salt yang digunakan terdiri dari 55% KNO3 dan 45% NaNO2. Dari

neraca panas didapat kebutuhan molten salt sebanyak = 458.959,12 kg/jam.


commit to user



98

IV

4.1.6 Unit Penyedia Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik Hidrogen ini

diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk

menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang

berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm.

Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :

Kode : KU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 100 m3/jam

Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)

Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)

Suhu udara : 35 oC

Efisiensi : 80 %

Daya kompresor : 11 HP


commit to user



99

IV

4.1.7 Unit Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan oleh pabrik melamin diklasifikasikan dalam

bentuk cair dan padat.

A. Limbah cair berasal dari :

a. Limbah Sanitasi

Limbah sanitasi pembuangan air yang sudah terpakai untuk keperluan

kantor dan pabrik lainnya seperti pencucian, air masak dan lain-lain.

Penanganan limbah ini tidak memerlukan penanganan khusus karena

seperti limbah rumah tangga lainnya, air buangan ini tidak mengandung

bahan-bahan kimia yang berbahaya. Yang perlu diperhatikan disini adalah

volume buangan yang diijinkan dan kemana pembuangan air limbah ini.

b. Air berminyak

Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa kompresor dan

alat-alat lain. Pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya.

Minyak di bagian atas dialirkan ke tungku pembakar, sedangkan air di

bagian bawah dialirkan ke penampungan terakhir kemudian dibuang.

c. Air sisa regenerasi

Air sisa regenerasi dari unit demineralisasi mengandung H2SO4 yang

kemudian dinetralkan dalam kolam netralisasi hingga pH mencapai sekitar

6,5 – 7, serta mengandung O2 minimal 3 ppm.


commit to user



100

IV

d. Air Limbah Laboratorium dan Limbah Cair dari Proses

Secara umum air limbah yang berasal dari setiap kegiatan di pabrik

melamin ini harus diolah agar dapat dibuang ke lingkungan dengan kisaran

parameter air yang sesuai dengan peraturan pemerintah, yaitu :

- COD : maks. 100 mg/l

- BOD : maks. 20 mg/l

- TSS : maks. 80 mg/l

- Oil : maks. 5 mg/l

- pH : 6,5 – 8,5

Adapun langkah-langkah proses waste water treatment adalah sebagai

berikut :

1. Oil separator

Limbah cair dialirkan dalam oil separator untuk memisahkan limbah dari

minyak secara fisika berdasarkan perbedaan berat jenis. Minyak akan

dialirkan dalam oil tank dan jika penuh akan dibuang dan kemudian

dibakar. Sedangkan limbah yang tidak mengandung limbah yang tidak

mengandung minyak dialirkan kedalam bak ekualisasi.

2.Ekualisasi

Limbah yang telah dipisahkan dari minyak dialirkan ke dalam bak

ekualisasi dan dicampur agar homogen untuk mengekualisasi beban

pengolahan limbah pada tahap selanjutnya.


commit to user



101

IV

3.Netralisasi

Sebelum menuju tahap pengolahan limbah selanjutnya, limbah harus

berada pada kondisi pH netral agar padatan dalam limbah bisa diendapkan

pada tahap berikutnya yaitu tahap flokulasi dan koagulasi. Apabila kondisi

pH asam maka ditambahkan NaOH, sebaliknya apabila kondisi pH basa

maka ditambahkan H2SO4. Penambahan zat penetral ini dilakukan secara

otomatis oleh dozing pump yang telah dilengkapi dengan indikator.

4.Koagulasi dan Flokulasi

Pada tahap in, dilakukan penambahan Poly Aluminium Cloride (PAC) dan

Poly Electralic Aionic (PEA) yang berfungsi untuk membentuk flok – flok

berukuran besar. Selanjutnya disertai dengan pengadukan yang sangat

lambat.

5.Sedimentasi

Sedimentasi berfungsi untuk memisahkan limbah cair dari padatan –

padatan yang terkandung didalamnya. Flok – flok yang terbentuk pada

limbah karena penambahan flokulan dipisahkan secara gravitasi dengan

mengendapkannya pada bak sedimentasi. Endapan yang terbentuk

dikirimkan ke Drying Bed untuk dikeringkan.

6.Filtrasi

Tahap ini berfungsi untuk memisahkan cairan dari padatan – padatan

seperti pasir dan padatan – padatan yang belum mengendap pada bak

sedimentasi.


commit to user



102

IV

7.Bak Biocontrol

Bak ini digunakan untuk mengontrol keberhasilan pengolahan limbah

yang telah dilakukan. Bak ini diisi dengan makhluk hidup sebagai

indikator, biasanya diisi dengan ikan. Apabila ikan tersebut bisa hidup

dengan baik maka pengolahan limbah dikatakan berhasil.

Tahapan langkah proses water waste treatment dapat disajikan dalam

bentuk bagan pada gambar 4.2

Gambar 4.2 Diagram Alir Waste Water Treatment


commit to user



103

IV

B. Limbah padat berupa lumpur/pasir yang dihasilkan dari unit pengolahan

air dimanfaatkan sebagai penimbun yang sebelumnya diturunkan kadar

airnya. Sedang limbah padat dari toilet diolah di septic tank dan dikirim

ke perusahaan pengelola limbah lanjut

4.2 Laboratorium

Keberadaan laboratorium dalam suatu pabrik sangat penting untuk

mengendalikan mutu hasil produksi. Analisa yang dilakukan dalam rangka

pengendalian mutu meliputi analisa bahan baku , analisa proses dan analisa

kualitas produk.

Program kerja laboratorium secara umum meliputi :

1. Menganalisa bahan baku dan bahan penunjang yang akan digunakan

2. Menganalisa produk yang akan dipasarkan

3. Melakukan percobaan yang ada kaitannya dengan proses produksi

4. Memeriksa kadar zat-zat yang dapat menyebabkan pencemaran pada buangan

pabrik

4.2.1 Program Kerja Laboratorium

Untuk mengendalikan kualitas produk pabrik melamin ini, maka perlu

dilakukan pengujian mutu produk yang optimal. Adapun analisa pada proses

pembuatan melamin adalah sebagai berikut :

ª Analisa bahan baku berupa Urea, Amonia dan CO2, yang meliputi : analisa

komposisi, spesific gravity


commit to user



104

IV

ª Analisa bahan dalam aliran proses, meliputi : analisadan komposisi bahan.

ª Analisa terhadap produk utama Melamin yang meliputi analisa komposisi,

kadar air, specific gravity

Sedangkan analisa di unit utilitas meliputi :

v Analisa boiled feed water, meliputi analisa Dissolved Oxygen, pH,

hardness, total solid, suspended solid, serta oil dan organic matter.

v Analisa air sanitasi, meliputi pH, suhu, kebasaan, zat padat terlarut.

v Analisa penukar ion, meliputi kesadahan CaCO3, silikat sebagai SiO2

v Analisa air minum meliputi analisa pH, chlor sisa dan kekeruhan.

Sehingga memenuhi standar baku mutu air minum.

Dalam melaksanakan program kerjanya, laboratorium dibagi menjadi 3

bagian :

a. Laboratorium Pengamatan

Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisika

terhadap semua stream yang berasal dari proses produksi maupun tangki

serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan spesifikasi

hasil pengamatan. Jadi pemeriksaan dan pengamatan dilakukan terhadap

bahan baku, produk akhir dan produk samping.

b. Laboratorium Analisa

Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap sifat-sifat

dan kandungan kimiawi bahan baku, produk akhir, hasil keluaran

purging, kadar akhir, utilitas, dan bahan-bahan kimia yang digunakan

(aditif, bahan-bahan injeksi, dan lain-lain).


commit to user



105

IV

c. Laboratorium Penelitian, Pengembangan dan Lingkungan

Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan penelitian dan

pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan kualitas

material terkait dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari

laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan penelitian hal-hal

yang baru untuk keperluan pengembangan dan senantiasa melakukan

penelitian terhadap kondisi lingkungan.

4.2.2 Alat-alat utama Laboratorium

Alat-alat utama yang digunakan dalam laboratorium terdiri atas :

1. Gas Cromatograph

Alat ini digunakan untuk menentukan komposisi dalam gas, seperti

ammonia, karbondioksida dan sebagainya

2. Spektrofotometer infra red

Spektrofotometer infra red digunakan untuk menentukan komposisi dan

jumlah senyawa dari padatan.

3. Water Content Tester

Alat ini digunakan untuk menentukan kadar air dalam produk

4. pH meter

pH meter digunakan untuk mengetahui derajat keasaman larutan

5. Spektrofotometer

Spektrofotometer digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu senyawa

yang terlarut dalam air


commit to user



106

IV

6. Hidrometer

Alat ini digunakan untuk mengukur spesific gravity

7. Turbidy meter

Turbidy meter digunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan air


commit to user


MANAJEMEN PERUSAHAAN

107

V

BAB V


5.1 Bentuk Perusahaan

Pabrik melamin yang akan didirikan, direncanakan mempunyai :

· Bentuk : Perseroan Terbatas (PT)

· Lapangan Usaha : Industri Melamin

· Lokasi Perusahaan : Cikampek, Jawa Barat

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, yaitu

(Widjaja, 2003) :

1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan.

2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya

dipegang oleh pimpinan perusahaan.

3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan

adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta

stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.

4. Kelangsungan Perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan

berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan.

5. Efisiensi dari manajemen

Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris

dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.


commit to user



108

V

6. Lapangan usaha lebih luas

Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari

masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.

5.2 Struktur Organisasi

Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang

kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi

yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan.

Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa

azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain (Zamani, 1998) :

a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas

b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi

c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi

d) Adanya kesatuan arah (unity of direction) dan perintah ( unity of command )

e) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab

f) Adanya pembagian tugas (distribution of work)

g) Adanya koordinasi

h) Struktur organisasi disusun sederhana

i) Pola dasar organisasi harus relatif permanen

j) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure)

k) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya

l) Penempatan orang harus sesuai keahliannya


commit to user



109

V

Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang

baik yaitu Sistim Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan

praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam

sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung

jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli

yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat

akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan

perusahaan.

Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis

dan staf ini, yaitu ( Zamani, 1998 ) :

1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok

organisasi dalam rangka mencapai tujuan.

2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya

dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional.

Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan)

dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan

dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan

Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan

teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran,

keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian

yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari


commit to user



110

V

pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan

membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan

mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan

perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang

kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas

masing - masing seksi ( Widjaja, 2003 ).

Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :

a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab

setiap orang yang terlibat di dalamnya

b. Penempatan tenaga kerja yang tepat

c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen

perusahaan yang lebih efisien.

d. Penyusunan program pengembangan manajemen

e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada

f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti

kurang lancar.

Struktur organisasi pabrik Melamin disajikan pada Gambar 5.1.


commit to user



111

V

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Melamin


commit to user



112

V

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 (Widjaja, 2003) :

1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris

2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur

3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari

perusahaan.

5.3.2 Dewan Komisaris

Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham

sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.

Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi (Widjaja, 2003) :

1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target

perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran

2. Mengawasi tugas - tugas direksi

3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting


commit to user



113

V

5.3.3 Dewan Direksi

Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung

jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama

bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang

telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur

produksi dan direktur keuangan-umum.

Tugas direktur umum, antara lain (Djoko, 2003) :

1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan

pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang

saham.

2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan

yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen.

3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat

pemegang saham.

4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian

keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).

Tugas dari direktur produksi antara lain :

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan

rekayasa produksi.

2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala

bagian yang menjadi bawahannya.


commit to user



114

V

Tugas dari direktur keuangan antara lain:

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan,

dan pelayanan umum.

2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala

bagian yang menjadi bawahannya.

5.3.4 Staf Ahli

Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam

menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi.

Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian

masing - masing.

Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :

1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.

2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan.

3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)

Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan

bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu

Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan


commit to user



115

V

Tugas dan wewenangnya meliputi :

1. Memperbaiki mutu produksi

2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi

3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang

5.3.6 Kepala Bagian

Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan

mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis

wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga

bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur

utama.

Kepala bagian terdiri dari:

1. Kepala Bagian Produksi

Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam

bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi

yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses,

seksi pengendalian, dan seksi laboratorium.

· Tugas seksi proses antara lain :

a. Mengawasi jalannya proses produksi

b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak

diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.


commit to user



116

V

· Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal - hal yang dapat mengancam

keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada.

· Tugas seksi laboratorium, antara lain:

a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu

b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi

c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik

d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi.

2. Kepala Bagian Teknik

Tugas kepala bagian teknik, antara lain:

a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan

utilitas

b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya

Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan seksi

keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.

· Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :

a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik

b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik

· Tugas seksi utilitas adalah melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk

memenuhi kebutuhan proses, air, steam, dan tenaga listrik.


commit to user



117

V

· Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :

a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal - hal yang berhubungan

dengan keselamatan kerja

b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran

3. Kepala Bagian Keuangan

Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan

umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu

seksi administrasi dan seksi keuangan.

· Tugas seksi administrasi adalah menyelenggarakan pencatatan utang piutang,

administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan.

· Tugas seksi keuangan antara lain :

a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat

ramalan tentang keuangan masa depan

b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan

(Djoko, 2003)

4. Kepala Bagian Pemasaran

Kepala Bagian Pemasaran bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan

umum dalam bidang bahan baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi

2 seksi yaitu seksi pembelian dan seksi pemasaran.


commit to user



118

V

· Tugas seksi pembelian, antara lain :

a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan

dalam kaitannya dengan proses produksi

b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar

masuknya bahan dan alat dari gudang.

· Tugas seksi pemasaran :

a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi

b. Mengatur distribusi hasil produksi

5. Kepala Bagian Umum

Kepala Bagian Umum bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum

dalam bidang personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta

mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian

imim membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.

· Seksi personalia bertugas :

a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin

antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan

waktu dan biaya.

b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja

yang tenang dan dinamis.

· Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.


commit to user



119

V

· Seksi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan

masyarakat di luar lingkungan perusahaan.

· Seksi keamanan bertugas :

a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan

karyawan di lingkungan pabrik.

b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan

c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern

perusahaan.

5.3.7 Kepala Seksi

Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai

dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh

hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap

kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing - masing sesuai dengan

seksinya.

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan

Pabrik melamin ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan proses

produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan

untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam kerja

karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift.


commit to user



120

V

5.4.1 Karyawan non shift

Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi

secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala

bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.

Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan

pembagian kerja sebagai berikut :

Jam kerja :

· Hari Senin – Jum’at : Jam 08.00 – 17.00

Jam Istirahat :

· Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00

· Hari Jum’at : Jam 11.00 – 13.00

5.4.2 Karyawan Shift atau Ploog

Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses

produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai

hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk

karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian

gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta

keamanan pabrik.


commit to user



121

V

Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai

berikut :

Shift Pagi : Jam 07.00 – 15.00

Shift Sore : Jam 15.00 – 23.00

Shift Malam : Jam 23.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D) dimana

dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok yang masuk, sehingga ada satu kelompok

yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, kelompok

yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok

ditampilkan dalam bentuk Tabel 5.1


commit to user



122

V

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift

Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A P P S S M M L L P P

B S S M M L L P P S S

C M M L L P P S S M M

D L L P P S S M M L L

Hari 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

A S S M M L P P S S M

B M M L L P S S M M L

C L L P P S M M L L P

D P P S S M L L P P S

Hari 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

A M L L P P S S M M L

B L P P S S M M L L P

C P S S M M L L P P S

D S M M L L P P S S M

Keterangan : P : Pagi M : Malam S : Siang L : Libur

Jadwal untuk tanggal pada bulan selanjutnya, berulang ke susunan awal.


commit to user



123

V

Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor

kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi

kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan

perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh

pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para

karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003).

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah

Pada pabrik Melamin ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada

status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat

dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut :

1. Karyawan tetap

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

Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa

SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.

3. Karyawan borongan

Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila

diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.


commit to user



124

V

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji

5.6.1. Penggolongan Jabatan

1. Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum

2. Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia

3. Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi

4. Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia

5. Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Mesin

6. Kepala Bagian Pemasaran : Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi

7. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi

8. Kepala Bagian Umum : Sarjana Sosial

9. Kepala Seksi : Ahli Madya

10. Operator : STM/SLTA/SMU

11. Sekretaris : Akademi Sekretaris

12. Dokter : Sarjana Kedokteran

13. Perawat : Akademi Perawat

14. Lain-lain : SD/SMP/Sederajat

5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji

Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan

yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien. Jumlah karyawan di

pabrik Melamin ini disajikan dalam tabel 5.2 dan pada tabel 5.3 tersaji

penggolongan dan gaji karyawan.


commit to user



125

V

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya

No. Jabatan Jumlah

1 Direktur Utama 1

2 Direktur Produksi dan Teknik 1

3 Direktur Keuangan dan Umum 1

4 Staff Ahli 2

5 Litbang 2

6 Sekretaris 3

7 Kepala Bagian Produksi 1

8 Kepala Bagian Litbang 1

9 Kepala Bagian Teknik 1

10 Kepala Bagian Umum 1

11 Kepala Bagian Keuangan 1

12 Kepala Bagian Pemasaran 1

13 Kepala Seksi Proses 1

14 Kepala Seksi Pengendalian 1

15 Kepala Seksi Laboratorium 1

16 Kepala Seksi Safety & lingkungan 1

17 Kepala Seksi Pemeliharaan 1

18 Kepala Seksi Utilitas 1

19 Kepala Seksi Administrasi Keuangan 1

20 Kepala Seksi Keuangan 1

21 Kepala Seksi Pembelian 1

22 Kepala Seksi Personalia 1


commit to user



126

V

23 Kepala Seksi Humas 1

24 Kepala Seksi Keamanan 1

25 Kepala Seksi Penjualan 1

26 Kepala Seksi Pemasaran 1

27 Karyawan Proses 32

28 Karyawan Pengendalian 8

29 Karyawan Laboratorium 8

30 Karyawan Penjualan 8

31 Karyawan Pembelian 6

32 Karyawan Pemeliharaan 10

33 Karyawan Utilitas 8

34 Karyawan Administrasi 5

35 Karyawan Kas 5

36 Karyawan Personalia 5

37 Karyawan Humas 5

38 Karyawan Keamanan 24

39 Karyawan Pemasaran 8

40 Karyawan Safety & Lingkungan 5

41 Dokter 3

42 Perawat 3

43 Sopir 5

44 Pesuruh 12

T O T A L 190


commit to user



127

V

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan

Gol. Jabatan Gaji/Bulan Kualifikasi

I Direktur Utama Rp. 50.000.000,00 S1 Pengalaman 10 tahun

II Direktur Rp. 30.000.000,00 S1 Pengalaman 10 tahun

III Staff Ahli Rp. 20.000.000,00 S1 pengalaman 5 tahun

IV Litbang Rp. 15.000.000,00 S1 pengalaman

V Kepala Bagian Rp. 8.000.000,00 S1/D3 pengalaman

VI Kepala Seksi Rp. 6.500.000,00 S1/D3 pengalaman

VII Sekretaris Rp. 5.000.000,00 S1/D3 pengalaman

VIII Karyawan Biasa Rp. 3.000.000 –

Rp.1.500.000,00 SMP/SLTA/D1/D3

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan

Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan, antara lain

(Mas’ud, 1988) :

1. Tunjangan

· Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan

yang bersangkutan

· Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang

karyawan


commit to user



128

V

· Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam

kerja berdasarkan jumlah jam kerja

2. Cuti

Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1

tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan

keterangan dokter.

3. Pakaian Kerja

Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap

tahunnya.

4. Pengobatan

Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh

kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku.

Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh

kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan.

5. Asuransi Tenaga Kerja

Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari

10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00 per bulan.


commit to user


ANALISA EKONOMI

129

VI

BAB VI

ANALISA EKONOMI

Pada prarancangan pabrik Melamin ini dilakukan evaluasi atau penilaian

investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini

dapat menguntungkan atau tidak. Yang terpenting dari prarancangan ini adalah

estimasi harga dari alat-alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk estimasi

analisa ekonomi, sedangkan analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan

perkiraan / estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi

suatu pabrik, besarnya laba yang diperoleh, lamanya modal investasi dapat

dikembalikan dan terjadinya titik impas. Selain itu analisa ekonomi dimaksudkan

untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau

tidak jika didirikan.

6.1. Penaksiran Harga Peralatan

Harga peralatan pabrik bisa diperkirakan dengan metode yang

dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan

dilakukan dengan menggunakan data Indeks Harga.

Penentuan harga dengan indeks dilakukan untuk alat dengan kapasitas

yang sama dan jenis yang sama namun berbeda tahunnya.


commit to user


ANALISA EKONOMI

130

VI

Tabel 6.1 Indeks harga alat

Tahun Chemical Engineering Plant Index 1991 361,3 1992 358,2 1993 359,2 1994 368,1 1995 381,1 1996 381,7 1997 386,5 1998 389,5 1999 390,6 2000 394,1 2001 394,3 2002 390,4

Sumber : Peters&Timmerhouse,2003

Gambar 6.1. Chemical Engineering Cost Index

Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan

least square sehingga didapatkan persamaan berikut:

Y = 3,6077 X - 6823,2

Tahun 2015 adalah tahun ke 20, sehingga indeks tahun 2015 adalah 450.

GRAFIK INDEKS HARGA

y = 3,6077x - 6823,2

355

360

365

370

375

380

385

390

395

400

405

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

Tahun

Inde

ks H

arga


commit to user


ANALISA EKONOMI

131

VI

Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2015) dan

dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada

masa sekarang digunakan persamaan :

y

xyx N

NEE =

dengan : Ex = harga pembelian alat pada tahun 2015

Ey = harga pembelian alat pada tahun 1954

Nx = indeks harga pada tahun 2015

Ny = indeks harga pada tahun 1954

6.2. Dasar Perhitungan

Kapasitas produksi = 20.000 ton/tahun

Satu tahun operasi = 330 hari

Tahun Pabrik didirikan = 2015

Harga Urea = Rp 6.353/kg

Harga Katalis = Rp 454/kg

Harga Melamin = Rp 14.520/kg

6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi :

1. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2015 dengan masa

konstruksi dan instalasi selama 1 tahun dan pabrik dapat beroperasi secara

komersial pada awal tahun 2016.

2. Kapasitas produksi adalah 20.000 ton/tahun.


commit to user


ANALISA EKONOMI

132

VI

3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.

4. Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk

perbaikan alat-alat pabrik.

5. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun. kecuali alat-alat tertentu (umur

pompa dan tangki adalah 5 tahun).

6. Salvage value di akhir umur pabrik senilai Rp. 0,00

7. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi.

8. Upah buruh asing US $ 10 per manhour

9. Upah buruh lokal Rp. 30.000,00 per manhour

10. Satu manhour asing = 3,2 manhour Indonesia

11. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.075,- ( www.monexnews.com )


commit to user


ANALISA EKONOMI

133

VI

6.4 Hasil Perhitungan

6.4.1 Fixed Capital Invesment (FCI)

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment

No Jenis Biaya (Rp.)

1. Harga peralatan 14.619.563.987

2. Instalasi 4.446.367.683

3. Pemipaan 3.739.284.572

4. Instrumentasi 2.918.719.347

5. Isolasi 483.291.371

6. Listrik 1.210.374.483

7. Bangunan 3.116.070.477

8. Tanah dan perbaikan lahan 25.038.690.159

9. Utilitas 2.898.382.206

Physical Plant Cost 58.490.744.284

10. Engineering & Construction 11.698.148.857

Direct Plant Cost 70.188.893.140

11. Contractor’s Fee 5.127.760.021

12. Contingency 10.528.333.971

Fixed Capital Investment 85.844.987.132


commit to user


ANALISA EKONOMI

134

VI

6.4.2 Working Capital Investment (WCI)

Tabel 6.3 Working Capital Investment

No. Jenis Harga (Rp.)

1. Persediaan bahan baku 4.048.116.124

2. In-process inventory 43.618.936

3. Product inventory 14.394.248.855

4. Extended credit 26.675.902.000

5. Available cash 14.394.248.855

Working Capital (WC) 59.556.134.770

6.4.3 Total Capital Investment (TCI)

TCI = FC + WC

= Rp. 85.844.987.132 + Rp. 59.556.134.770

= Rp. 145.401.121.903

6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC)

Tabel 6.4. Direct manufacturing cost

No. Jenis Biaya (Rp.)

1. Harga Bahan Baku 45.383.235.825

2. Labor 3.888.000.000

3. Supervisi 2.760.000.000

4. Maintenance 5.150.699.288

5. Plant Supplies 772.604.884

6. Royalti and patent 16.005.541.200

7. Utilitas 41.331.049.680

Total Direct Manufacturing Cost (DMC) 115.291.130.817


commit to user


ANALISA EKONOMI

135

VI

6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC)

Tabel 6.5. Indirect manufacturing cost


1. Payroll overhead 777.600.000

2. Laboratory 777.600.000

3. Plant over head 3.110.400.000

4. Packaging & Shipping 41.614.407.120

Total Indirect Manufacturing Cost (IMC)

46.280.007.120

6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC)

Tabel 6.6. Fixed manufacturing cost


1. Depresiasi 8.584.498.713

2. Property tax 1.716.899.743

3. Asuransi 858.449.871

Total Fixed Manufacturing Cost (FMC) 11.159.848.327

6.4.7 Total Manufacturing Cost = DMC + IMC + FMC

= Rp. 172.730.986.264

6.4.8 General Expense (GE)

Tabel 6.7. General expense


1. Administrasi 5.516.000.000

2. Sales 80.027.706.000

3. Riset 8.963.103.072

4. Finance 210.380.997

General Expense (GE) 94.717.190.069


commit to user


ANALISA EKONOMI

136

VI

6.4.9 Total Production Cost (TPC)

TPC = MC + GE

= Rp. 267.448.176.333

6.4.10 Analisa Kelayakan

a. Fixed manufacturing Cost ( Fa ) Depresiasi = Rp 8.584.498.713 Property Tax = Rp 1.716.899.743 Asuransi = Rp 858.449.871

Fa = Rp 11.159.848.327 b. Variabel Cost ( Va )

Raw material = Rp 45.383.235.825 Packaging + transport = Rp 41.614.407.120 Utilitas = Rp 41.331.049.680 Royalti = Rp 16.005.541.200

Va = Rp 144.334.233.825 c. Regulated Cost ( Ra )

Labor = Rp 3.888.000.000 Supervisi = Rp 2.760.000.000 Payroll Overhead = Rp 777.600.000 Plant Overhead = Rp 3.110.400.000 Laboratorium = Rp 777.600.000 General Expense = Rp 4.717.190.069 Maintenance = Rp 5.150.699.228 Plant Supplies = Rp 772.604.884

Ra = Rp 111.954.094.181

d. Penjualan ( Sa ) = Rp 320.110.824.000 BEP = ( Fa + 0,3 Ra ) / ( Sa - Va - 0,7 Ra ) x 100 % BEP = 45,94 % SDP = ( (0,3 Ra ) / ( Sa - Va - 0,7 Ra )) x 100 % SDP = 34,48 %


commit to user


ANALISA EKONOMI

137

VI

f. Pay Out Time ( POT )

POT sebelum pajak

FCI = Rp 85.844987.132 Profit sebelum pajak = Rp 52.662.647.667 Depresiasi = Rp 8.584.498.713 POT = 1,40 Tahun

POT Setelah pajak

Profit setelah pajak = Rp 39.496.985.750 POT = 1.79 Tahun

g. Discounted Cash Flow (DCF)

Future value analysis Persamaan: (FC+WC)(1+ i )n = WC+ SV+C ( (1+ i )n-3+ ( 1 + i )n-4+ …… + (1+ i )0 )

FC = Rp 85.844.987.132 WC = Rp 59.556.134.770 SV = salvage value = Rp 0 Finance = Rp 210.380.997 Umur pabrik = 10 Tahun

N = 10 Tahun C=laba setelah pajak+finance + besarnya depresiasi

= Rp

48.081.484.463

e. Percent Return on Investment (% ROI)

%ROI sebelum pajak Profit sebelum pajak = Rp 52.662.647.667 FCI = Rp 85.844987.132 % ROI sebelum pajak = 61.35%

%ROI setelah pajak Pajak 25% (UUPPh, 2010) = Rp 13.165.661.917 Profit setelah pajak = Rp 39.496.985.750 % ROI = 46.01%


commit to user


ANALISA EKONOMI

138

VI

dilakukan trial harga i untuk memperoleh harga kedua sisi persamaan sama . dengan trial and error diperoleh nilai i = 0,32

= 31,8 %

Tabel 6.8. Analisa kelayakan

No. Keterangan Hasil

Perhitungan Batasan

1.

% Return on Investment (ROI) :

ROI sebelum pajak

ROI setelah pajak

61,34%

46,01%

-

Min. 11%

2.

Pay Out Time (POT) :

POT sebelum pajak

POT setelah pajak

1,40 tahun

1,79 tahun

-

Maks. 5 tahun

3. Break Even Point (BEP) 45,94% 40 – 60%

4. Shut Down Point (SDP) 34,48% -

5. Discounted Cash Flow (DCF) 31,80%

Min. 9%

( Bunga Pinjaman )

Min 6 %

( Bunga deposito )

Pabrik melamin ini termasuk ke dalam kategori pabrik beresiko rendah. Dari hasil

analisa kelayakan tersebut dapat disimpulkan bahwa investasi pendirian pabrik

melamin ini lebih menarik untuk dilakukan daripada menyimpan uang di bank.


commit to user


ANALISA EKONOMI

139

VI

Gambar 6.2. Grafik Analisa Kelayakan


commit to user

jurusan teknik kimia fakultas teknik …/tugas... · tabel 1.3 kapasitas produksi perusahaan...

Documents