program s1 non reguler teknik kimia jurusan …... · limbah cair dan padat . ... pt pertamina...

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK FURFURAL

DARI TONGKOL JAGUNG

KAPASITAS 10.000 TON/TAHUN

Dikerjakan oleh :

Nurul Intan Nurbaiti I 1505003

Nugrahani Rah Prambasati I 1505017

PROGRAM S1 NON REGULER TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

LAMPIRAN

xvii

INTISARI

Nurul Intan Nurbaiti dan Nugrahani Rah Prambasati, 2010, Prarancangan

Pabrik Furfural dari Tongkol Jagung, Kapasitas 10.000 ton/tahun. Program

Studi S1 Non Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

Furfural banyak digunakan dalam industri kimia seperti bahan pembentuk

resin cetak, sebagai senyawa intermediate pada pembuatan pyrole, pyrolidine,

pyrilidine dan piperidine, sebagai bahan baku pembuatan senyawa furan yang lain

seperti furfuryl alcohol, tetrahidrofuran dan furan resin, sebagai pelarut dalam

industri pemurnian minyak pelumas, pemurnian minyak nabati dan hewani, resin

dan wax. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang masih harus diimpor

dari luar negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, maka dirancang

pabrik furfural dengan kapasitas 10.000 ton/tahun dengan bahan tongkol jagung.

Pabrik direncanakan berdiri di Pilangpayung, Jawa Tengah pada tahun 2012.

Reaksi pembentukan furfural dari pentosan yang terkandung dalam

tongkol jagung terjadi melalui proses hidrolisa dan dehidrasi fase heterogen

(padat-cair). Reaksi berlangsung di dalam reaktor batch pada suhu 206 oC dan

tekanan 18 atm dengan waktu tinggal dalam reaktor selama 60 menit dan

menggunakan steam sebagai pemanas. Yield reaksi sebesar 80% terhadap

pentosan. Produk yang dihasilkan adalah furfural dengan kadar furfural sebesar

99%. Tahapan proses meliputi persiapan bahan baku tongkol jagung dan air,

pembentukan furfural di dalam reaktor, dan pemurnian produk. Pemurnian produk

dilakukan di dalam menara distilasi.

Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air, steam, udara

tekan, tenaga listrik, bahan bakar. Pabrik juga didukung laboratorium yang

mengontrol mutu bahan baku dan produk serta bahan buangan pabrik yang berupa

limbah cair dan padat. Limbah cair yang berupa filtrat dan distilat yang diolah di

dalam unit pengolahan limbah. Limbah padat yang berupa sisa hasil proses diolah

menjadi arang briket untuk bahan bakar boiler.

Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan

struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian

jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift.

Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment)

sebelum dan sesudah pajak sebesar 58,8 % dan 44,1 %, POT (Pay Out Time)

sebelum dan sesudah pajak selama 1,45 dan 1,85 tahun, BEP (Break-even Point)

42,15 %, dan SDP (Shutdown Point) 26,86 %. Sedangkan DCF (Discounted Cash

Flow) sebesar 24,25 %. Dari tinjauan ekonomi pabrik tersebut cukup menarik

untuk dipertimbangkan pendiriannya di Indonesia.

Prarancangan Pabrik Furfural

Kapasitas Produksi 10.000 Ton/Tahun

Bab I Pendahuluan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang Pendirian Pabrik

Dalam rangka memasuki pembangunan jangka panjang, pemerintah

menitikberatkan pembangunan nasional pada sektor industri. Dengan

berbagai kebijakan yang diambil, pemerintah terus berupaya untuk

menciptakan iklim segar bagi pertumbuhan industri, khususnya industri

kimia. Pembangunan industri kimia ini ditekankan untuk memenuhi

kebutuhan dalam negeri, pemanfaatan sumber daya alam yang ada,

menciptakan lapangan kerja, mendorong perkembangan industri lain dan

ekspor.

Furfural merupakan senyawa kimia organik yang mempunyai rumus kimia

C5H4O2, dan dikenal sebagai 2-furfuraldehyde atau 2-furankarboksaldehid,

kadang-kadang disebut furaldehid dan furanaldehid. Senyawa ini berfasa cair,

berwarna kuning hingga kecoklatan yang kurang larut dalam air, namun larut

dalam alkohol, eter dan benzena.

Furfural di dalam negeri saat ini dikonsumsi oleh beberapa industri

minyak pelumas seperti PT Pertamina, PT Wiraswasta Gemilang Indonesia

dan Mustika Makmur Petroleum Industry. Hingga saat ini kebutuhan furfural

di Indonesia masih mengimpor dari negara lain seperti, Perancis, Finlandia,

Italia, Spanyol, Hungaria, Argentina, Amerika, Jepang, dan Cina.



Bab I Pendahuluan | 2

Furfural diperoleh dari limbah pertanian, seperti kulit biji gandum, tongkol

jagung, sekam padi, bagasse, serbuk gergaji, tandan kosong kelapa sawit dan

bahan lain yang mengandung serat. Bahan-bahan tersebut banyak terdapat di

Indonesia, mengingat Indonesia adalah negara agraris dimana produk

pertanian tersedia melimpah.

Agar suatu industri dapat berlangsung diperlukan kondisi yang baik

mengenai harga produk dan harus menguntungkan dari segi teknis dan

ekonominya. Adapun kebutuhan furfural dapat diproyeksikan pada Tabel 1.2.

Salah satu bahan yang mempunyai nilai ekonomis untuk dimanfaatkan di

Indonesia adalah tongkol jagung yang merupakan limbah hasil pengolahan

jagung. Tongkol jagung dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku produk gula

xilitol, bahan bakar ketel, bahan baku industri kertas, dan furfural.

Tongkol jagung merupakan limbah yang potensial untuk menghasilkan

produk furfural karena merupakan bahan yang kaya akan komponen

lignoselulosa. Jumlah limbah yang terus meningkat belum diimbangi dengan

kemajuan teknologi dalam pemanfaatannya. Salah satu alternatif adalah

pendirian pabrik furfural yang diharapkan dapat meningkatkan

perekonomian, devisa serta mengatasi dampak lingkungan yang ditimbulkan

oleh limbah industri pertanian tersebut.

Kebutuhan akan furfural dari tahun ke tahun semakin meningkat dan

Indonesia masih mengimpor dari luar negeri. Impor furfural di Indonesia

dari tahun 2000 sampai tahun 2005 berdasarkan dari data BPS (Badan Pusat

Statistik) yaitu antara 308.000 - 449.000 kg per tahun.




Untuk memenuhi kebutuhan furfural tersebut, maka

direncanakan untuk didirikan pabrik furfural yang akan didirikan di

Grobogan, Jawa Tengah dengan kapasitas 10.000 ton per tahun.

1.2.Kapasitas Perancangan Pabrik

Penentuan kapasitas pabrik suatu industri diupayakan dengan

memperhatikan segi teknis, finansial dan ekonomis. Dari segi teknis, industri

furfural yang direncanakan memperhatikan peluang pasar, ketersediaan bahan

baku dan sarana transportasi.

Dari segi ekonomis pendirian industri furfural harus memperhatikan modal

yang pada akhirnya harus melihat kondisi finansial nasional. Dari segi teknis,

sarana dan prasarana industri nasional tidak menjadi kendala dalam

pengambilan kapasitas produksi. Demikian pula dengan ketersediaan bahan

baku, dimana tongkol jagung merupakan limbah pertanian yang nilai

ekonomisnya tidak tinggi dan tersedia dalam jumlah besar. Sebagai

gambaran, produksi jagung untuk beberapa Kabupaten di Propinsi Jawa

Tengah adalah sebagai berikut :

Tabel 1.1 Data Produksi Jagung di Beberapa Kabupaten di Propinsi Jawa Tengah

Tahun

Produksi Jagung (ton)

Grobogan Wonogiri Blora Temanggung

2004 357.767 250.348 150.458 111.209

2005 436.164 282.132 213.706 146.537

2006 341.130 282.960 166.703 117.778

2007 434.930 287.595 249.029 140.858

(Sumber : BPS, 2008)




Menurut Susanto (2009), produksi tongkol jagung paling tidak sama

dengan produksi biji jagung. Kebutuhan tongkol jagung untuk menghasilkan

10.000 ton per tahun furfural diperkirakan sebesar 70.000 ton per tahun,

sehingga kebutuhan jagung yang dibutuhkan sebesar 140.000 ton per tahun

(presentase berat tongkol jagung dalam jagung 50%).

Dari data statistik, permintaan furfural Indonesia (Tabel 1.2) tidak begitu

besar, namun jumlahnya terus meningkat.

Tabel 1.2 Data Impor Furfural di Indonesia

Tahun Jumlah Impor (kg)

2000 365.005

2001 308.355

2002 335.568

2004 449.219

2005 430.008

(Sumber : BPS, 2006)

Dari data impor furfural Indonesia yang tersaji pada tabel 1.2, dapat

dilihat bahwa kebutuhan furfural di Indonesia dari tahun ke tahun cenderung

semakin meningkat sesuai dengan persamaan garis lurus y = 22490,40698x –

44653159,93 dimana y adalah jumlah impor furfural pada tahun tertentu,

sedangkan x adalah tahun.




Gambar 1.1 Grafik Hubungan Jumlah Impor Furfural vs Tahun

Dari persamaan y = 22490,40698x – 44653159,93 besarnya impor

furfural pada tahun 2012 adalah sebesar 597.539 kg/tahun. Pada tahun 2001,

kapasitas produksi dunia sekitar 300.000 ton/tahun, kebutuhan dunia sekitar

250.000 ton/ tahun dan diperkirakan pada tahun 2004 kebutuhan dunia sekitar

300.000 ton/tahun sehingga pendirian pabrik furfural ini ditujukan untuk

membantu mencukupi kebutuhan dunia setelah terpenuhinya kebutuhan

dalam negeri.

Tabel 1.3 Data Industri Dalam Negeri yang Membutuhkan Furfural

No. Nama Perusahaan Jenis Industri Lokasi Pabrik

1.

PT Pertamina

Pengolahan Minyak

dan Gas Bumi

Cilacap, Balongan,

Balikpapan

2.

PT Wiraswasta

Gemilang Indonesia

Pengolahan Oli Bekas

Bekasi




abel 1.3 Data Industri Dalam Negeri yang Membutuhkan Furfural (lanjutan)

3.

Mustika Makmur

Petroleum Industry

Pengolahan Minyak

Diesel

Tangerang

4.

PT Nusaraya Putra

Mandiri

Pengolahan Minyak

Pelumas

Cilegon

5. PT Pasific Cat dan Tinta Jakarta Utara

Orientasi ekspor furfural terutama untuk memenuhi kebutuhan Negara

India. Dari tahun ke tahun kebutuhan furfural di India semakin meningkat,

diperkirakan pada tahun 2012 kebutuhan akan furfural mencapai 1600 ton.

Kapasitas pabrik yang akan didirikan harus berada di atas kapasitas

minimal atau sama dengan kapasitas pabrik yang sedang berjalan. Pabrik

komersial yang telah ada di benua Amerika, Afrika, Asia dan Eropa

dengan kapasitas 200 sampai dengan 50.000 ton/tahun.

Tabel 1.4 Data Kapasitas Pabrik Furfural di Dunia

No. Negara Perusahaan Kapasitas

(ton/tahun) Proses Bahan baku

1. Argentina

Indunor S.A.

E.C. Welbers

3.000

1.500

-

-

Ekstrak kayu

2. Brazil

Agroquimica Rafard

S.A.

4.600

- Bagas

3. Rep.

Dominika

Central Romana Co. 32.000 Quaker Oats Bagas

4. Mexico Furfuraly Denvados 1.800 - Tongkol Jagung

5. Amerika

Serikat

Great Lakes

Chemical Co.

45.000

Quaker Oats

Bagas, Tongkol

jagung, sekam

padi, dll




Tabel 1.4 Data Kapasitas Pabrik Furfural di Dunia (lanjutan)

6. Austria Lenzig

Aktiengesllsehaft

10.000 Agrifurance Residu alkali

dari pemanasan

selulosa

7. Perancis Agrifurance S.A. 10.000 Agrifurance Tongkol jagung

8. Jerman Schwaebische

Zellstof A.G.

200 - Sulfit, residu

alkali

9. Spanyol Furfural Espanol

S.A.

4.500 - Almond

10. Hongaria Pet Nitrogen Works 2.000 Escher Wyss Tongkol jagung

11. Polandia Pofimex Cekop 5.000 Rosenlew -

12. Slovenia State owned complex 1.500 - Ekstraksi kayu

chestnut

13. Kenya Kenya Furfural Etd 5.000 Escher Wyss Tongkol jagung

14. Afrika

selatan

Smithchem Ltd 17.000 Rosenlew Bagas

15. India Southern

Agrifurance Indutries

Arcoy Biorefinery

Private Limited

6.000

11.000

Agrifurance

Supra Yield

Bagas

Tongkol jagung,

sekam padi

Bagas

16. China - 50.000 - Tongkol jagung

17. Turki Cukorova 2.000 - -

18. Italia Capurro SARL

ICL SpA

Societa Italiana

Furfuralo SpA

3.000

6.000

2.000

-

-

-

-

-

Sekam padi

19. Australia Proserpine Sugar

Mill

5.000 Supra Yield Bagas

(Witono, 2005)




Berdasarkan kebutuhan dalam negeri maka dirancang kapasitas

pabrik 10.000 ton per tahun dengan pertimbangan :

a) Dapat untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri

b) Terbuka kemungkinan untuk melakukan kegiatan ekspor keluar negeri.

1.3.Lokasi Pabrik

Penentuan lokasi pabrik harus memperhitungkan biaya produksi dan biaya

distribusi yang minimum serta faktor lain seperti daerah untuk perluasan

pabrik, keadaan masyarakat sekitar pabrik dan lain-lain. Pemilihan yang

tepat memberikan kontribusi yang penting, karena lokasi suatu pabrik akan

mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan dan penentuan

kelangsungan produksinya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi

pemilihan lokasi pabrik yaitu :

1. Faktor utama

a) Sumber bahan baku

b) Pemasaran

2. Faktor penunjang

a) Transportasi

b) Kebutuhan energi

c) Sumber air

d) Tenaga kerja

Dengan pertimbangan hal tersebut di atas, maka lokasi pabrik

direncanakan berdiri di desa Pilangpayung, kabupaten Grobogan, Propinsi

Jawa Tengah. Alasan dipilihnya lokasi tersebut adalah sebagai berikut :




1. Sumber bahan baku

Lokasi pabrik dipilih mendekati sumber bahan baku tongkol jagung

untuk mengurangi biaya transportasi. Bahan baku tongkol jagung

diperoleh dari Kabupaten Grobogan, Jawa Tengah.

2. Letak pasar

Produksi furfural digunakan untuk kebutuhan dalam negeri terutama

untuk memenuhi kebutuhan PT Pertamina. Produksi juga dimaksudkan

untuk ekspor, dengan tujuan ekspor adalah negara India. Pabrik akan

didirikan di Grobogan yang letaknya cukup dekat dengan pelabuhan

Tanjung Mas Semarang, hal ini akan memudahkan dalam pemasaran

produk furfural.

3. Transportasi

Transportasi darat dan laut memadai, sehingga akan mempermudah

pengangkutan bahan baku dan produk.

4. Kebutuhan energi

Kebutuhan energi pabrik furfural ini direncanakan untuk menggunakan

sumber listrik dari PLN. Sedangkan untuk menjamin kelancaran

penyediaan tenaga listrik bagi kelangsungan produksi, pabrik memiliki

generator pembangkit tenaga listrik sendiri. Mengenai bahan bakar mobil

kontainer, generator digunakan solar yang dapat dipasok dari daerah

sekitar lokasi pabrik dan boiler digunakan arang briket yang didapat dari

unit pengolahan limbah.




5. Sumber air

Kebutuhan air untuk proses produksi, air pendingin dan umpan boiler

diperoleh dari air sungai.

6. Kebutuhan tenaga kerja

Kebutuhan tenaga kerja banyak tersedia di Pulau Jawa, sehingga dengan

didirikannya pabrik furfural akan mampu menyerap tenaga kerja dan

menunjang program pemerintah untuk mengurangi pengangguran.

Gambar 1.2 Peta Wilayah Kabupaten Grobogan dan Sekitarnya




Gambar 1.3 Lokasi Pabrik

1.4.Tinjauan Pustaka

Pada dasarnya furfural dibuat dengan cara mendehidrasi pentosa yang

merupakan hasil hidrolisa pentosan yang terdapat dalam tongkol jagung.

Terdapat beberapa proses pembuatan fufural secara komersial yang dikemukakan

oleh Mc. Ketta (1983), yaitu :

a. Quaker Oats Process

Pada pembuatan furfural dengan cara Quaker Oats menggunakan asam

sulfat sebagi katalis. Larutan asam sulfat diserap ke dalam sekam padi,

baggase, tongkol jagung atau bahan baku lainnya. Dalam hal ini digunakan

spherical digester dengan putaran horisontal dan high pressure steam untuk

mendapatkan suhu 153 oC dan tekanan 4,2 kg/cm

2G. Sesudah suhu dan

Sungai Lusi

Lokasi Pabrik




tekanan digester tercapai, valve uap dibuka sehingga distilat yang

mengandung campuran steam dan furfural dapat dipisahkan. Uapnya

dilewatkan boiler dan diumpankan ke stripping column, kemudian

dikondensasi dan dipisahkan menjadi dua lapisan. Lapisan atas mengandung

air, sedikit furfural dan sejumlah uap (metanol dan aseton) yang dipisahkan

menjadi produk samping. Lapisan bawah mengandung furfural dihilangkan

kandungan airnya, dan ditampung di furfural receiver sebagai produk. Proses

Quaker Oats membutuhkan waktu 6 – 8 jam penguapan, 100 kg bahan, 28 L

air, 2 kg asam sulfat dan steam 260 kg untuk menghasilkan 10 kg furfural.

b. Rosenlew Process

Bahan baku diserap oleh sisa dari kolom distilasi furfural pada suhu 80oC

diumpankan ke reaktor. Reaktor furfural dipertahankan pada tekanan 11 – 12

kg/cm2. Steam 15 kg/cm

2 dilewatkan reaktor melalui bagian bawah reaktor.

Dalam kondisi normal waktu tinggal bahan baku dalam reaktor 1 – 2 jam.

Campuran steam dan uap furfural keluar dari bagian atas reaktor selanjutnya

dikondensasi. Kondensat yang berisi 5 – 7 % furfural kemudian didistilasi,

didekantasi dan didehidrolisa. Asam asetat sebagai produk samping sebesar

50 - 60% dari berat furfural yang diproduksi. Kebutuhan steam pada proses

ini adalah 38 kg/kg produk furfural.

c. Petrole Chimie Process

Proses ini didasarkan pada Agrifurane Process. Bahan baku diumpankan

ke dalam reaktor bersama – sama dengan air dan juga asam fosfat sebagai

katalis kemudian ditambahkan steam. Pada keadaan normal, perbandingan




padat cair adalah 1 : 6. Steam yang digunakan bertekanan 9,5 kg/cm2. Reaksi

padat cair terjadi pada tekanan 6,5 kg/cm2. Seperti sistem lain, furfural

didistilasi membentuk azeotrop kemudian didekantasi agar terpisah menjadi

dua lapisan. Lapisan bawah yang kaya akan furfural dinetralisasi dan

didehidrasi menjadi furfural teknik. Waktu tinggal normal selama hidrolisa

dan stripping sekitar 180 menit dengan kebutuhan steam 19 – 20 kg/kg

produk furfural. Pada proses ini, total kebutuhan steam sebesar 25,5 kg/kg

produk furfural.

d. Escher Wyss Process

Dalam proses ini bahan baku dari silo diumpankan menuju reaktor

menggunakan pneumatic conveyor. Pada waktu masuk reaktor, bahan baku

diaerasi dengan cara dikontakkan dengan steam 3 – 4 kg/cm2, suhu 145

oC

dan dicampur asam asetat sebagai katalis. Reaksi dalam reaktor berlangsung

pada suhu 190 oC, tekanan 12 kg/cm

2. Produk yang berisi furfural dan asam

asetat meninggalkan seksi atas reaktor sebagai uap bersama kelebihan steam

dan melewati kondenser. Uap dikondensasi, dan kondensatnya didinginkan

dengan dilewatkan waste heat boiler. Kondensat diaerasi, disaring dan

dikumpulkan dalam intermediate storage tank sebagai produk.

Supra Yield Process

International Furan Technology, Afrika Selatan bekerjasama dengan Fakultas

Teknik Kimia Universitas Natal mengembangkan metode baru dalam pembuatan

furfural yang dikenal dengan nama Supra Yield Process.




Supra Yield Process dikemukakan oleh Arnold & Buzzard (2003),

dimaksudkan untuk mengatasi masalah dalam hal penghematan energi, penurunan

yield reaksi, kemurnian produk dan pengeluaran produk furfural dengan

menggunakan steam. Pengeluaran hidrolisat (furfural dalam air) pada fasa uap

dapat menghindari operasi filtrasi untuk memisahkannya dari ampas padat sisa

pemasakan dan menghindari degradasi furfural. Semua proses produksi furfural di

dunia, pengeluaran produk dengan menggunakan steam, tetapi dalam proses

Supra Yield pengeluaran produk furfural tidak diikuti produk samping.

Dalam proses ini, reaksi berlangsung pada tekanan 15-30 bar dan suhu 200-

235 °C. Dunning dan Lathrop (1945), menjelaskan bahwa penggunaan asam sulfat

sebanyak 1,9 – 4,4 % sebagai katalis mampu meningkatkan laju pembentukan

pentosa dari pentosan.

Dari keempat proses yang dikemukakan oleh Mc. Ketta (1983) dan proses

baru yang dikemukakan oleh Arnold & Buzzard (2003), dapat dibandingkan

macam-macam proses untuk menghasilkan 1 ton furfural dan ditampilkan dalam

tabel dibawah ini.




Tabel 1.5. Perbandingan Macam-macam Proses Untuk Memproduksi 1 Ton Furfural

Keterangan

Macam – macam Proses

Quaker

Oats Rosenlew

Petrole

Chimie

Escher

Wyss Supra Yield

Bahan baku

12,5 ton

bagas tebu,

dengan

kandungan

pentosan

23 %

10 ton

tongkol

jagung,

dengan

kandungan

pentosan

37 %

12 ton

bagas tebu,

dengan

kandungan

pentosan

21 %

10 ton

tongkol

jagung,

dengan

kandungan

pentosan

37 %

10 ton

sekam biji

bunga

matahari

dengan

kandungan

pentosan

20,2%

Proses batch kontinyu batch kontinyu batch-

kontinyu

Suhu 153 oC 220

oC

* - 190

oC 200-235°C

Tekanan 4,2 kg/cm2G

11-12

kg/cm2G

6,5 kg/cm2G 12 kg/cm

2G 15-30 bar

Katalis Asam sulfat

375 kg -

Asam fosfat

430 kg /

Superfosfat

1450 kg

Asam

asetat

3% Asam

sulfat /

Asam fosfat/

12% Asam

klorida

Waktu

tinggal 6-8 jam 1-2 jam 3-5 jam - 1 jam

Yield dari

pentosan 36,2% 24,6-27% 39,7% 24,6-27% 80%

Konsumsi

steam

22,5 ton

(10kg/cm2)

38 ton

(15 kg/cm2)

30 ton

(10kg/cm2)

30 ton

(15 kg/cm2)

10 ton

Produk

samping

aseton 175

kg, metanol

175 kg

asam asetat

600 kg

Campuran

metanol,

aseton, dll

300 kg

Asam

asetat 500

kg, Asam

formiat 30

kg

-




Tabel 1.5. Perbandingan Macam-macam Proses Untuk Memproduksi 1 Ton Furfural

(lanjutan)

Bahan kimia

lain

Limestone

375 kg -

Limestone

300 kg

Etil asetat

10 kg -

Kapasitas

pabrik yang

sudah

berdiri

32.000 -

45.000 ton

5.000 –

17.000 ton

6.000 –

10.000 ton

2.000 –

5.000 ton

5.000 -

11.000 ton

Bahan baku

alternatif

Bagas tebu,

tongkol

jagung,

sekam padi

Bagas tebu,

tongkol

jagung

Residu

alkali dari

pemanasan

selulosa,

tongkol

jagung,

bagas tebu

Tongkol

jagung

Tongkol

jagung,

bagas tebu

Keterangan : * Sumber : Susanto (2009)



Bab I Pendahuluan

17

Dari bermacam-macam proses furfural seperti yang telah diuraikan diatas,

maka dipilih proses Supra Yield dengan alasan:

1. Yield furfural dari pentosan tinggi

2. Teknologi ini mempunyai tingkat konsumsi air, steam dan daya yang kecil

dengan kapasitas yang sama

3. Waktu tinggal cepat

4. Limbah yang dihasilkan lebih ramah lingkungan.

1.5. Kegunaan Produk

Menurut Mc. Ketta (1983), beberapa kegunaan furfural adalah sebagai

berikut :

Bahan pembentuk resin cetak

Sebagai senyawa intermediate pada pembuatan pyrole, pyrolidine,

pyrilidine dan piperidine

Sebagai bahan baku pembuatan senyawa furan yang lain seperti furfuryl

alcohol, tetrahidrofuran dan furan resin

Sebagai pelarut dalam industri pemurnian minyak pelumas, pemurnian

minyak nabati dan hewani, resin dan wax

Ekstraksi butadiena dari dehidrogenasi petroleum

Produksi hexametilenediamina untuk pembuatan nilon.




1.6. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Senyawa yang Terlibat

1.6.1. Tongkol Jagung

Menurut Susanto (2009), komposisi kimia tongkol jagung dalam basis

kering, yaitu:

Selulosa = 42,43 % berat

Hemiselulosa (Pentosan) = 25,06 % berat

Lignin = 21,73 % berat

Abu = 10,78 % berat

Menurut Bourke (2006), komposisi elementer tongkol jagung, yaitu:

Karbon = 48,22 %

Hidrogen = 6,2 %

Nitrogen = 1,57 %

Oksigen = 42,94 %

Sulfur = 0,13 %

Menurut P.i.z. Friggo (2005), sifat fisis dan kimia tongkol jagung,

yaitu:

a. Sifat-sifat fisis :

Suhu pembakaran = 205 oC

Suhu karbonisasi = 208 oC

Flash Point = 177 – 198 oC

Hardness = 4,5 % mohs




b. Sifat-sifat kimia :

pH dalam = 4,9

pH permukaan = 7,4

Selulosa

Menurut Perry (1999), sifat-sifat fisis selulosa, yaitu:

Fase = padat

Rumus molekul = (C6H10O5)n

Berat molekul = 162,14 gram/mol

Specific gravity pada 15 oC = 1,35

Hemiselulosa (Pentosan)

Menurut Perry (1999), sifat-sifat fisis hemiselulosa, yaitu:

Fase = padat




Titik didih pada 20 mmHg = 200 oC

Titik lebur = 97,5 oC

Kelarutan dalam air pada 20 oC = 63,9 gram/100 gram




Lignin

Menurut Perry (1999), sifat-sifat fisis lignin, yaitu:

Fase = padat




Titik didih pada 20 mmHg = 200 oC

Titik lebur = 97,5 oC

1.6.2. Air

a. Menurut Perry (1999), sifat-sifat fisis air, yaitu:

Fase = cair

Rumus molekul = H2O

Berat molekul = 18 gram/mol

Titik didih pada 1 atm = 100 oC

Titik beku pada 1 atm = 0 oC

Densitas pada 25 oC = 1 gram/cm

3

b. Menurut Vogel (1985), sifat-sifat kimia, yaitu:

merupakan pelarut dan penghantar listrik yang baik

bersifat netral dengan pH = 7

dapat menguraikan garam menjadi asam dan basa




1.6.3. Asam Sulfat

Menurut Perry (1999), sifat-sifat fisis asam sulfat, yaitu:

Fase = cair

Rumus Molekul = H2SO4

Berat molekul = 98 gram/mol


Titik leleh pada 1 atm = 10,31 oC

Spesific Gravity pada 0 oC = 1,834

1.6.4. Furfural

a. Menurut International Furan Chemical (2006), sifat-sifat fisis

furfural yaitu:

Fase pada 20 oC = cair

Rumus molekul = C5H4O2

Warna = kuning cerah kecoklatan

Bau = almond


Titik didih pada 1 atm

= 161,7 oC

Titik lebur = -36,5 oC

Densitas pada 20 oC = 1,16 gram/cm

3

Viskositas pada 25 oC = 1,49 mPa.s

Tekanan uap pada 20 oC = 1,3 hPa

Indeks bias pada 20 oC = 1,5261




Tekanan kritis = 5,502 MPa

Temperatur kritis = 397 oC

Temperatur penyalaan = 315 oC

Kelarutan dalam air = 9,1 g/100 g air

b. Menurut Mc. Ketta (1983), sifat-sifat kimia furfural, yaitu:

Senyawa volatil yang larut dalam etanol, eter, aseton dan

kloroform

Furfural dapat terdekomposisi menjadi karbon dioksida, furan dan

senyawa furan lainnya pada suhu 565 oC

Warna furfural akan menjadi gelap apabila dibiarkan pada suhu

230 oC selama beberapa jam

Dalam keadaan basa, furfural dapat teroksidasi menghasilkan

furoic acid

Furfural dapat terhidrogenasi menghasilkan furfuryl alcohol

dengan bantuan katalis nikel atau tembaga kromat.

1.7. Tinjauan Proses Secara Umum

Furfural dihasilkan dari biomassa yang mengandung pentosan

melalui dua tahap reaksi, yaitu hidrolisa dan dehidrasi dengan bantuan

katalis asam. Pentosan merupakan hemiselulosa dengan lima karbon

gula yang apabila dihidrolisa dengan asam akan membentuk pentosa.

Pada kondisi asam, pentosa akan melepaskan tiga molekul air dan




membentuk furfural. Katalis asam yang umumnya digunakan adalah

asam kuat seperti asam sulfat, asam klorida dan asam fosfat. Reaksi

yang terjadi adalah sebagai berikut :

CH2OH

COH

CH + H2O

CHOH

CHO

Pentosan

H2SO4

CH2OH

CHOH

CHOH

CHOH

CHO

Pentosa

H2SO4

CH CH

CH C CHO + 3 H2O

O

Furfural

Menurut Susanto (2009), secara komersial proses pembuatan furfural

dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor batch maupun kontinyu.

Pada proses batch tekanan dan suhu dalam reaktor rendah, sedangkan

pada proses kontinyu tekanan dan suhu dalam reaktor tinggi. Pada

semua proses, bahan baku dimasukkan ke dalam reaktor dan dipanaskan

dengan steam. Steam selain sebagai pemanas juga sebagai pendorong

produk keluar dari reaktor.

Pembuatan furfural dengan proses Supra Yield dilakukan secara batch

dan kontinyu. Pada proses batch, bahan baku diumpankan ke dalam

reaktor bersama – sama dengan air dan juga asam sulfat sebagai katalis.

Pada keadaan normal, perbandingan padat cair adalah 1 : 1. Produk

furfural dikeluarkan dalam fasa uapnya bersama steam. Pada proses

kontinyu, furfural didistilasi untuk memurnikannya.



Bab II Deskripsi Proses

24

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku

Tongkol jagung

Menurut Susanto (2009), komposisi kimia tongkol jagung dalam basis

kering, yaitu:

Selulosa = 42,43 % berat

Hemiselulosa (Pentosan) = 25,06 % berat

Lignin = 21,73 % berat

Abu = 10,78 % berat

Kadar air = 18 - 20 %berat

2.1.2 Spesifikasi Produk

Furfural

Menurut International Furan Chemical (2006), spesifikasi produk

(furfural) yaitu:

Fase = cair

Rumus molekul = C5H4O2

Warna = kuning cerah kecoklatan

Bau = almond




Bab II Deskripsi Proses | 25

Titik didih pada 1 atm

= 161,7 oC

Kemurnian = minimal 99 % berat (C5H4O2)

Impuritas = maksimal 0,2 % berat (H2O)

maksimal 20 mgrek/L (H2SO4)

2.1.3 Spesifikasi katalis

Asam sulfat

Menurut data PT Petrokimia Gresik (2009), spesifikasi katalis yang

digunakan yaitu:

Fase = cair

Rumus Molekul = H2SO4

Warna = kecoklatan

Bau = menyengat


Kemurnian = 98-98,5% berat (H2SO4)

2.2 Konsep Proses

2.2.1 Dasar Reaksi

Menurut Arnold & Buzzard (2003), proses pembuatan furfural, reaksi

yang terjadi adalah reaksi hidrolisa pentosan menjadi pentosa yang diikuti

dengan reaksi dehidrasi menjadi furfural. Proses pembuatan furfural

dengan proses Supra Yield berlangsung pada fase padat – cair, pada suhu

206 oC dan tekanan 18 atm. Kondisi tersebut adalah kondisi optimal untuk




mencapai konversi dan kecepatan reaksi yang besar. Katalis yang dipakai

dalam proses pembuatan furfural dari tongkol jagung adalah asam sulfat

sebanyak 3% dari massa reaktor. Kondisi umpan sebelum masuk reaktor

pada fase padat cair. Umpan terdiri dari tongkol jagung dan air.

Mekanisme reaksi :

Reaksi yang terjadi pada pembuatan furfural meliputi :

1. Proses hidrolisa pentosan menjadi pentosa

C5H8O4 + H2O C5H10O5

Pentosan Pentosa

2. Proses dehidrasi pentosa menjadi furfural

C5H10O5 C5H4O2 + 3 H2O

Pentosa Furfural

2.2.2 Tinjauan Kinetika

Menurut Arnold & Buzzard (2003), didapatkan harga kinetika reaksi

pembentukan furfural adalah sebagai berikut:

Pentosan k0 Pentosa

k1 Furfural

Pada Proses pembuatan Furfural didapatkan harga :

k0 = 7,832 x 104 CH e

-5163/T

k1 = 9,306 x 105 CH CPe e

-16894/T

keterangan :

k0 = konstanta laju reaksi pembentukan pentosa (/jam)

k1 = konstanta laju reaksi pembentukan furfural (/jam)




CH = konsentrasi ion hidrogen pada 20 oC (gram/L)

CPe = konsentrasi pentosa (gram/L)

T = temperatur (K)

2.2.3 Kondisi Operasi

Kondisi operasi pada perancangan pabrik furfural ini berdasarkan Arnold

& Buzzard (2003), adalah sebagai berikut:

Temperatur : 206 °C

Tekanan : 18 atm

Waktu tinggal : 60 menit

Fase reaksi : padat – cair

Padat : Cairan : 1 : 1 (perbandingan berat)

Katalis : asam sulfat ( 3% dari massa reaktor)

Yield : 80%

2.2.4 Tinjauan Termodinamika

Tinjauan dari segi termodinamika adalah untuk mengetahui apakah reaksi

tersebut melepaskan panas (eksotermis) atau memerlukan panas

(endotermis) dan juga untuk mengetahui apakah reaksi berjalan searah

atau bolak-balik.

Reaksi :

C5H8O4 + H2O C5H10O5 ..………………..(2.1)

C5H10O5 C5H4O2 + 3 H2O ..………………..(2.2)




ΔHR = ΔH1 + ΔHR0 + ΔH2

ΔH1 = ∑ ni ∫Cpi dT

= 7.237.444,2878 kJ/jam.

Dari Yaws, 1999, didapat data :

ΔHf o C5H8O4 = -828.996,2841 kJ/kmol

ΔHf o H2O = -286.910 kJ/kmol

ΔHf o C5H10O5 = -1.040.020 kJ//kmol

ΔHf o C5H4O2 = -151.114,5581 kJ/kmol

ΔHR0 = [mol pentosan yang bereaksi x (ΔHf C5H10O5 - ΔHf C5H8O4 - ΔHf H2O)]

+ [mol pentosa yang bereaksi x (ΔHf C5H4O2 + 3 x ΔHf H2O -

ΔHf C5H10O5)]

= [(16,4414 – 7,0726) kmol/jam x (-1.040.020 – (-828.996,2841) –

(-286.910)) Kj/kmol] + [(0,1250 + 13,0281) kmol/jam x

(-151.114,5581 + ( 3 x (-286.910)) – (-1.040.020)) kJ/kmol]

= 1.081.561,6089 kJ/jam.

ΔH2 = ∑ ni ∫Cpi dT

= 3.705.223,5542 kJ/jam.

ΔHR = ΔH1 + ΔHR0 + ΔH2

= [7.237.444,2878 + 1.081.561,6089 + 3.705.223,5542] kJ/jam

= 12.024.229,4509 kJ/jam




Karena harga ΔHr positif maka reaksi yang terjadi adalah endotermis atau

membutuhkan panas. Reaksi di atas termasuk reaksi irreversible atau

searah, hal itu dapat dibuktikan dengan perhitungan di bawah ini :

ΔGo = -RT ln K

Dari Yaws, 1999, didapat data:

ΔG298 C5H8O4 = -133.610 kJ/kmol

ΔGf298 H2O = -51.120 kJ/kmol

ΔGf298 C5H10O5 = -233.240 kJ//kmol

ΔGf298 C5H4O2 = -100.270 kJ//kmol

ΔGo = ΔG

o produk - ΔG

o reaktan

= (ΔGo C5H10O5 - ΔG

o C5H8O4 - ΔG

o H2O) + (ΔG

o C5H4O2 + 3

ΔGo H2O - ΔG

o C5H10O5)

= [(-233.240) – (-133.610 - 51.120)] + [(-100.270 + ( 3 x -51.120))

– (-233.240)]

= - 68.900 kJ/kmol.

Dari Smith, 2001, didapat rumus:

lnG

KRT

Δ G 298 = -RT ln K

- 68.900 = - (8,314 x 298 x ln K)

ln K298 = - 68.900

- (8,314 x 298)

K298 = 1,1954 x 1012




Pada T2 operasi 206 oC = 497,15

oK

Dari Smith, 2001, didapat rumus:

298 2 1

1 1ln

K H

K R T T

Keterangan:

K = konstanta kesetimbangan

-ΔH = panas reaksi, kJ/kmol

R = ketetapan gas, kJ/mol.K

T = temperature, K

12

12

12

6

12

18

104.062 1 1ln

1,1954 10 8,314 497,15 298

104.062 298 497,15ln

1,1954 10 8,314 298 497,15

ln 15,87931,1954 10

7,8758 101,1954 10

9,4146 10

K

K

K

K

K

Jadi diperoleh harga K>>>, maka reaksi berjalan kearah kanan

(irrreversibel).




2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses

2.3.1 Diagram Alir Proses

Diagram alir ada tiga macam, yaitu :

a. Diagram alir kualitatif (gambar 2.1)

b. Diagram alir kuantitatif (gambar 2.2)

c. Diagram alir proses




H2O

C5H

8O

4

SE

LU

LO

SA

LIG

NIN

AB

U

H2S

O4

SE

LU

LO

SA

LIG

NIN

AB

U

C5H

8O

4

H2O

H2S

O4

C5H

10O

5

C5H

4O

2

ST

EA

M

C5H

4O

2 1

3%

H2O

H2S

O4

C5H

4O

2

H2O

Gam

bar

2.1

D

iagra

m A

lir

Kual

itat

if

C5H

4O

2 9

9%

H2O

H2S

O4

T –

01

T -

02

R -

01

MD

- 0

1

T -

03

G –

01

1 a

tm

32

°C

18 a

tm

206 °

C

S -

01

SE

LU

LO

SA

LIG

NIN

AB

U

C5H

8O

4

H2O

H2S

O4

C5H

10O

5

C5H

4O

2

H2O

H2S

O4

C5H

10O

5

C5H

4O

2

1 a

tm

18

4 °

C

1 a

tm

32

°C

1 a

tm

32

°C

19

atm

21

0 °

C

1 a

tm

17

7 °

C

1 a

tm

17

7 °

C

1 a

tm

10

0 °

C

1 a

tm

99

°C

1 a

tm

32

°C




AR

US

3 :

H2O

: 5

76

4,8

84

9

AR

US

2 :

C5H

8O

4 : 2

17

0,2

64

8

SE

LU

LO

SA

: 3

67

4,5

54

5

LIG

NIN

:

1

88

1,8

77

7

AB

U: 9

33

,57

76

H2O

: 2

16

5,0

68

6

10

82

5,3

43

2

AR

US

1 :

H2S

O4 : 4

33

,01

37

AR

US

10

:

SE

LU

LO

SA

: 3

67

4,5

54

5

LIG

NIN

: 1

88

1,8

77

7

AB

U : 9

33

,57

76

C5H

8O

4 : 8

30

,25

68

H2O

: 2

15

4,1

28

3

H2S

O4

: 4

23

,00

06

C5H

10O

5

: 7

4,8

26

2

C5H

4O

2 : 1

2,0

04

3

9

98

4,2

25

9

AR

US

4 :

ST

EA

M : 2

97

,30

72

AR

US

5 :

C5H

4O

2:

12

50

,69

52

H2O

: 6

07

5,6

14

8

H2S

O4

: 1

0,0

13

2

7

33

6,3

23

1

AR

US

7 :

C5H

4O

2: 0

,60

74

H2O

: 6

07

3,0

89

5

6

07

3,6

96

9

AR

US

9 :

C5H

4O

2: 1

25

0,0

87

8

H2O

: 2

,52

53

H2S

O4

: 1

0,0

13

2

1

26

2,6

26

3

Gam

bar

2.2

D

iagra

m A

lir

Kuan

tita

tif

AR

US

11

:

SE

LU

LO

SA

: 3

67

4,5

54

5

LIG

NIN

: 1

88

1,8

77

7

AB

U : 9

33,5

77

6

C5H

8O

4 : 8

30,2

56

8

H2O

: 1

07,7

06

4

H2S

O4

: 2

1,1

50

0

C5H

10O

5

: 3

,74

13

C5H

4O

2 : 0

,60

02

7

45

3,4

64

5

AR

US

12

:

H2O

: 2

04

6,4

21

9

H2S

O4

: 4

01

,85

05

C5H

10O

5

: 7

1,0

84

9

C5H

4O

2 :

1

1,4

04

1

2

53

0,7

61

4

T –

01

T -

02

R -

01

MD

- 0

1

T -

03

G –

01

S -

01




2.3.2 Tahapan Proses

Proses pembuatan Furfural dapat dibagi menjadi tiga tahap :

1. Tahap persiapan bahan baku

2. Tahap proses hidrolisa dan dehidrasi

3. Tahap pemisahan hasil dan permurnian

Untuk lebih jelasnya tahapan-tahapan reaksi tersebut adalah sebagai

berikut :

1. Tahap Persiapan Bahan Baku

Bahan baku tongkol jagung dengan panjang 120-150 mm dan

diameter 30-50 mm yang diperoleh dari petani setempat disimpan di

dalam gudang. Tongkol jagung diumpankan ke grinder (GD-01)

untuk dihancurkan menjadi partikel-partikel kecil dengan diameter 19

mm. Kemudian tongkol jagung tersebut dihancurkan kembali dengan

grinder (GD-02) sehingga diameternya menjadi 3-5 mm yang sesuai

dengan kondisi proses, dan disimpan dalam bin (B-01) menggunakan

bucket elevator (BE-01). Selanjutnya tongkol jagung diumpankan ke

dalam reaktor (R-01) dengan menggunakan bucket elevator (BE-02).

Bahan baku berupa asam sulfat (H2SO4) diperoleh dari pasaran

dengan kemurnian 98%. Asam sulfat ini disimpan didalam tangki (T-

02) pada suhu 32 °C dan tekanan 1 atmosfir.

Bahan baku berupa air diperoleh dari unit utilitas. Air ini disimpan

didalam tangki (T-01) pada suhu 32 °C dan tekanan 1 atmosfir.




2. Tahap Proses Hidrolisa dan Dehidrasi

Tahap hidrolisa dan dehidrasi terjadi di dalam reaktor (R –01).

Jenis reaktor yang digunakan adalah reaktor batch. Setelah semua

bahan baku masuk dalam reaktor (R-01), seluruh valve pemasukan

dan pengeluaran ditutup kecuali valve pemasukan steam. Steam

masuk selama 1 jam yang digunakan untuk menaikkan suhu dan

tekanan sehingga kondisi operasi tercapai. Kemudian valve

pemasukan steam ditutup dan proses reaksi berlangsung selama 1 jam.

Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endotermis.

Reaktor beroperasi pada suhu 206oC dan tekanan 18 atm. Didalam

reaktor terjadi reaksi hidrolisa pentosan yang terkandung didalam

tongkol jagung menjadi pentosa, serta reaksi dehidrasi pentosa

menjadi furfural dengan melepas 3 molekul air. Setelah 1 jam operasi,

valve produk atas dibuka sehingga tekanan campuran hidrolisat

furfural, air, asam sulfat turun dari 18 atm menjadi 1 atm karena

dilewatkan expansion valve (EX-01). Begitu pula yang terjadi di

dalam reaktor (R-01), tekanan 18 atm turun menjadi 1 atm. Setelah

pengeluaran produk atas selesai, valve pengeluaran produk bawah

dibuka. Hasil atas reaktor (R-01) dikondensasikan terlebih dahulu

sebelum masuk tahap pemurnian sedangkan hasil bawah reaktor (R-

01) yang berupa campuran padatan yang tidak bereaksi diumpankan

ke rotary screen (S-01) untuk dipisahkan antara padatan dan cairan.




3. Tahap Pemisahan Hasil dan Pemurnian

Produk keluar kondenser diumpankan ke menara distilasi (MD-01)

untuk menaikkan konsentrasi furfural. Furfural dengan konsentrasi

99% disimpan pada tangki penyimpanan produk (T-03). Hasil rotary

screen (S-01) yang berupa padatan diproses lebih lanjut untuk

dijadikan sebagai arang briket sehingga dapat digunakan sebahai

bahan bakar boiler, dan yang berupa cairan diproses lebih lanjut di

unit pengolahan limbah.

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas

2.4.1 Neraca Massa

Produk : Furfural

Kapasitas : 10.000 ton/tahun

Satu tahun produksi : 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : Kg/batch dan Kg/jam




Arus 5

PROSES

KONTINYU

Arus 7

Arus 9

Arus 1

Arus 2

Arus 3PROSES

BATCH

Arus 10Arus 4

Arus 11

Arus 12

Neraca Massa Proses Batch

Tabel 2.1 Neraca Massa Total Masuk Proses Batch

Komponen

Arus Masuk (kg/batch)

1 2 3 4

Selulosa - 3.674,5545 - -

Lignin - 1.881,8777 - -

Abu - 933,5776 - -

C5H8O4 - 2.170,2648 - -

H2O - 2.165,0686 5.764,8849 -

H2SO4 433,0137 - - -

C5H4O2 - - - -

Steam - - - 418,4872

Total 17441,7291




Tabel 2.2 Neraca Massa Total Keluar Proses Batch

Komponen

Arus Keluar (kg/batch)

5 10

Selulosa - 3.674,5545

Lignin - 1.881,8777

Abu - 933,5776

C5H8O4 - 830,2568

H2O - 2.275,3083

H2SO4 10,0132 423,0006

C5H4O2 1.250,6952 12,0043

C5H10O5 - 74,8262

Steam 6.075,6148 -

Total 17441,7291




Neraca Massa Proses Kontinyu

Tabel 2.3 Neraca Massa Total Masuk Proses Kontinyu

Komponen

Arus Masuk (kg/jam)

5 10

Selulosa - 3.674,5545

Lignin - 1.881,8777

Abu - 933,5776

C5H8O4 - 830,2568

H2O - 2.275,3083

H2SO4 10,0132 423,0006

C5H10O5 - 74,8262

C5H4O2 1.250,6952 12,0043

Steam 6.075,6148 -

Total 17441,7291




Tabel 2.4 Neraca Massa Total Keluar Proses Kontinyu

Komponen

Arus Keluar (kg/jam)

7 9 11 12

Selulosa - - 3.674,5545 -

Lignin - - 1.881,8777 -

Abu - - 933,5776 -

C5H8O4 - - 830,2568 -

H2O 6.073,0895 2,5253 113,7654 2161,5429

H2SO4 - 10,0132 21,1500 401,8505

C5H10O5 - - 3,7413 71,0849

C5H4O2 0,6074 1.250,0878 0,6002 11,4041

Total 17441,7291




2.4.2 Neraca Panas

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kJ

Tabel 2.5 Neraca Panas Reaktor – 01

Arus Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)

Q arus 1 60.829,6974 -

Q arus 2 2.035.359,5673 -

Q arus 3 5.038.987,7746 -

Q arus 4 102.267,2485 -

Q arus 5 - 1.891.396,6557

Q arus 10 - 1.813.826,8985

Q reaksi 1.081.561,6089 -

Q yang dilepas - 4.613.782,3425

Total 8.319.005,8967 8.319.005,8967




Tabel 2.6 Neraca Panas Menara Distilasi - 01


Q arus 5 2.109.495,9858 -

Q arus 7 - 1.920.990,1803

Q arus 9 - 215.644,1124

Q reboiler 15.692.033,8915 -

Q kondenser - 15.719.172,1984

Total 17.828.668,1842 17.828.668,1842

Tabel 2.7 Neraca Panas Screen - 01


Q arus 10 3.645.602,6727 -

Q arus 11 - 2.019.738,8074

Q arus 12 - 1.443.583,7317

Panas yang dilepas 182.280,1336

Total 3.645.602,6727 3.645.602,6727

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan

2.5.1 Lay Out Pabrik

Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari

seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting

untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja para pekerja serta

keselamatan proses.




Menurut Vilbrant (1959), untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-

hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :

1. Pabrik Furfural ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan),

sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.

2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa

depan.

3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan

ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber

api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari

asap atau gas beracun.

4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan

biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia

memungkinkan konstruksi secara out door.

5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan

pengaturan ruangan / lahan.

Secara garis besar lay out pabrik dibagi menjadi beberapa bagian utama,

yaitu :

1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol

Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran

operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian

proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk

yang dijual




2. Daerah proses

Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses

berlangsung.

3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.

Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

4. Daerah gudang, bengkel dan garasi.

Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh

pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

5. Daerah utilitas

Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses

berlangsung dipusatkan.




9

3

12

13

1615

2

Gambar 2.3 Tata Letak Pabrik Furfural

7

1

5

6

8

8

5

14

11

10

10

9

Keterangan :

1. Unit Pengolahan Limbah

2. Unit Utilitas

3. Laboratorium

4. Safety

5. Klinik

6. Kantin

7. Tempat Ibadah

8. Taman

9. Pos Keamanan

10. Pintu Pabrik

11. Ruang Kontrol

12. Unit Proses Produksi

13. Parkir

14. Garasi

15. Kantor dan Aula

16. Bengkel dan Pelengkapan

4

Area Perluasan




2.5.2 Lay Out Peralatan

Lay out peralatan proses adalah tempat kedudukan dari alat-alat yang

digunakan dalam proses produksi.

Menurut Vilbrant (1959), beberapa hal yang harus diperhatikan dalam

menentukan lay out peralatan proses pada pabrik furfural, antara lain :

1. Aliran bahan baku dan produk

Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan

keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan

keamanan produksi.

2. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan

kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi

udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan

kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.

3. Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat

proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan

tambahan.

4. Lalu lintas manusia

Dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja

dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini

bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera




diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga

diprioritaskan.

5. Pertimbangan ekonomi

Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya

operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.

6. Jarak antar alat proses

Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi

sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila

terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat

diminimalkan.

Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga :

Kelancaran proses produksi dapat terjamin

Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia

Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan

produktifitas kerja disamping keamanan yang terjadi.




T - 01

T - 03

B - 01 B -01

S – 01

G - 02

G - 01

CT - 01 GD - 01

Keterangan:

G – 01/02 : Gudang Tongkol Jagung

B – 01 : Bin Tongkol Jagung

T – 01 : Tangki H2O

T – 02 : Tangki H2SO4

T – 03 : Tangki C5H4O2

T – 04 : Tangki filtrat

CT – 01 : Cutter

GD – 01 : Grinder

S – 01 : Screen

R – 01 : Reaktor Batch

MD – 01 : Menara Distilasi

Gambar 2.4 Tata Letak Alat

R - 01

T - 04

MD - 01

T - 02



Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

49

BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1. Gudang Tongkol Jagung (G-01)

Kode : G-01

Tugas : Menyimpan bahan baku Tongkol jagung selama 6

bulan

Jenis : Gudang tertutup dan memiliki sirkulasi udara

untuk menjaga kelembaban udara

Jumlah : 2 Buah

Kapasitas : 195000 m3

Bahan kontruksi : Dinding batu bata dengan atap kontruksi

Kondisi penyimpanan

Tekanan : 1atm

Suhu : 32˚C

Dimensi

Panjang : 150 m

Lebar : 130 m

Tinggi : 10 m

Harga : US $ 2.231,14



Bab III Spesifikasi Peralatan Proses | 50

3.2. Bin Tongkol Jagung (B-01)

Kode : B-01

Tugas : Menyimpan bahan baku tongkol jagung ukuran 3-

5 mm selama 1 hari

Jenis : Tangki silinder tegak dengan alas kerucut

(conical) dan bagian atas datar

Jumlah : 2 Buah

Kapasitas : 528,01 m3

Bahan kontruksi : Stainless Steel SA 167 grade C

Kondisi penyimpanan

Tekanan : 1 atm

Suhu : 32˚C

Dimensi

Diameter tangki : 9,144 m

Lebar plate : 1,8288 m

Tinggi silinder : 5,4864 m

Tinggi conical : 6,9767 m

Tinggi total : 12,4631 m

Tebal shell : Coarse 1 : 0,1875 in = 0,4763 cm

Coarse 2 : 0,1875 in = 0,4763 cm

Coarse 3 : 0,1875 in = 0,4763 cm

Harga : US $ 16.733,55




3.3. Tangki




3.4. Grinder-01 (GD-01)

Kode : GD-01

Tugas : Menghancurkan tongkol jagung

Ketebalan umpan : 16" x 12" = 0,4064 x 0,3048 m

Jumlah : 1 Buah

Dimensi : 64" x 24" x 68" = 1,6256 x 0,6096 x 1,7272 m

Power motor : 20 hp

Tegangan listrik : 480 V / 60 Hz

Tipe : (VG-20) BIOMASS BRIQUTTE SYSTEMS, LLC

Harga : US $ 10.040,13

3.5. Grinder-02 (GD-02)

Kode : GD-02

Tugas : Memotong tongkol jagung menjadi berukuran

3-5 mm

Ketebalan umpan : 0,75" = 1,91 cm

Jumlah : 1 Buah

Dimensi : 129" x 26" x 12" = 3,2766 x 0,6604 x 0,3048 m

Power motor : 40 hp


Tipe : (ES3020) KOMAR INDUSTRIES, INC.

Harga : US $ 5.577,85




3.6. Reaktor-01 (R-01)

Kode : R-01

Tugas : Mereaksikan pentosan (C5H8O4) dan air

Tipe : Vertical Cylindrical Vessel

Jumlah : 4 Buah

Volume : 524,3889 ft3 = 14,8552 m

3

Bahan : Stainless steel SA -167 Grade 11 type 316 ( 18 Cr-

10 Ni-2Mo)

Kondisi

Tekanan : 18 atm

Suhu : 206 ˚C

Dimensi

Diameter tangki : 4,7245 ft = 1,44 m

Tinggi tangki : 28,3469 ft = 8,6401 m

Tebal shell : 1 in = 2,54 cm

Dimensi head

Bentuk : Elliptical dished Head

Tebal head : 1,5 in = 3,81 cm

Tinggi head : 15,6085 in = 0,3965 m

Tinggi total : 30,9484 ft = 9,4355 m

Jaket Pemanas

Bahan : Carbon steel SA 283 grade C

Tebal : 6 in = 15,24 cm




Table 3.1 Pipa Pemasukan dan Pengeluaran Reaktor

Komponen IPS SN ID (in) OD (in) Flow area (in2)

Tongkol jagung 20 30XS 19 20 383,5

Air 0,125 80 0,215 0,405 0,036

Asam sulfat 0,125 80 0,215 0,405 0,036

Pemanas 0,125 80 0,215 0,405 0,036

Produk atas 0,125 80 0,215 0,405 0,036

Produk bawah 0,125 80 0,215 0,405 0,036

Harga : US $ 168.060,82

3.7. Menara Distilasi-01 (MD-01)

Kode : MD-01

Tugas : Memurnikan furfural dari air sehingga didapatkan

kemurnian 99% untuk disimpan dalam T-03

Jenis : Tray

Tinggi menara : 18,3934 m

Bahan konstruksi : Stainless steel SA167 Grade 3

Dimensi

Diameter atas : 1,9812 m

Diameter bawah : 2,3616 m

Tebal shell : 0,25 in = 0,64 cm

Dimensi Head

Tipe : Torispherical Dished Head




Tebal Head : 0,1875 in = 0,4763 cm

Tinggi Head atas : 14,9572 in = 37,99 cm

Tinggi Head bawah : 17,7317 in = 45,04 cm

Jumlah plate aktual : 17 plate

Plate umpan : plate 5 dari bawah

Tray spacing : 0,45 m

Kondisi operasi

Distilat (uap jenuh) : Suhu : 99,99 ˚C Tekanan : 1,04 atm

Feed (cair jenuh) : Suhu : 101,18 ˚C Tekanan : 1,1 atm

Bottom (cair jenuh) : Suhu : 159,35 ˚C Tekanan : 1,27 atm

Harga : US $ 3.346,71

3.8. Screen-01 (S-01)

Kode : S-01

Tugas : Memisahkan padatan dan cairan hasil bawah R-01

Screen Area : 85 m2

Jumlah : 1 Buah

Dimensi : 14,1 x 3,4 x 4 m

Power motor : 50 hp


Tipe : Stationary Drum Screen (25120) KOMPTECH

INDUSTRIES, INC.

Harga : US $ 1.251,85




3.9. Heat Exchanger tipe Shell and Tube




3.10. Accumulator-01 (ACC-01)

Kode : ACC-01

Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-01

Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head

Jumlah : 1 Buah

Volume : 206,5529 galon = 0,7819 m3


Kondisi : Tekanan : 1 atm

Suhu : 101 ˚C

Dimensi

Diameter tangki : 26,9679 in = 0,685 m

Panjang tangki : 80,9036 in = 2,055 m

Tebal : 0,1875 in = 0,4763 cm

Dimensi head


Tebal head : 0,1875 in = 0,4763 cm

Panjang head : 6,5702 in = 16,69 cm

Harga : US $ 1.561,8

3.11. Accumulator-02 (ACC-02)

Kode : ACC-02

Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-02

Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head




Jumlah : 1 Buah

Volume : 168,014 galon = 0,636 m3


Kondisi : Tekanan : 1,04 atm

Suhu : 100,64 ˚C

Dimensi

Diameter tangki : 25,174 in = 0,6394 m

Panjang tangki : 75,5219 in = 1,9183 m

Tebal : 0,1875 in = 0,4763 cm

Dimensi head


Tebal head : 0,1875 in = 0,4763 cm

Panjang head : 6,6817 in = 16,97 cm

Harga : US $ 1.450,24

3.12. Reboiler-01 (RB-01)

Kode : RB-01

Tugas : Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01

Jenis : Kettle Reboiler

Jumlah : 1 Buah

Luas Transfer Panas : 1589,2448 ft2 = 147,6457 m

2

Beban Panas : 14.898.841,9601 Btu/jam

Bahan konstruksi




Tube : Stainless steel SA167 Grade 3

Shell : Stainless steel SA167 Grade 3

Spesifikasi tube

OD tube : 0,75 in = 1,905 cm

ID tube : 0,652 in = 1,6561 cm

BWG : 18

Susunan : Triangular Pitch, Pt = 1,25 in

Jumlah tube : 506

Passes : 2

Panjang tube : 192 in = 4,8768 m

Spesifikasi shell

ID shell : 25 in = 0,635 m

Baffle Spascing : 18,75 in = 47,625cm

Passes : 1

Uc : 250 Btu/j.°F.ft2

Ud : 103 Btu/j.°F.ft2

Rd required : 0,00573 j.°F.ft2/Btu

Rd : 0,001 j.°F.ft2/Btu

Harga : US $ 11.155,7

3.13. Pompa



Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

62

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1 Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas

merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Letak

pabrik di desa Pilangpayung sangat mendukung dalam penyediaan utilitas pabrik,

karena letaknya yang dekat dengan Sungai Lusi pabrik dapat memenuhi

kebutuhan tersebut dengan mengolahnya sendiri. Utilitas di pabrik furfural yang

dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air (air proses, air pendingin, air

konsumsi, sanitasi dan air umpan boiler), unit pengadaan steam, unit pengadaan

udara tekan, unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar.

1. Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi

kebutuhan air sebagai berikut :

a. Air pendingin

b. Air proses

c. Air umpan boiler

d. Air konsumsi umum dan sanitasi

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media

pemanas reaktor batch dan reboiler.


Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun

Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 63

3. Unit pengadaan udara tekan

Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan

instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan

untuk kebutuhan umum yang lain.

4. Unit pengadaan listrik

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk

peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan–peralatan

elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Unit ini disuplai

dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN

mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan

generator.

4.1.1 Unit Pengadaan Air

Kebutuhan air pada pabrik furfural berasal dari Sungai Lusi dari down

stream turbin Waduk Kedungombo di kabupaten Grobogan.

4.1.1.1 Air Pendingin

Air pendingin yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari

Sungai Lusi dari down stream turbin Waduk Kedungombo. Alasan digunakannya

air sungai sebagai media pendingin adalah karena faktor – faktor sebagai berikut :

a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.




Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor total dan heat

exchanger. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai

pendingin adalah :

a. Partikel – partikel besar/makroba (makhluk hidup sungai dan konstituen lain).

b. Partikel – partikel kecil/mikroba (mikroorganisme sungai) yang dapat

menyebabkan fouling pada kondenser dan heat exchanger.

Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat – alat penukar panas maka

perlu diadakan pengolahan air sungai. Pengolahan dilakukan secara fisis dan

kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan penyaringan dan secara kimia

adalah dengan penambahan tawas chlorination, demineralisasi, dan deaerasi.

Tahapan pengolahan adalah :

Air sungai dialirkan dari sungai ke kolam penampungan dengan

menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa air dilewatkan pada screen untuk

menyaring partikel dengan ukuran besar. Kemudian dialirkan ke strainer yang

mempunyai saringan stainless steel 0,4 mm. Setelah dipompa air sungai kemudian

dialirkan ke kolam flokulator. Di dalam kolam ditambahkan tawas/Alum

(Al2(SO4)3) untuk menjernihkan air dari larutan yang keruh. Klorin diinjeksikan

secara kontinyu di pipa pengaliran untuk mencegah mikroorganisme berkembang

biak.




Tabel 4.1 Jumlah Kebutuhan Air Pendingin

Nama alat kg/jam

HE – 01 121.841,7081

HE – 02 29.101,4764

HE – 03 42.031,2575

CD – 01 121.556,3269

CD – 02 288.568,1691

Total 603.098,9380

Dari Perry (1999), densitas air pada 32 oC adalah = 995,03 kg/m

3

Volume air yang dibutuhkan = 606,1137 m3/jam

Kebutuhan air pendingin ini dibutuhkan pada suhu masuk unit proses 32 oC

dan keluar unit proses pada suhu 45 oC. Keluar air pendingin pada suhu 45

oC

didinginkan kembali menggunakan cooling tower sehingga suhu air pendingin

kembali 32 oC. Kebutuhan air pendingin sebesar 603.098,9380 kg/jam adalah

pada waktu start up pada waktu pabrik berjalan kontinyu hanya dibutuhkan make

up air sebesar 15.018,5386 kg/jam.




Keterangan :

1. Air sungai

2. Screen

3. Strainer

4. Pompa

5. Bak penampungan awal

2

3

541 Ke pabrik

Air

sungai

Alum/Tawas

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai

Dalam perancangan ini ditambahkan Alum/Tawas (Al2(SO4)3) sebanyak 1

ppm. Penambahan jumlah tawas di pengaruhi oleh turbidity dari air yang akan

dijernikan.

Untuk memompakan air sungai dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi

penurunan tekanan pada perpipaan dan di peralatan, maka diperlukan jenis pompa

Single Stage Centrifugal dengan daya pompa 1,5 HP dan daya motor 2 HP,

dengan bahan Nickel Steel pada sistem perpipaannya.

4.1.1.2 Air Umpan Boiler

Untuk kebutuhan umpan boiler sumber air yang digunakan adalah air sungai.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah

sebagai berikut :

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi

Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung

larutan– larutan asam dan gas – gas yang terlarut.




b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)

Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi,

yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)

Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada

boiler karena adanya zat – zat organik, anorganik, dan zat – zat yang tidak

larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Jumlah air yang digunakan adalah sebesar 8.939,3056 kg/jam = 8,9839

m3/jam. Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik. Untuk kebutuhan

selanjutnya hanya menggunakan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan

make up air umpan boiler adalah sebesar 4160,8897 kg/jam = 4,1817 m3/jam.

Pengolahan air umpan boiler

Air yang berasal dari sungai belum memenuhi persyaratan untuk

digunakan sebagaai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses

pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan

tertentu agar tidak menimbulkan masalah – masalah seperti :

Pembentukan kerak pada boiler

Terjadinya korosi pada boiler

Pembentukan busa di atas permukaan dalam drum boiler

Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi :

1. Aerasi

Merupakan proses mekanis penghembusan air dengan udara. Proses ini

bertujuan untuk menghilangkan kadar mangan dan kadar besi yang terlarut




dalam air. Terjadi proses oksidasi yang menjadikan besi dan mangan terlarut

sebagai ion - ion menjadi besi dan mangan oksida yang tidak larut dalam air

sehingga bisa diendapkan, dan endapan yang terbentuk dibuang dengan cara

blowdown. Proses aerasi dilakukan dalam suatu unit yang disebut aerator.

2. Penghilangan besi

Merupakan suatu unit saringan yang mengandung MnO2 (Mangane

dioxide) untuk menyaring endapan besi yang tidak sempat mengendap di

aerator. Alat yang digunakan biasa disebut Iron Removal Filter.

3. Demineralisasi

Merupakan unit penukar ion untuk menghilangkan mineral terlarut dalam

air, seperti Ca2+

, Mg2+

, Na2+

, HCO3-, SO4

-, Cl

-. Sebagai resin penukar kation

dapat digunakan asam kuat dan resin penukar anion dapat digunakan basa

kuat.

a. Kation Exchanger

Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang

terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi

tumpukan butir-buir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah

jenic C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam

kation exchanger adalah:

2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl

CaCO3 + RH2 --------> RCa + H2CO3

BaCl2 + RH2 --------> RBa + 2 HCl




Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan

menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu

regenerasi adalah:

RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4

RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4

RBa + H2SO4 --------> RH2 + BaSO4

b. Anion Exchanger

Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi

yang berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak.

Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi

R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah:

R(OH)2 + 2 HCl --------> RCl2 + 2 H2O

R(OH)2 + H2SO4 --------> RSO4 + 2 H2O

R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O

Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%.

Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

RCl2 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 NaCl

RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4

RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3

4. Deaerasi

Merupakan proses penghilangan gas – gas terlarut, terutama oksigen dan

karbondioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut

dapat mengkorosi baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. Setelah




mengalami proses deaerasi diinjeksikan hydrazine yaitu larutan untuk

mengikat gas oksigen yang masih terbawa dan juga diinjeksikan larutan amine

untuk pencegahan korosi pada pipa – pipa.

a. Hidrazin (N2H4)

Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama

gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun

reaksi yang terjadi adalah:

N2H4 (aq) + O2 (g) N2 (g) + 2 H2O (l)

b. NaH2PO4

Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak dengan kadar 12-

17 ppm.

4.1.1.3 Kebutuhan Air Proses

Air proses ini adalah air yang digunakan untuk keperluan proses di pabrik

furfural, yaitu sebagai air proses yang diumpankan ke reaktor batch. Adapun

kebutuhan air reaktor batch sebesar 5.764,8849 kg/jam. Air proses ini berasal dari

air sungai yang sebelumnya mengalami pengolahan terlebih dahulu melalui proses

aerasi dan pengendapan besi di iron removal filter dan penghilangan kation dan

anion.

4.1.1.4 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari air sungai.

Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor,

perumahan, dan pertamanan. Menurut Raymond (1999), air konsumsi dan sanitasi




harus memenuhi beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan

syarat bakteriologis.

Syarat fisik :

a. Suhu di bawah suhu udara luar.

b. Warna jernih.

c. Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau.

Syarat kimia :

a. Tidak mengandung zat organik.

b. Tidak beracun.

Syarat bakteriologis :

Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri yang pathogen.

Jumlah air untuk air konsumsi dan sanitasi = 707,2976 kg/jam

= 0,7108 m3/jam

Tabel 4.2 Jumlah Kebutuhan Air

Komponen

Jumlah kebutuhan

kg/jam m3/jam

Air make up umpan boiler

Air konsumsi dan sanitasi

Air proses

Air pendingin

4.160,8897

707,2976

5.764,8849

15.018,5386

4,1817

0,7108

5,7937

15,0936

Total 25.651,6109 25,7798




Untuk keamanan dipakai 10 % berlebih, maka :

Total kebutuhan = 28.216,7719 kg/jam

= 28,3578 m3/jam.




PU

-01

PU

-03

sun

gai

Alu

m/T

awas

(Al2

(SO

4)3

)

Gam

bar

4.2

D

iagra

m A

lir

Pro

ses

Pen

gola

han

Air

Sungai

ud

ara

Aer

ato

rP

U-0

4P

U-0

5

Iro

n R

emo

val

Fil

ter

(IR

F)

TU

-02

Air K

on

su

msi U

mu

m

Air P

rose

s

Ko

nd

en

sa

t

PU

-06

PU

-07

Dea

erat

or

PU

-08

Ua

p te

ka

na

n r

en

da

hb

oil

erA

nio

n

Exch

an

ge

r

Ka

tio

n

Exch

an

ge

r

TU

-03

PU

-09

PU

-02

Ba

k P

en

am

pu

ng

an

Aw

al

Clo

rin

(C

l2)

Air

Lim

bah

scre

enB

ak P

en

am

pu

ng

an

Pa

brik

Ket

eran

gan

:

PU

: P

om

pa

Uti

lita

s

TU

-02

: T

angki

Pen

ampung A

ir P

rose

s dan

San

itas

i

TU

-03

: T

angki

Pen

ampung A

ir P

rose

s dan

Air

Um

pan

Boil

er




4.1.2 Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik furfural ini digunakan sebagai

pemanas dan media pemanas pada reaktor batch (R-01) dan reboiler pada menara

distilasi (MD-01) . Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan saturated

steam dengan suhu 210°C dan tekanan 19 bar.

Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah

steam dilebihkan sebanyak 10 %. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah

20.804,4483 kg/jam.

Perancangan Boiler :

Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam

Steam yang dihasilkan : T = 210 oC

P = 19 bar

λ steam = 816,208 BTU/lbm

Untuk tekanan >200 psia, digunakan boiler jenis water tube boiler

Menentukan luas penampang perpindahan panas

Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan

persamaan :

Daya = 5,34x3,970

hfh.ms

Dengan :

ms : massa steam yang dihasilkan (lb/jam)

h : enthaply steam pada P dan T tertentu (BTU/lb)

hf : enthalpy umpan (BTU/lb)

dimana : ms = 45.865,9028 lb / jam




h = 816,208 Btu / lbm

Umpan air terdiri dari 20% make up water dan 80% kondensat. Make up

water adalah air pada suhu 90 oC.

hf = 162,0378 Btu/lbm

Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 896,3044 HP

ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft2/HP (Severn, hal 126)

Total heating surface = 10.755,6535 ft2.

Perhitungan kapasitas boiler

Q = ms (h – hf) (Severn, hal 171)

= 45.865,9028 (816,208 – 162,0378)

= 30.004.105,3171 BTU/jam

Kebutuhan bahan bakar

Bahan bakar diperoleh dari arang briket tongkol jagung.

Heating Value (HV) arang briket = 13.297,91 Btu/lb

Jumlah bahan bakar arang briket untuk memenuhi kebutuhan panas yang

adalah sebanyak 1.599,1261 kg/jam.

Boiler yang dibutuhkan

Spesifikasi Boiler

Kode : B-01

Tipe : Water tube boiler

Jumlah : 1 buah

Heating surface : 10.755,6535 ft2

Rate of steam : 45.865,9028 lb/jam




Tekanan steam : 19 bar

Suhu steam : 210 oC

Bahan Bakar : Arang briket tongkol jagung

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik nitroselluulosa ini

diperkirakan sebesar 30 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35

oC. Alat untuk

menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang

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

Kompresor yang dibutuhkan

Kapasitas : 30 m3/jam

Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)

Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)

Suhu udara : 35 oC

Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor

Efisiensi : 80 %

Daya kompresor : 3 HP

Jumlah : 1 buah

Tegangan : 220/380 volt

Frekuensi : 50 Hz




4.1.4 Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik furfural ini dipenuhi oleh PLN dan

generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung

kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan

adalah generator arus bolak – balik dengan pertimbangan :

1. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar

2. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan.

Tabel 4.3 Total Kebutuhan Listrik Pabrik

No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW

1.

2.

3.

4.

Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

Listrik untuk keperluan penerangan

Listrik untuk AC

Listrik untuk laboratoriun dan instrumentasi

285,07

205,11

15

10

Total 515,18

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi

80 %, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output :

Output generator = 643,9794 kW.

Generator yang dipilih adakah generator dengan daya 800 kW, sebanyak 1

buah sehingga dapat menyuplai energi total sebesar 800 kW.

Spesifikasi Generator

Tipe : AC generator

Kapasitas : 800 kW

Tegangan : 220/360 Volt




Efisiensi : 80 %

Jumlah : 1 buah

Bahan bakar : solar

4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi

kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan

untuk boiler adalah arang briket tongkol jagung dan bahan bakar untuk generator

adalah solar. Arang briket tongkol jagung diperoleh dari unit utilitas. Solar

diperoleh dari Pertamina dan distributornya.

Pemilihan arang briket sebagai bahan bakar adalah sebagai berikut:

1. Efisiensi pemanfaatan limbah sisa hasil produksi

2. Tidak menyebabkan polusi udara

Pemilihan solar sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan :

1. Mudah didapat

2. Mudah dalam penyimpanan

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut :

a. Kebutuhan bahan bakar arang briket tongkol jagung untuk boiler

Jenis bahan bakar : arang briket tongkol jagung

Heating value briket : 13297,91 Btu / lb

Efisiensi pembakaran : 80 %

Kapasitas boiler : 30.041.105,3171 Btu / jam

Kebutuhan bahan bakar = .

kapasitas Boiler panas yang terpenuhi

Effisiensi Heating value




= 3.525,4724 lb / jam

= 1.599,1261 kg / jam

Kebutuhan bahan bakar solar untuk generator

Jenis bahan bakar : solar

Heating value : 18800 BTU/lb

Efisiensi pembakaran : 80 %

Densitas : 54,31875 lb/ft3

Kapasitas generator = 800 kW

= 2.729.723,27 BTU/jam

Kebutuhan bahan bakar = valueHeatingEffisiensi

boilerkapasitas

..

= 3,3413 ft3/jam

= 96,6151 L/jam

Penggunaan bahan bakar untuk generator hanya digunakan pada saat listrik dari

PLN tidak mencukupi dan pemadaman.

4.2 Laboratorium

Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk

memperoleh data – data yang diperlukan. Data – data tersebut digunakan untuk

evaluasi unit – unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk

pengendalian mutu.

Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada

hakikatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan




agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai

bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk.

Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku

dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan

pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau

menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan

maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.

Laboratorium berada di bawah Departemen Litbang yang mempunyai tugas

pokok antara lain :

1. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk.

2. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi.

3. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lain –

lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi.

Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja

shift dan nonshift.

1. Kelompok shift

Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin

terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini

menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan

dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja. Masing – masing shift bekerja

selama 8 jam.




2. Kelompok nonshift

Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa

yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di

laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift,

kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas

antara lain :

a. menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium

b. melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi

Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :

1. Laboratorium fisik

2. Laboratorium analitik

3. Laboratorium penelitian dan pengembangan

4.2.1 Laboratorium Fisik

Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap

sifat – sifat bahan baku dan produk. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain :

specific gravity

viskositas

kandungan air

densitas

4.2.2 Laboratorium Analitik

Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk

mengenai sifat – sifat kimianya.




Analisa yang dilakukan antara lain :

kadar kandungan kimiawi dalam produk

kandungan logam

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan

Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :

diversifikasi produk

perlindungan terhadap lingkungan

efisiensi panas

4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku

4.2.4.1.Densitas

Alat : Hidrometer

Densitas yang diijinkan :

Air : 995,026 – 995,647 kg/m3

Asam Sulfat : 1830 – 1834 kg/m3

Cara pengujian :

Menuang sampel ke dalam gelas ukur 1 liter (usahakan tidak terbentuk

gelembung).

Memasukkan termometer ke dalam gelas ukur.

Memasukkan hidrometer yang telah dipilih sesuai dengan sampel.

Memasukkan hidrometer terapung pada sampel sampai konstan lalu

membaca skala pada hidrometer tersebut.




Mengkonversi menggunakan tabel yang tersedia.

4.2.4.2. Viskositas

Alat : Viskometer tube, bath, stopwatch, termometer.

Viskositas yang diijinkan :

Air : 0,00815 – 0,008516 poise

Asam Sulfat : 2.108 – 2,1.10

8 poise

Cara pengujian :

Mengisikan sampel dengan volume tertentu (sesuai dengan kapasitas

kapiler) ke dalam viskometer tube yang telah dipilih.

Memasukkan sampel ke dalam bath, diamkan selama 15 menit agar

temperatur sampel sesuai dengan temperatur bath/temperatur

pengetesan.

Pengetesan dilakukan dengan mengalirkan sampel melalui kapiler

sambil menghitung alirnya.

4.2.4.3.Analisis Water Content (kandungan air dalam bahan padat)

Tujuannya : untuk mengetahui jumlah volume air yang dikandung bahan

baku. Metode yang digunakan ASTM D-99.

Prosedur : sampel volume 100 ml ditambahkan pelarut 100 ml dan

didistilasi secara refluk. Pelarut dan air akan terkondensasi

oleh kondensor, kemudian tertangkap pelampung. Air akan

mengendap di bawah penampung dan pelarut akan kembali

ke dalam labu distilasi. Jumlah kandungan air dibaca pada

skala pelampung.




4.2.4.4. Analisa kadar pentosan dalam tongkol jagung

Untuk menganalisa secara kuantitatif kandungan pentosan dalam bahan

digunakan XRD (X-Ray Defragtometer), kerja alat ini adalah dengan menganalisa

komponen padat dan ditentukan kadarnya dalam sampel melalui grafik yang

ditampilkan.

4.2.5 Prosedur Analisa Produk

4.2.5.1 Specific gravity

Specific gravity adalah perbandingan antara massa per volume cairan

tertentu terhadap air pada kondisi yang sama, yaitu pada volume dan suhu yang

tertentu. Specific gravity furfural berkisar 1,153 – 1,162 pada suhu 25 °C.

Tujuannya : untuk menentukan specific gravity dari produk yang

berbentuk cair. Dalam hal ini perlu distandarkan pada

60/60 0F.

Alatnya : Hydrometer cylinder, gelas ukur dan termometer.

Dengan prosedur sampel dimasukkan ke dalam hydrometer cilinder

dan dilakukan pengukuran temperatur sampel, kemudian dapat diketahui specific

gravity dari hasil pembacaan pada hydrometer. Maka besaran specific gravity

pada 60/600 F adalah :

SG 60/60 0F = SG + C (T – 60)

Dimana :

SG : specific gravity hasil pembacaan pada hydrometer




C : faktor koreksi

T : suhu observasi

4.2.5.2 Infra red Spectrofotometer (IRS).

Mengambil sampel furfural secukupnaya kemudian dianalisa langsung

menggunakan Infra red Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini dapat ditentukan

kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai

produk atau belum.

4.2.6 Analisa Air

Air yang dianalisis antara lain:

1. Air pendingin

2. Air umpan boiler

3. Air limbah

4. Air konsumsi umum dan sanitasi.

Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat

kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika,

dan konduktivitas air.

Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:

1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air

2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu

senyawa terlarut dalam air

3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat,

hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat

4. Peralatan titrasi, untuk mengetaui jumlah kandungan klorida,

kesadahan dan alkalinitas




5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang

terlarut dalam air.

4.3 Unit Pengolahan Limbah

4.3.1 Limbah Cair

Netralizer

Clarifier

dari screen

ke utilitasdari MD

NaOH

Tawas/alum (Al2(SO4)3)

Sludge/endapan

Bak Biologi Bak Sedimentasi

Gambar 4.3 Skema Pengolahan Limbah Cair

Limbah yang dihasilkan pabrik furfural adalah limbah dari filtrat screen-

01 yang mengandung asam dan senyawa organik yang lain. Asam dan senyawa

organik ini terlarut dalam cairan induknya. Limbah cair ini diolah dengan cara

menetralkannya dengan NaOH sehingga menghasilkan garam-garam terlarut.

Garam Na2SO4 dikoagulasi dengan ditambahkan tawas/Alum (Al2(SO4)3)

sehingga menghasilkan sludge yang bisa diendapkan. Penambahan tawas adalah

sebanyak 15% dari garam yang akan di koagulasi. Sehingga ditambahkan tawas

sebanyak 33,5570 kg/jam, untuk keamanan digunakan kelebihan 20% dari

kebutuhan. Jadi total tawas/Alum (Al2(SO4)3) sebesar 40,2924 kg/jam.




Limbah lainnya berupa limbah cair larutan C5H4O2 0,01% hasil kondensasi

dari MD-01. Cairan tersebut tidak dapat langsung dibuang ke lingkungan karena

dapat merusak ekosistem lingkungan sekitarnya. Limbah cair ini diolah bersama

air limbah dari screen-01 yang telah dinetralkan dengan cara penambahan

mikrobiologis untuk mengendapkan senyawa-senyawa organik. Kemudian air

limbah tersebut masuk ke dalam bak sedimentasi dan air yang memenuhi syarat

dikembalikan ke proses utilitas untuk diolah menjadi air proses.

4.3.2 Limbah Padat

Pengeringan Karbonisasi

PenggilinganPem-briket-an

dari screen

kanji

ke gudang

Gambar 4.4 Skema Pengolahan Limbah Padat

Limbah padat berasal dari screen-01, yang tidak lolos dalam penyaringan.

Limbah padat ini dikeringkan dengan menggunakan matahari langsung kemudian

padatan ini mengalami pengarangan (karbonisasi). Setelah pengarangan, padatan

ini ditumbuk sampai halus dengan tujuan mendapatkan besar butiran yang sama

sehingga kerapatan yang dihasilkan pada proses selanjutnya besar. Kemudian

padatan halus tersebut ditambahkan perekat berupa kanji untuk selanjutnya

mengalami proses pembriketan. Arang briket yang dihasilkan digunakan sebagai

bahan bakar boiler.



Bab V Manajemen Perusahaan

88

BAB V

MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1 Bentuk Perusahaan

Pabrik furfural yang akan didirikan, direncanakan mempunyai :

Bentuk : Perseroan Terbatas (PT)

Lapangan Usaha : Industri furfural

Lokasi Perusahaan : Desa Pilangpayung, Kabupaten Grobogan, Jawa

Tengah

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini adalah didasarkan atas beberapa

faktor sebagaimana yang dikemukakan oleh 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.



Bab V Manajemen Perusahaan | 89

6. Lapangan usaha lebih luas

Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari

masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.

Ciri-ciri Perseroan Terbatas :

1. Perseroan Terbatas didirikan dengan akta dari notaris dengan berdasarkan

Kitab Undang-Undang Hukum Dagang

2. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari saham-

sahamnya

3. Pemiliknya adalah para pemegang saham

4. Perseroan Terbatas dipimpin oleh suatu Direksi yang terdiri dari para

pemegang saham.

Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada Direksi dengan

memperhatikan hukum-hukum perburuhan.

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. Widjaja (2003), mengemukakan bahwa untuk mendapatkan

sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa asas yang dapat

dijadikan pedoman, antara lain:

a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas

b) Pendelegasian wewenang




c) Pembagian tugas kerja yang jelas

d) Kesatuan perintah dan tanggung jawab

e) Sistem pengontrol atas pekerjaan yang telah dilaksanakan

f) Organisasi perusahaan yang fleksibel.

Dengan berpedoman pada asas tersebut maka diperoleh struktur organisasi

yang baik yaitu Sistem 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.

Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam

menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu :

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.

Menurut Widjaja (2003), 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-Teknik dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur




Produksi-Teknik membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan Direktur

Keuangan dan Umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan umum.

Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung

jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian

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

beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan mengawasi para

karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan

dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu

dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing -

masing seksi.

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.




RUPS

DEWAN KOMISARIS

DIREKTUR UTAMA

Staff Ahli

DIREKTUR

PRODUKSI & TEKNIK

Kabag

Produksi

Kabag

Teknik

Kabag

Keuangan

Kabag

Umum

Kabag

LITBANG

Kasi U

tilit

as

Kasi

Pe

melihara

an

Kasi H

um

as

Kasi

Pers

on

alia

Ka

si S

afe

ty &

Lin

gkun

gan

KARYAWAN

DIREKTUR

KEUANGAN DAN UMUM

Kasi

Ke

am

ana

n

Kabag

Pemasaran

Kasi

Kasi

Pro

se

s P

rod

uksi

Ka

si

Ka

si

Pe

ng

en

da

lian

Pro

se

s

La

b &

Mu

tu

Ka

si

Ka

si

Pe

ne

litia

n &

Pe

ng

em

ba

ng

an

Ka

si

Ad

min

istr

asi

Ka

si

Ke

ua

ng

an

Pe

mb

elia

n

Pe

nju

ala

n

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Furfural

5.3 Tugas Dan Wewenang

5.3.1 Pemegang Saham

Menurut Widjaja (2003), mengatakan bahwa pemegang saham adalah

beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan

berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan

yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang

Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang:

1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris

2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur

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

tahunan dari perusahaan.




5.3.2 Dewan Komisaris

Dewan Komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik

saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.

Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi :

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

perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran

2. Mengawasi tugas - tugas direksi

3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting

5.3.3 Dewan Direksi

Menurut Djoko (2003), 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-teknik dan direktur keuangan-

umum.

Tugas direktur utama antara lain :

1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan

pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada

pemegang saham

2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan

hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan

konsumen




3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat

pemegang saham

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

bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).

Tugas dari direktur produksi antara lain :

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

dan rekayasa produksi

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

kepala bagian yang menjadi bawahannya.

Tugas dari direktur keuangan-umum, yaitu :

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 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. Setiap kepala bagian bertanggung jawab

kepada direktur di bagiannya masing-masing.

Kepala bagian terdiri dari:

1. Kepala Bagian Produksi

Bertanggung jawab kepada direktur produksi-teknik dalam bidang mutu dan

kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi

bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses produksi dan

seksi pengendalian proses.

Tugas seksi proses produksi antara lain :

a. Mengawasi jalannya proses produksi

b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak

diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.

Tugas seksi pengendalian proses :

Menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan

mengurangi potensi bahaya yang ada.




2. Kepala Bagian Litbang

Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan

bertanggung jawab kepada direksi. Kepala bagian Litbang membawahi 2

seksi, yaitu seksi penelitian & pengembangan dan seksi laboratorium & mutu.

Tugas dan wewenangnya meliputi :

1. Memperbaiki mutu produksi

2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi

3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang.

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 Litbang.

3. Kepala Bagian Teknik

Tugas kepala bagian teknik, antara lain:

a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan

utilitas

b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya

Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan

seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.

Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :

a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik

b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik




Tugas seksi utilitas, antara lain :

Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan

proses, air, steam, udara tekan dan tenaga listrik.

Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :

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

dengan keselamatan kerja

b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran

4. Kepala Bagian Keuangan

Menurut Djoko (2003), kepala bagian keuangan 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 :

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.

5. 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 penjualan.




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 penjualan :

a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi

b. Mengatur distribusi hasil produksi.

6. 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 umum membawahi

seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.

Seksi personalia bertugas :

a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik

mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi

pemborosan waktu dan biaya

b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja

yang tenang dan dinamis

c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.

Seksi humas bertugas :

Mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan

perusahaan.




Seksi keamanan bertugas :

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

karyawan di lingkungan pabrik

b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan

c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern

perusahaan.

5.3.6 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.

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan

Pabrik Furfural ini direncakan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun

dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur

digunakan untuk perawatan, dan perbaikan. Sedangkan pembagian jam kerja

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

5.4.1 Karyawan Non Shift

Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi

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

bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.




Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan

pembagian kerja sebagai berikut :

Jam kerja :

Hari Senin – Kamis : Jam 07.00 – 16.00

Hari Jum’at : Jam 07.00 – 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

Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses

produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai

hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk

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

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

serta keamanan pabrik.

Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai

berikut :

Shift Pagi : Jam 08.00 – 16.00

Shift Sore : Jam 16.00 – 24.00

Shift Malam : Jam 24.00 – 08.00

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

regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari




libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus

masuk.

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift

Tgl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pagi A A B B C C D D A A

Sore D D A A B B C C D D

Malam C C D D A A B B C C

Off B B C C D D A A B B

Tgl 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Pagi B B C C D D A A B B

Sore A A B B C C D D A A

Malam D D A A B B C C D D

Off C C D D A A B B C C

Tgl 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Pagi C C D D A A B B C C

Sore B B C C D D A A B B

Malam A A B B C C D D A A

Off D D A A B B C C D D

Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.

Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor

kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi




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 ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada status,

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

menjadi tiga golongan karyawan tetap, harian dan borongan.

5.5.1 Karyawan Tetap

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan

(SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan

masa kerjanya.

5.5.2 Karyawan Harian

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi

dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.

5.5.3 Karyawan Borongan

Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja.

Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.




5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, Dan Gaji

5.6.1. Penggolongan Jabatan

1. Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum

2. Direktur Produksi dan Teknik : 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 Litbang : Sarjana Teknik Kimia

7. Kepala Bagian Pemasaran : Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi

8. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi

9. Kepala Bagian Umum : Sarjana Sosial

10. Kepala Seksi : Ahli Madya

11. Operator : STM/SLTA/SMU

12. Sekretaris : Akademi Sekretaris

13. Dokter : Sarjana Kedokteran

14. Perawat : Akademi Perawat

15. 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.




Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan

NO JABATAN JUMLAH

1 Direktur Utama 1

2 Direktur Produksi dan Teknik 1

3 Direktur Keuangan dan Umum 1

4 Kepala Bagian Produksi Proses 1

5 Kepala Bagian LITBANG 1

6 Kepala Bagian Teknik 1

7 Kepala Bagian Umum 1

8 Kepala Bagian Keuangan 1

9 Kepala Bagian Pemasaran 1

10 Kepala Seksi Proses Produksi 1

11 Kepala Seksi Pengendalian Proses 1

12 Kepala Seksi Laboratorium & Mutu 1

13 Kepala Seksi Penelitian & Pengembangan 1

14 Kepala Seksi Safety & lingkungan 1

15 Kepala Seksi Pemeliharaan 1

16 Kepala Seksi Utilitas 1

17 Kepala Seksi Administrasi 1

18 Kepala Seksi Keuangan 1

19 Kepala Seksi Personalia 1

20 Kepala Seksi Humas 1




21 Kepala Seksi Keamanan 1

22 Kepala Seksi Penjualan 1

23 Kepala Seksi Pembelian 1

24 Karyawan Proses 20

25 Karyawan Pengendalian 2

26 Karyawan Laboratorium 8

27 Karyawan Utilitas 20

28 Karyawan Safety & Lingkungan 4

29 Karyawan Pemeliharaan 4

30 Karyawan Administrasi 2

31 Karyawan Keuangan 2

32 Karyawan Personalia 2

33 Karyawan Humas 2

34 Karyawan Keamanan 8

35 Karyawan Penjualan 2

36 Karyawan Pembelian 2

37 Sekretaris 2

38 Dokter 1

39 Perawat 2

40 Sopir 4

41 Pesuruh 4

T O T A L 114




Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan

Gol. Jabatan Gaji/Bulan Kualifikasi

I Direktur Utama Rp. 30.000.000,00 S2 Pengalaman 10 tahun

II Direktur Rp. 20.000.000,00 S2 Pengalaman 10 tahun

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

IV Kepala Seksi Rp. 5.000.000,00 S1/D3 pengalaman

V Karyawan Biasa Rp. 800.000,00 –

Rp. 2.000.000,00

SMP/SLTA/

D1/D3/S1

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan

Menurut Masud (1989), kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada

karyawan antara lain:

1. Tunjangan

Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan

karyawan yang bersangkutan

Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang

karyawan

Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar

jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja

2. 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.



Bab VI Analisa Ekonomi

108

BAB VI

ANALISA EKONOMI

Pada perancangan pabrik furfural ini dilakukan evaluasi atau penilaian

investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang

menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini adalah

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

analisa ekonomi. Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan/ estimasi

tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan produksi suatu pabrik

dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang diperoleh,

lamanya modal investasi dapat dikembalikan, dan terjadinya titik impas. Selain itu

analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang

dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.

Untuk itu pada perancangan pabrik Furfural ini, kelayakan investasi modal

dalam sebuah pabrik dapat diperkirakan dan dianalisa yaitu :

1. Profitability

Menurut Donald (1989), Profitabilitas adalah selisih antara total penjualan

produk dengan total biaya produksi yang dikeluarkan.

Profitability = Total penjualan produk - Total biaya produksi



Bab VI Analisa Ekonomi | 109

2. Percent Profit on Sales (% POS)

Menurut Donald (1989), Percent Profit on Sales adalah rasio keuntungan

dengan harga penjualan produk. POS digunakan untuk mengetahui besarnya

tingkat keuntungan yang diperoleh.

POS = 100% x produk jual Harga

Profit

3. Percent Return on Investment (% ROI)

Menurut Aries-Newton (1955), Percent Return on Investment adalah rasio

keuntungan tahunan dengan mengukur kemampuan perusahaan dalam

mengembalikan modal investasi.

ROI membandingkan laba rata - rata terhadap Fixed Capital Investment.

Prb = F

ab

I

r P Pra =

F

aa

I

r P

Prb = % ROI sebelum pajak

Pra = % ROI setelah pajak

Pb = Keuntungan sebelum pajak

Pa = Keuntungan setelah pajak

ra = Annual production rate

IF = Fixed Capital Investment




4. Pay Out Time (POT)

Menurut Aries-Newton (1955), Pay Out Time adalah jumlah tahun yang

diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit

yang diperoleh.

D = Fab

F

I 0,1 r P

I

D = Pay Out time, tahun

Pb = Keuntungan sebelum pajak


IF = Fixed Capital Investment

5. Break Even Point (BEP)

Menurut Peters & Timmerhaus (2003), Break Even Point adalah titik impas,

besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan, dimana pabrik

tidak mendapatkan keuntungan namun tidak menderita kerugian.

ra = aaa

aa

R 0,7 - V - S

ZR 0,3 F


Fa = Annual fixed expense at max production

Ra = Annual regulated expense at max production

Sa = Annual sales value at max production

Va = Annual variable expense at max production

Z = Annual max production




6. Shut Down Point (SDP)

Menurut Peters & Timmerhaus (2003), Shut Down Point adalah suatu titik

dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan

pabrik harus tutup.

ra = aaa

a

R 0,7 - V - S

ZR 0,3

7. Discounted Cash Flow (DCF)

Menurut Peters & Timmerhaus (2003), Discounted Cash Flow adalah interest

rate yang diperoleh ketika seluruh modal yang ada digunakan semuanya untuk

proses produksi. DCF dari suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi

satu setengah kali bunga pinjaman bank. DCF (i) dapat dihitung dengan

metode Present Value Analysis dan Future Value Analysis.

Present Value Analysis :

(FC + WC) =)1( i

C +

2)1( i

C +

3)1( i

C+ ….+

ni

C

)1( +

ni

WC

)1(+

ni

SV

)1(

Future Value Analysis :

(FC + WC) (1 + i)n = (WC + SV) + 1...)1()1( 21 nn ii × C

dengan trial solution diperoleh nilai i = %




Untuk meninjau faktor-faktor di atas perlu dilakukan penafsiran terhadap

beberapa faktor yaitu :

1. Penafsiran modal industri (Total Capital Investment)

Total Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang

diperlukan untuk fasilitas-fasilitas produktif dan untuk menjalankannya.

Capital Investment meliputi :

Fixed Capital Investment (Modal tetap)

Fixed Capital Investment adalah investasi yang digunakan untuk

mendirikan fasilitas produksi dan pembantunya.

Working Capital (Modal Kerja)

Working Capital adalah bagian yang diperlukan untuk menjalankan usaha

atau modal dalam operasi dari suatu pabrik selama waktu tertentu dalam

harga lancar.

2. Penentuan biaya produksi total (Production Costs), yang terdiri dari :

a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs)

Manufacturing Cost merupakan jumlah direct, indirect, dan fixed

manufacturing cost yang bersangkutan dengan produk.

Direct Manufacturing Cost

Direct Manufacturing Cost merupakan pengeluaran yang bersangkutan

langsung dalam pembuatan produk.

Indirect Manufacturing Cost

Indirect Manufacturing Cost adalah pengeluaran sabagai akibat

pengeluaran tidak langsung dari operasi pabrik.




Fixed Manufacturing Cost

Fixed Manufacturing Cost merupakan harga yang berkenaan dengan

fixed capital dan pengeluaran yang bersangkutan dengan fixed capital

dimana harganya tetap, tidak tergantung waktu maupun tingkat

produksi.

b. Biaya pengeluaran Umum (General Expense)

General Expense adalah pengeluaran yang tidak berkaitan dengan

produksi tetapi berhubungan dengan operasional perusahaan secara umum.

3. Total pendapatan penjualan produk Furfural

Yaitu keuntungan yang didapat selama satu periode produksi.

6.1 Penaksiran Harga Peralatan

Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi yang

sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap tahun

sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk

memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa pada tahun-

tahun sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan

menggunakan data indeks harga.

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat

Cost Indeks tahun Chemical Engineering Plant Index

1991 361,3

1992 358,2

1993 359,2




y = 3,6077x - 6823,2

355

360

365

370

375

380

385

390

395

400

405

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

tahun

ind

eks

1994 368,1

1995 381,1

1996 381,7

1997 386,5

1998 389,5

1999 390,6

2000 394,1

2001 394,3

2002 390,4

Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus, ed.5, 2003

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 - 6823,174

Tahun 2012 adalah tahun ke 22, sehingga indeks tahun 2012 adalah

435,52.

Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan

dilihat dari grafik pada referensi. Menurut Peters & Timmerhaus (2003),

untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan

persamaan :

Ex = Ey . Ny

Nx

Ex = Harga pembelian pada tahun 2012

Ey = Harga pembelian pada tahun 2002

Nx = Indeks harga pada tahun 2012

Ny = Indeks harga pada tahun 2002

6.2 Dasar Perhitungan

Kapasitas produksi : 10.000 ton/tahun

Satu tahun operasi : 330 hari

Pabrik didirikan : 2012

Harga bahan baku Tongkol Jagung : US $ 0,025 / kg

Harga bahan baku H2SO4 : US $ 1,12 / kg

Harga produk Furfural : US $ 1,58 / kg




6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa

ekonomi :

1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2012. Proses yang dijalankan

adalah proses batch-kontinyu

2. Kapasitas produksi adalah 10.000 ton/tahun

3. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun

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

perbaikan alat-alat pabrik

5. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan

6. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun.

7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol

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

beroperasi

9. Upah buruh asing US $ 20 per manhour

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

11. Satu manhour asing = 3 manhour Indonesia

12. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 10.000,00




6.4 Hasil Perhitungan

6.4.1 Fixed Capital Invesment (FCI)

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment

No Jenis US $ Rp.

1. Harga pembelian peralatan 728.703 0

2. Instalasi alat-alat 47.085 511.213.088

3. Pemipaan 78.476 252.243.300

4. Instrumentasi 90.808 95.852.454

5. Isolasi 11.211 84.081.100

6. Listrik 37.369 84.081.100

7. Bangunan 112.108 0

8. Tanah & Perbaikan lahan 56.054 1.968.000.000

9. Utilitas 840.999 0

Physical Plant Cost 2.002.813 2.995.471.041

10.

Engineering &

Construction

500.703 748.867.760

Direct Plant Cost 2.503.516 3.744.338.801

11. Contractor’s fee 125.176 187.216.940

12. Contingency 375.527 561.650.820

Fixed Capital Invesment (FCI) 3.004.219 4.493.206.562




6.4.2 Working Capital Investment (WCI)

Tabel 6.3 Working Capital Investment

No. Jenis US $ Rp.

1. Persediaan Bahan baku 325.528 0

2.

Persediaan Bahan dalam

proses

230.677 97.819.028

3. Persediaan Produk 922.709 391.276.110

4. Extended Credit 1.316.667 0

5. Available Cash 922.709 391.276.110

Working Capital Investment

(WCI)

3.718.290 880.371.249

6.4.3 Total Capital Investment (TCI)

TCI = FCI + WCI = Rp 72.598.665.735




6.4.4 Direct Manufacturing Cost (DMC)

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost

No. Jenis US $ Rp.

1. Harga Bahan Baku 3.906.341 0

2. Gaji Pegawai 0 912.000.000

3. Supervisi 0 1.416.000.000

4. Maintenance 210.295 314.524.459

5. Plant Supplies 31.544 47.178.669

6. Royalty & Patent 790.000 0

7. Utilitas 243.818 280.825.410

Direct Manufacturing Cost 5.181.999 2.970.528.538

6.4.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC)

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost

No. Jenis US $ Rp.

1. Payroll Overhead 0 136.800.000

2. Laboratory 0 136.800.000

3. Plant Overhead 0 912.000.000

4. Packaging & Shipping 5.530.000 0

Indirect Manufacturing Cost 5.530.000 1.185.600.000




6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC)

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost

No. Jenis US $ Rp.

1. Depresiasi 270.380 404.388.591

2. Property Tax 60.084 89.864.131

3. Asuransi 30.042 44.932.066

Fixed Manufacturing Cost 360.506 539.184.787

6.4.7 Total Manufacturing Cost (TMC)

TMC = DMC + IMC + FMC

= Rp. 115.420.364.197

6.4.8 General Expense (GE)

Tabel 6.7 General Expense

No. Jenis US $ Rp.

1. Administrasi 0 1.175.440.000

2. Sales 1.343.000 0

3. Research 395.000 0

4. Finance 353.977 178.358.008

General Expense (GE) 2.091.977 1.353.798.008

6.4.9 Total Production Cost (TPC)

TPC = TMC + GE = Rp. 137.693.934.314




6.4.10 Analisa Kelayakan

Tabel 6.8 Analisa Kelayakan

No. Keterangan Perhitungan Batasan

1. Percent Return On Investment (% ROI)

ROI sebelum pajak 58,80 % min.44 %

ROI setelah pajak 44,10 %

2. Pay Out Time (POT), tahun

POT sebelum pajak 1,45 tahun max 2 tahun

POT setelah pajak 1,85 tahun

3. Break Even Point (BEP) 42,15 % 40 - 60 %

4. Shut Down Point (SDP) 26,86 %

5. Discounted Cash Flow (DCF) 24,25 % min 9,75 %

KESIMPULAN

Dari analisa ekonomi yang dilakukan dapat dihitung :

1. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 58,80 %

2. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,45 tahun

3. Break Event Point (BEP) sebesar 42,15 %

4. Shut Down Point (SDP) sebesar 26,86 %

5. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 24,25 %

Jadi, pabrik furfural dari tongkol jagung dengan kapasitas 10.000 ton/tahun

layak untuk didirikan.




Grafik hasil analisa ekonomi dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan

program s1 non reguler teknik kimia jurusan …... · limbah cair dan padat . ... pt pertamina...

Documents