Upload
others
View
91
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
PRA-RANCANGAN PABRIK POTASSIUM NITRATE DARI POTASSIUM
CHLORIDE DAN ASAM NITRAT KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
(Skripsi)
Oleh
LIDIA MAGDALENA NAPITUPULU
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2016
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK POTASSIUM NITRATE DARI POTASSIUM
CHLORIDE DAN ASAM NITRAT KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
Oleh
LIDIA MAGDALENA NAPITUPULU
Pabrik Potassium Nitrate berbahan baku Potassium Chloride dan Asam
nitrat, direncanakan didirikan di Teluk Jambe Timur, Karawang. Pendiriaan
pabrik berdasarkan atas pertimbangan akan ketersediaan bahan baku, sarana
transportasi yang memadai, tenagakerja yang mudah didapatkan dan kondisi
lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Potassium Nitrate sebanyak 100.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah Potassium Chloride sebanyak 8.593,588 kg/jam dan Asam
Nitrat sebanyak 16.612,845 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit pengadaan air,
pengadaan listrik, udara instrument, pengadaan steam.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 189 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp1.308.491.836.029
Working Capital Investment (WCI) = Rp230.910.324.005
Total Capital Investment (TCI) = Rp1.539.402.160.034
Break Even Point (BEP) = 49,75 %
Shut Down Point (SDP) = 22,13 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 3,09 Tahun
Pay Out Time after taxes (POT)a = 3,83Tahun
Return on Investment before taxes (ROI)b = 26,62 %
Return on Investment after taxes (ROI)a = 21,30 %
Discounted cash flow (DCF) = 23,35%
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
Potassium Nitrate dan dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.
ABSTRACT
MANUFACTURING OF POTASSIUM NITRATE FROM POTASSIUM
CHLORIDE AND NITRIC ACID CAPACITY 100.000 TONS/YEAR
By
LIDIA MAGDALENA NAPITUPULU
Potassium Nitrate plant with raw materials, Potassium Chloride and Nitric
Acid. planned to be built in Teluk Jambe Timur, Karawang. Establishment of this
plant is based on some consideration due tothe raw material resourcess, the
transportation, the labors availability and also the environmental condition.
This plant is meant to produce 100,000 tons/year with 330 working days in
a year. The raw materials usedconsist of 8.593,588 kg/hourof Potassium Nitrate
and 16.612,845 kg/hour of Nitric Acid.
The utility units consist of water supply system, power generation system,
instrumentation & control system and steam supply system.
The bussines entity form is Limited Liability Company (Ltd) using line
and staff organizational structure with 189 labors.
From the economic analysis, it is obtained that:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp1.308.491.836.029
Working Capital Investment (WCI) = Rp230.910.324.005
Total Capital Investment (TCI) = Rp1.539.402.160.034
Break Even Point (BEP) = 49,75 %
Shut Down Point (SDP) = 22,13 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 3,09 Tahun
Pay Out Time after taxes (POT)a = 3,83Tahun
Return on Investment before taxes (ROI)b = 26,62 %
Return on Investment after taxes (ROI)a = 21,30 %
Discounted cash flow (DCF) = 23,35%
Considering the summary above, it is proper to study the establishment of
Potassium Nitrate plant further, because the plant is profitable and has good
prospects.
PRARANCANGAN PABRIK POTASSIUM NITRATE DARI
POTASSIUM CHLORIDE DENGAN ASAM NITRAT
KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Perancangan Reaktor (RE- 301)
Oleh
LIDIA MAGDALENA NAPITUPULU
(Skripsi)
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelarSarjana Teknik
PadaJurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada Tanggal 31 Oktober
1991, sebagai anak kelima dari enam bersaudara dari
pasangan Bapak Bungaran Napitupulu dan Ibu Rumida
Simbolon.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD
Negeri No 030403 Pandiangan, Sidikalang pada tahun 2003. Sekolah Menengah
Pertama di SMP Swasta Masyarakat Sempung, Sidikalang pada tahun 2006, dan
Sekolah Menengah Umum di SMA Negeri 1 Silimapungga-pungga Parongil,
Sidikalang pada tahun 2009.
Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB).
Pada tahun 2014, penulis melakukan Kerja Praktek di PT SEMEN BATURAJA
(Persero) Tbk BATURAJA, Ogan Komering Ulu (OKU), dengan Tugas Khusus
“Evaluasi Kinerja Alat Rotary Kiln”. Selain itu penulis melakukan penelitian
dengan judul “Pengaruh Penambahan MFC (Micro Fibrilated Cellulose) dari
Ampas Tebu (Sugar Cane Baggase) sebagai Filler pada Sintesa Bioplastik”,
dimana penelitian tersebut dipublikasikan pada Prosiding Teknik Kimia
Universitas Lampung 2017.
Motto
“Apa pun juga yang kamu perbuat, perbuatlah dengansegenap hati mu, seperti untuk Tuhan dan bukan untuk
manusia”
‘Segala perkara dapat ku tanggung di dalam Dia yangmemberikan kekuatan di dalamku’
Sebab Aku ini mengetahui rancangan-rancangan apayang ada padaKu mengenai kamu, demikianlah Firman
Tuhan, yaitu rancangan damai sejahtera dan bukanrancangan kecelakaan, untuk memberikan kepadamu
hari depan yang penuh harapan.(Yeremia 29:11).
‘Karna masa depan sungguh ada, dan harapanmu takkan siia-sia’
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
My Papa Jesus,Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas Berkat-Nya semua ini aku dapatkanAtas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan dan mampu
mengakhirinya
Papa dan mama tersayangterima kasih untuk segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, keikhlasan dan kesabarannyaIni hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
semua yang tlah Papa dan mama lakukan.
Saudara-saudariku atas segalanya, kasih sayang ,pengorbanan dandoa.
Dosen-dosenku sebagai tanda hormatku,terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Kepada Almamaterku tercinta,semoga kelak berguna dikemudian hari.
Sebagai motivator dan pemberi semangat saat pengerjaan skripsi ini
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus yang telah memberikan berkat,
kasih dan kekuatan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik Potassium Nitrate dari Potassium
Chloride dan Asam nitrat Kapasitas 100.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat
untuk memperoleh gelar sarjana di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir.Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Lampung
2. Ibu Yuli Darni, S.T., M.T dan Darmansyah, S.T., M.T selaku Dosen
Pembimbing I dan Pembimbing II. Terima kasih atas segala ilmu, saran,
arahan, dukungan, nasehat serta kesabaran dalam masa bimbingan.
Semoga ilmu yang didapat kelak akan sangat berguna di kemudian hari.
3. Ibu Panca Nugrahini F ,S.T.,M.T dan bapak Muhammad Hanif, S.T.,
M.T selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan saran, juga
selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.
4. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Lampung, atas segala ilmu dan bekal masa depan yang telah dititipkan
kepada penulis yang semoga akan selalu bermanfaat.
5. Keluargaku, Papa dan Mama, terimakasih atas semuanya. Terimakasih
bisa menjadi inspirasi dalam hidupku. Terimakasih juga atas waktu dan
kasih sayang yang tak terbatas, doa, dukungan, bimbingan, pengajaran,
pengorbanan, dalam setiap perjalanan hidupku dari kecil sampai
sekarang. Buat semua abangku, bang Queen, bang Yiska, bang Elhans,
bang Cindy dan adik ku Elizabeth serta semua kakak iparku yang selalu
memberikan teladan, dukungan dana dan doa, motivasi dan kasih
sayang. Semoga semuanya selalu diberikan kesehatan oleh Tuhan.
6. Saudari Destiara Khorunnisa selaku partner pengerjaan tugas akhir atas
kesabaran, kerja keras dan perjuangannya.
7. Teman-teman seperjuangan di angkatan 2009 yang tidak dapat
disebutkan satu persatu, teman teman satu jurusan angkatan, 2010, 2011,
2012, 2013,2014,2015
8. Keluarga kosan Baret Camp : buat emak kosan, unie, nana dan teman-
teman Hermanto, bang Tua, bang Anton, Nita, Anita, Novelin, Irma
Terimakasih atas dukungannya.
9. Teman- teman pelayanan di Fakultas Teknik, FKMK-FT dan Teman-
teman Youth HIGH Ministry. Terimakasih atas dukungan dan
kebersamaannya selama ini.
10. Adik-adik ‘Five A’ 2014 dan ‘Princess Chemeng’ 2015 Terimakasih atas
dukungan dan bunganya.
11. Sahabat-sahabatku, kak Yuli, Lidia Naga, Devi, Sri bulan, Fransiska
yang slalu ada baik dalam suka maupun duka, Terimakasih buat
dukungan dan kebersamaan selama ini.
12. Keluarga Jemaat GGP ANUGRAH, bang Edy , kak mey, pak hendrik
dan semuanya, terimakasih buat doa dan dukungannya
13. Keluarga pastori, om Ruly , Tante Vivi, Ayu, dan Calvin .Terimakasih
buat kesabaran,doa dan dukungannya.
14. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Demikian dan semoga Tuhan Yesus membalas segala kebaikan mereka.
Bandar Lampung, 9 Desember 2016
Penulis,
Lidia Magdalena Napitupulu0915041031
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ................................................................................................... i
ABSTRACT ................................................................................................. ii
JUDUL DALAM ......................................................................................... iii
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... iv
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ v
PERNYATAAN ........................................................................................... vi
RIWAYAT HIDUP .................................................................................... vii
PERSEMBAHAN ........................................................................................ viii
MOTTO ....................................................................................................... ix
SANWACANA ............................................................................................ x
DAFTAR ISI .............................................................................................. xiii
DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xxi
I.PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ........................................................................................1
1.2. Kegunaan Produk ....................................................................................2
1.3 Ketersediaan Bahan Baku .......................................................................... 2
1.4 Analisa Pasar ............................................................................................ 3
1.5 Lokasi Pabrik ............................................................................................ 8
II. DESKRIPSI PROSES
2.1 Proses Pembuatan Potassium Nitrate ....................................................... 12
2.2 Pemilihan Proses....................................................................................... 33
2.3 Uraian Proses............................................................................................ 34
xiv
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
3.1. Bahan Baku ............................................................................................. 40
3.2 Produk....................................................................................................... 41
IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
4.1 Neraca Massa ........................................................................................... 43
4.2 Neraca Energi ........................................................................................... 46
V. SPESIFIKASI ALAT
5.1 . Alat Proses .............................................................................................. 52
5.2 Alat Utilitas .............................................................................................. 68
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
6.1. Unit Penyediaan Air.................................................................................. 85
6.2. Unit Penyediaan Steam ......................................................................... 99
6.3. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik......................................................... 100
6.4. Sistem Penyediaan Bahan Bakar .......................................................... 100
6.5. Unit Penyediaan Udara Tekan............................................................... 101
6.6. Pengolahan Limbah................................................................................. 101
6.7. Laboratorium................................................ ......................................... 102
6.8. Instrumentasi dan Penendalian Proses.................................................... 105
VII. LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
7.1 Lokasi Pabrik .......................................................................................... 108
7.2 Tata Letak Pabrik .................................................................................... 111
7.3 Prakiraan Area Lingkungan .................................................................... 112
VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN OPERASI PERUSAHAAN
8.1. Bentuk Perusahaan ..................................................................................116
8.2. Struktur Organisasi Perusahaan .............................................................. 119
xv
8.3. Tugas dan Wewenang .............................................................................122
8.4. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ................................................130
8.5. Pembagian Jam Kerja Karyawa .............................................................. 131
8.6. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan ...................................... 133
8.7. Kesejahteraan Karyawan ..................................................................... 137
IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
9.1 Investasi .................................................................................................. 142
9.2. Evaluasi Ekonomi ................................................................................... 146
X. KESIMPULAN DAN SARAN
10.1. Kesimpulan ........................................................................................ 150
10.2. Saran ................................................................................................... 150
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A. PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B. PERHITUNGAN NERACA ENERGI
LAMPIRAN C. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
LAMPIRAN D. SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LAMPIRAN E.INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
LAMPIRAN F. TUGAS KHUSUS REAKTOR 301
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1.1.Harga Bahan Baku dan Produk ................................................................. 3
1.2.Kapasitas Konsumsi Potassium nitrate pada Industri................................ 4
1.3.Kapasitas Konsumsi Potassium nitratedi Asia .......................................... 5
1.4.Kapasitas Produksi di Asia......................................................................... 7
2.1. HargaBahan Baku danProdukProses 1...................................................... 13
2.2. Nilai Hf Masing-Masing Komponen Proses 1........................................... 16
2.3NilaiGf Masing-MasingKomponen Proses 1............................................... 18
2.4. HargaBahan Baku danProdukProses 2...................................................... 20
2.5. NilaiHfMasing-MasingKomponen Proses 2 ............................................. 23
2.6.NilaiGf Masing-MasingKomponen Proses 2.............................................. 25
2.7. HargaBahan Baku danProdukProses 3...................................................... 26
2.8. NilaiHfMasing-MasingKomponen Proses 3............................................. 29
2.9. NilaiGf Masing-MasingKomponen Proses 3............................................ 31
2.10Perbandingan Jenis-Jenis Proses............................................................... 33
4.1. Neraca Massa……………………………….......................................... 43
4.1.1Neraca Massa di Dissolving tank (DT - 101)....................................... 43
4.1.2Neraca Massa di Reaktor(RE - 301)..................................................... 44
4.1.3Neraca Massa di Vaporizer (VP - 401)................................................ 44
4.1.4. Neraca Massa diEvaporator (EV-401)................................................. 45
4.1.5. Neraca Massa di Crystallizer (CR - 301)............................................... 45
4.1.6. Neraca Massa di Centrifuge (CF- 401).................................................. 46
4.1.7. Neraca Massa di Rotary Dryer (RD- 401)............................................. 46
4.2.NeracaPanas………………………………................................................ 46
xvii
4.2.1. NeracaPanasDissolving Tank(DT - 101)............................................... 46
4.2.2. NeracaPanasHeat Exchanger(HE-201)............................................... 47
4.2.3. NeracaPanasHeat Exchanger(HE-202)................................................ 47
4.2.4. NeracaPanasPadaReaktor I (RE-301)................................................. 47
4.2.5. NeracaPanasPadaVaporizer(VP-401).................................................. 48
4.2.6. NeracaPanasPadaCondensor(CD-401)................................................ 48
4.2.7. NeracaPanasPadaEvaporator(EV - 401)............................................. 48
4.2.8NeracaPanasPadaCondensor(CD-402)................................................... 49
4.2.9NeracaPanasPadaCrystallizer (CR -401)................................................ 49
4.2.10NeracaPanasPadaCentrifuge(CE-401).................................................. 49
4.2.11NeracaPanasPadaRotary Dryer(RD-401)............................................. 50
4.2.12NeracaPanasPadaFlash Drum(FD- 401).............................................. 50
4.2.13Neraca PanasPadaCooler(CO- 401).................................................... 50
4.2.14NeracaPanasPadaCondensor(CD - 403)............................................. 51
5.1. SpesifikasiPeralatan Proses……………............................................. 52
1. SpesifikasiTangkiSolid Storage (SS-101)............................................... 52
2. SpesifikasiTangkiLiquid Storage (LS-101).............................................. 53
3. Spesifikasi TangkiSolid Storage(SS-401)................................................ 53
4. Spesifikasi Tangki Liquid Tank (LT-401)................................................ 54
.5. Spesifikasi Tangki Liquid Tank (LT-402)................................................ 54
6. Spesifikasi Tangki Dissolving Tank (DT-101)........................................ 55
7. SpesifikasiReaktor (RE-301).................................................................. 55
8. SpesifikasiVaporizer (VP-401)................................................................ 56
9. SpesifikasiEvaporator(EV-301).............................................................. 56
10. SpesifikasiCrystallizer (CR -401)............................................................ 57
11. SpesifikasiCentrifuge(CE-401)................................................................ 57
12. SpesifikasiRotary Dryer (RD- 401).......................................................... 58
13. SpesifikasiFlash Drum(FD- 401).............................................................. 58
14. SpesifikasiCondensor(CD-401).......................................................... …. 59
15. Spesifikasi Condensor(CD-402)............................................................... 59
16. Spesifikasi Condensor(CD-403)................................................................ 60
17. Spesifikasi Heat Exchanger(HE-201)....................................................... 60
xviii
18. Spesifikasi Heat Exchanger(HE-201)................................................ 61
19. SpesifikasiCooler(CO- 401)............................................................. 61
20. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101)................................................ 62
21. SpesifikasiScrew Conveyor (SC-401).................................................. 62
22. Spesifikasi Hopper (HO-101).............................................................. 63
23. SpesifikasiPompa Proses (PP-101)..................................................... 63
24. SpesifikasiPompa Proses (PP-102)..................................................... 64
25. SpesifikasiPompa Proses (PP-301)..................................................... 64
26. SpesifikasiPompa Proses (PP-401)..................................................... 65
27. SpesifikasiPompa Proses (PP-402)..................................................... 65
28. Spesifikasi Pompa Proses (PP-403)................................................…. 66
29. SpesifikasiPompa Proses (PP-404)................................................…. 66
30. SpesifikasiPompa Proses (PP-405)...............................................…. 67
31. SpesifikasiBucket Elevator (BE-101)................................................. 67
32. SpesifikasiCompressor (AC-401)......................................... ............ 68
5.2. SpesifikasiPeralatanUtilitas……………........................................... 68
1. SpesifikasiBaksedimentasi (SB – 401)............................. ......... …… 68
2. Spesifikasi Tangki Alum (ST–401)...............................................…... 69
3. SpesifikasiTangkiKaporit (ST – 402)......................................... …… 69
4. SpesifikasiTangki Soda Kaustik (ST– 403)................................. ....... …... 70
5. SpesifikasiTangki Air Filter (ST – 404)...................................... ….. 70
6. SpesifikasiTangki Air Proses(ST – 405) .................................. ….. 71
7. Spesifikasi TangkiKondensat(ST-406)..................................... ….. 71
8. Spesifikasi Tangki Hidrazin (ST–407)................................. ..... ….. 72
9. Spesifikasi Clarifier (CF–401)..................................................... …... 72
10. Spesifikasi Sand Filter (SF–701)......................................................... 73
11. Spesifikasi Cation Exchanger (CE–401)....................................…... 73
12. Spesifikasi Anion Exchanger (AE–701).....................................…... 74
13. Spesifikasi Deaerator (DE–401).................................. ..............…..... 74
14. Spesifikasi Boiler (BO-401)....................................................... …… 75
15. SpesifikasiBlower Steam (BL– 401).......................... ................. …. 75
16. Spesifikasi Generator Listrik (GS-401)...................................... .. …. 75
xix
17. SpesifikasiAir Compressor(AC-401)......................................... ……… 76
18. SpesifikasiPompa Utilitas (PP – 401)..................................................... 76
19. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 402).................................................... 77
20. SpesifikasiPompa Utilitas (PP – 403)..................................................... . .77
21. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 404)..........................................…....... 78
22. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 405)..................................................... 78
23. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 406)..................................................... 79
24. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 407).................................................... 79
25. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 408)................................................ … 80
26. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 409)..................................................... 80
27. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 410)................................................... 81
28. Spesifikasi PompaUtilitas (PP – 411).................................................... 81
29. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 412).................................................... 82
30. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 413)..................................................... 82
31. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 414)...................................................... 83
32. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 415)...................................................... 83
33. SpesifikasiPompaUtilitas (PP – 416)..................................................... 84
34. Spesifikasi PompaUtilitas (PP-417)...................................................... 84
6.1. KebutuhanAirpendingin.............. ....................................................... 88
6.2. Kebutuhan Air Pembangkit Steam....................................................... 90
6.3. KebutuhanAirPabrik............................................................................ 92
6.4. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian................. 107
6.5. Pengendalian Variabel Utama Proses.................................................. 108
7.1. Perincian Luas Area Pabrik Potassium nitrate ................................... 113
8.1.Jadwal Kerja Masing-Masing Regu......................................................... 133
8.2. Perincian Tingkat Pendidikan............................................................. 134
8.3. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Proses dan Utilitas............. 135
8.4. Perincian Jumlah Karyawan Berdasarkan Jabatan.............................. 136
9.1. Perincian TCI Pabrik ........................................................................... 143
9.2. Manufacturing Cost............................................................................. 145
9.3. General Expenses................................................................................. 145
9.4. Minimum acceptable persent return on investment............................. 146
xx
9.5. Acceptable payout timeuntuktingkatresikopabrik................................ 147
9.6. Hasil Uji Kelayak Ekonomi................................................................... 149
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1.1. Grafik konsumsi Potassium nitrate di Indonesia............................. 5
1.2. Grafik konsumsi Potassium nitrate di Asia...................................... 6
2.1 Diagram alir proses pembentukanPotassiumnitrate ........................ 39
6.1 Chilling Water................................................................................... 89
6.2 Daerator ........................................................................................... 91
6.3 Diagram Alir Pengolahan Air............................................................. 92
7.1. Tata Letak Pabrik............................................................................ 113
7.2. Lokasi Pabrik.................................................................................. 114
7.3. Tata Letak Pabrik dan Fasilitas Pendukung................................... 115
7.4 Tata Letak Pabrik Peralatan Proses ................................................ 115
8.1. Struktur Organisasi Perusahaan...................................................... 121
9.1. Grafik Analisis Ekonomi................................................................ 148
9.2. Kurva Cummulative Cash Flow..................................................... 148
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi menuntut manusia untuk dapat memenuhi
kebutuhan hidupnya dengan cara yang mudah, cepat dan murah. Sebagai
masyarakat dan negara yang sedang berkembang, Indonesia menuju era
industrialisasi. Untuk memenuhi kebutuhan masyarakat secara mandiri,
perlu pengembangan sektor industri, khususnya industri kimia dasar,
setengah jadi (intermediate) dan bahan jadi. Salah satu industri tersebut
adalah industri Potassium Nitrate.
Potassium Nitrate sebagai bahan kimia dasar yang banyak dipakai dalam
industri antara lain pembuatan asam nitrat, fertilizer, pembuatan bahan
mudah terbakar seperti bubuk mesiu dan pasta gigi untuk gigi sensitif.
Melihat hal tersebut, kebutuhan Potassium Nitrate dalam negeri semakin
meningkat dari tahun ketahun. Untuk memenuhi kebutuhan asam nitrat
tersebut, Indonesia mengimpor dari luar negeri. Namun, untuk menekan
angka impor luar negeri dan mengurangi devisa negara, maka kebutuhan
tersebut dipenuhi dengan cara membuat pabrik di dalam negeri (Kirk
Othmer, 2004).
2
Potassium Nitrate merupakan senyawa kimia sebagai sumber alami mineral
nitrogen dengan rumus kimia KNO3 berbentuk kristal putih padat yang
dapat terdekomposisi pada suhu 400oC. Potassium Nitrate terdiri dari ion
posatium K+ dan ion nitrat NO3-. Potassium Nitrate dapat larut dalam
etanol, gliserol dan amoniak (ScienceLab, 2005).
1.2. Kegunaan Produk
Kegunaan dari produk Potassium Nitrate adalah sebagai berikut :
1. Dibidang pertanian, Potassium nitrate digunakan sebagai pupuk untuk
nutrisi tanaman.
2. Dibidang Industri, Potassium nitrate digunakan sebagai bahan peledak
seperti bubuk mesiu dan dinamit untuk pekerjaan pertambangan dan
sipil, serta untuk pembuatan kembang api.
3. Dibidang Pharmasi, Potassium nitrate digunakan sebagai bahan
pembuatan pasta gigi untuk gigi sensitif.
4. Dibidang Makanan, Potassium nitrate digunakan sebagai bahan
pengawet daging dari mikroorganisme seperti Clostridium Botulinum
dan untuk mempertahankan warna daging serta untuk mempertahankan
tekstur keju..
(http://www.kno3.org/about-potassium-nitrate/uses-of-potassium-
nitrate.2017)
1.3. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi Potassium Nitrate ini ada
3
dua yaitu asam nitrat (HNO3) dan Potassium Chloride (KCl). Asam nitrat
diperoleh dari PT Multi Nitrotama Kimia (Cikampek) yang memiliki
kapasitas produksi 55.000 Ton/tahun. Potassium Chloride (KCl) diperoleh
dengan impor China, Shijizhuang Shangqi Imp & Exp Trading Co.Ltd.
1.4. Analisa Pasar
a. Harga Bahan Baku
Indonesia masih melakukan impor untuk memenuhi kebutuhan Potassium
Nitrate dalam negeri. Harga Potassium Nitrate yang cukup mahal akan
sangat menguntungkan industri yang menggunakan apabila dapat
diperoleh dari dalam negeri. Harga bahan baku dan produk dapat dilihat
pada tabel 1.1.
Tabel 1.1 Harga Bahan Baku dan ProdukBahan Harga (US$/kg)
Asam nitrat (HNO3) 0,3
Potassium Chloride (KCl) 0,55
Potassium Nitrate (KNO3) 1,02
Cl2 0,25
(Sumber ; Alibaba.com)
b. Data Konsumsi
Di Indonesia Potassium Nitrate banyak digunakan sebagai bahan
peledak, berupa gunpowder (bubuk mesiu). Bubuk mesiu diklasifikasikan
4
sebagai bahan peledak yang rendah karena laju dekomposisi yang relatif
lambat. Mesiu adalah campuran belerang, arang, dan sulfur. Arang
bertindak sebagai bahan bakar, sementara kalium nitrat bekerja sebagai
oksidator. Karena sifat terbakar dan jumlah panas dan volume gas yang
dihasilkannya, mesiu telah banyak digunakan sebagai propelan dalam
senjata api dan sebagai komposisi piroteknik dalam kembang api .
Dengan proporsi berat KNO3 sebesar 75 %, besarnya kapasitas pabrik
ditentukan berdasarkan data konsumsi Potassium Nitrate yang digunakan
sebagai bahan peledak di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.2
Tabel 1.2. Kapasitas Konsumsi Potassium Nitrate pada industri bahan peledakdi Indonesia
No TahunIndustri Bahan Peledak
(Ton/tahun)% KNO3 (75%)
12012 520.000 390.000
22013 648.000 486.000
32014 699.000 524.225
Sumber: Harian Pikiran Rakyat
Kebutuhan bahan baku Potassium Nitrate sebagai campuran bahan
peledak dari tahun 2012 s/d 2014 masing- masing sebesar 520.000,
648.000 dan 699.000 Ton/tahun. Dimana mengandung KNO3 sebesar
75%. Jadi kebutuhan KNO3 pada campuran bahan peledak pada tahun
2012-2014 berturut-turut 390.000, 486.000 dan 524.225 Ton/ tahun.
Dari Gambar 1.1 dapat diperkirakan jumlah konsumsi Potassium Nitrate
di Indonesia pada tahun 2021 dengan menggunakan regresi linier adalah
5
sebagai berikut:
DK Indonesia (2021) = 67113 x (10) + 33251
= 704.830 Ton
Gambar 1.1 Grafik konsumsi Potassium Nitrate di Indonesia
Sedangkan di Asia kapasitas Potassium Nitrate pada tahun 2021 terdapat
pada Tabel 1.3.
Tabel 1.3. Kapasitas Konsumsi Potassium Nitrate di Asia
No Tahun Kapasitas Potassium Nitrate (Ton/Tahun)
1 2012 36.509
2 2013 37.433
3 2014 47.180
Sumber: UN Data, 2016
Dari data di Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa Indonesia merupakan negara
yang mengkonsumsi Potassium Nitrate terbesar di Asia dibandingkan
dengan negara asia lainnya seperti Malaysia, Thailand, Jepang dan
Australia . Dari data diatas dapat diperkirakan jumlah konsumsi
y = 67113x + 33251R² = 0,941
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
0 1 2 3 4Kons
umsi
Pota
ssiu
m N
itrat
e(t
on)
Tahun Ke-
Kebutuhan Potassium Nitrate di indonesia
6
Potassium Nitrate di Asia pada tahun 2021 dengan menggunakan regresi
linier adalah sebagai berikut:
Gambar 1.1 Grafik konsumsi Potassium Nitrate di Asia
DK Asia (2021) = 5335 x (10) + 29703
= 82.720 Ton
c. Data Produksi
Di Indonesia ada sampai saat ini belum ada pabrik yang memproduksi
Potassium Nitrate. Selama ini Indonesia hanya mengandalkan impor dari
luar negeri. Banyak sekali perusahaan yang hanya menjadi distributor
untuk memasarkan Potassium Nitrate di Indonesia. Contoh dari beberapa
perusahaan tersebut adalah PT Meroke Tetap Jaya, PT Antarikasa
Nusantara Indonesia, PT Kertopaten Kencana. Ketiga distibutor tersebut
terdaftar sebagai distributor resmi KNO3 di Indonesia. Sedangkan masih
banyak distributor yang tidak resmi. Di Asia terdapat dua negara yang
kapasitasnya paling besar dalam memproduksi Potassium Nitrate Tabel
1.4 menyajikan data kapasitas produksi dari Potassium Nitrate di Asia.
y = 5335.5x + 29703R² = 0.8144
0
10000
20000
30000
40000
50000
1 2 3
Kapa
sitas
(Ton
)
Tahun-Ke
7
Tabel 1.4 Kapasitas produksi industri di Asia
No Negara Kapasitas (Ton/Tahun)12
IsraelYordania
500.000107.000
Sumber: Fafish, 2016, Haifa-Group, 2016
Berdasarkan data- data ini, kemudian ditentukan besarnya kapasitas
produksi. Adapun persamaan kapasitas produksi adalah sebagai berikut:
KP = DK – DP ....(1)
KP = (DK Indonesia (2021) + DK Asia(2021)) - (DP Indonesia (2021) + DPAsia(2021))
KP = (704.830+ 82.720) – (0 + 607.000) Ton/Tahun
KP = 180.550 Ton/Tahun
Dimana;
KP = Kapasitas Produksi Pada Tahun X
DK = Data Konsumsi Pada Tahun X
DP = Data Produksi Telah Ada Pada Tahun X
Berdasarkan pertimbangan di atas dan pertumbuhan pada tahun 2021
maka kapasitas pabrik Potassium Nitrate ini pada tahun 2021 beroperasi
60 % dari 180.550 Ton yaitu 108.330 ≈ 100.000 Ton. Dengan
didirikannya pabrik ini, diharapkan dapat mengurangi ketergantungan
terhadap impor luar negeri dan menjadi pabrik yang memproduksi
Potassium Nitrate pertama di di dalam negeri . Dengan kapasitas ini
diharapkan :
8
1.Dapat mengurangi ketergantungan terhadap impor luar negeri.
2.Dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri yang mengalami
peningkatan.
3.Membuka lapangan kerja baru, sehingga menurunkan tingkat
pengangguran
1.5. Lokasi Pabrik
Selain itu pertimbangan lain dari pendirian pabrik ini pada dasarnya sama
dengan prinsip ekonomi yaitu mendapat keuntungan yang optimal dengan
pengeluaran yang sedikit. Hal tersebut dapat dicapai dengan adanya efisiensi
kerja di berbagai macam aspek yaitu tenaga kerja, peralatan, jenis proses
yang digunakan, struktur organisasi dan manajemen serta sarna prasarana
yang memadai. Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor utama
yang menentukan kelangsungan suatu pabrik untuk beroperasi. Pabrik
Potassium Nitrate ini direncanakan didirikan di kecamatan Telukjambe
timur, Karawang. Adapun dasar pertimbangan pemilihan lokasi tersebut
adalah sebagai berikut :
1. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku Potassium Nitrate adalah asam nitrat (HNO3) dan Potassium
Chloride (KCl). Bahan baku Asam nitrat (HNO3) didapat dari PT Multi
Nitrotama Kimia yang pabriknya berlokasi di kawasan industri Kujang,
Cikampek. Hal ini memungkinkan karena lokasi pabrik yang akan
dibangun berdekatan dengan lokasi pabrik bahan baku, sehingga
9
meminimaliasi biaya transportasi. Sedangkan Potassium Chloride (KCl)
diperoleh dengan impor China, Shijizhuang Shangqi Imp & Exp Trading
Co.Ltd.
2. Kebutuhan Air
Air sangat diperlukan karena air memiliki banyak kegunaan dalam sebuah
proses industri seperti pada proses pengolahan air untuk untuk
pendinginan dan kebutuhan steam. Oleh sebab itu, lokasi pabrik
sebaiknya berdekatan dengan sumber air untuk mempermudah jalannya
proses industri. Untuk kebutuhan air pabrik ini diperoleh dari Sungai
Citarum berada di sepanjang kecamatan Telukjambe timur dan dekat
dengan lokasi pabrik yang akan didirikan.
3. Sarana Transportasi
Pabrik akan dibangun di sekitar kecamatan Telukjambe timur, Karawang.
Hal ini memudahan akses transportasi produk karena kecamatan ini akan
dijadikan kawasan industri di Indonesia. Dan lokasi pabrik juga dilintasi
jalan tol Jakarta-Cikampek, dan wilayah yang berada di sebelah selatan
Jalan Tol Jakarta-Cikampek sudah menjadi kawasan industri, yang mana
akan memudahkan akses pengiriman produk.
4. Sumber Bahan Bakar
Sekitar kecamatan Telukjambe timur, Karawang akan dijadikan kawasan
industri sehingga penyediaan bahan bakar untuk generator dapat dengan
10
mudah terpenuhi, sedangkan listrik untuk keperluan proses dan
perkantoran disediakan dari PLN setempat.
5. Keadaan lingkungan, kondisi iklim dan cuaca
Sekitar kecamatan Telukjambe timur, Karawang akan dijadikan kawasan
industri yang dikelola oleh pemerintah pusat, sehingga dampak
lingkungan seperti limbah akan dikelola dengan baik oleh pabrik dan
pemerintah. Serta masyarakat yang tinggal di dekat lokasi pabrik mudah
beradaptasi. Kecamatan Telukjambe timur termasuk dataran rendah
dengan ketinggian 25 s/d 30 meter di atas permukaan laut, dengan
kemiringan berkisar 5 s/d 15 derajat. Suhu rata- rata 25 s/d 30 °C dengan
curah hujan berkisar 1500 s/d 3000 mm termasuk dalam Topografi
dataran rendah berbukit. Adapun jarak Kecamatan Teluk Jambe Timur ke
Ibu Kota Kabupaten Karawang adalah 6 km dengan waktu tempuh sekitar
15 menit.
6. Tenaga Kerja
Ketersediaan Tenaga kerja di Indonesia tidak sulit diperoleh. Tenaga
kerja yang berkualitas dan terampil dapat di peroleh dari seluruh alumni
universitas di Indonesia sedangkan tenaga kerja berpendidikan menengah
dan kejuruan dapat diperoleh dari daerah sekitar pabrik.
7. Perijinan
Lokasi pabrik berada di daerah kawasan industri yang dikelola
pemerintah, sehingga memudahkan dalam perizinan pendirian pabrik.
11
8. Perluasan Pabrik
Kecamatan Telukjambe timur, Karawang memungkinkan untuk perluasan
pabrik dan peningkatan kapasitas, karena berada di kawasan industri yang
juga dikelola oleh pemerintah setempat, serta sampai saat ini hanya
terdapat belum ada pabrik yang beroperasi di kawasan ini .
BAB X
KESIMPULAN DAN SARAN
10.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap
Prarancangan Pabrik Potassium nitrate dari Potassium dan asam nitrat
dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak adalah 22,83 %.
2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak adalah 3,59 tahun
3. Break Even Point (BEP) sebesar 47,66% dimana syarat umum pabrik
diIndonesia adalah 30–60% kapasitas produksi. Shut Down Point
(SDP)sebesar 20,67 %, yakni batasan kapasitas produksi 20–30%
sehingga pabrik masih dapat berproduksi karena mendapat keuntungan.
4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 23,35%, lebih
besar dari suku bunga bank sekarang sehingga investor akan lebih
memilih untuk berinvestasi ke pabrik ini dari pada ke bank.
10.2 SARAN
Pabrik Potassium nitrate dari Potassium dan asam nitrat kapasitas seratus
ribu ton per tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut baik dari segi proses
maupun ekonominya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2017. Peta Kabupaten Karawang, Jawa Barat.
http://www.dpkteam.com/2016/11/peta-kabupaten-karawang.html 2017.
Diakses pada 4 Agustus 2017.
Alibaba Group. 2016. Product Price. http://www.alibaba.com. Diakses pada 2 Juli
2016.
Banchero, B. 1955. Chemical Engineering Series.Mc Graw Hill in Chemical
Engineering : New York
Bank Indonesia. 2017. NilaiKurs. www.bi.go.id. Diakses 19 Juli 2017
Brown, G. 1950. Unit Operations.John Wiley and Sons : New York
Brownell, Lloyd E., and Edwin H. Young. 1959. Process Equipment Design. John
Wiley & Sons, Inc. : New York.
Cepci. 20165. Index. www.chemengonline.com.
Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon
Press Inc, New York.
Coulson J.M., and J. F. Richardson. 2003. Chemical Engineering 4th edition.
Butterworth-Heinemann : Washington.
Coulson J.M., and J. F. Richardson. 2005. Chemical Engineering 3rdedition.
Butterworth-Heinemann : Washington.
Evans, F.L., 1980, Equipment Design Handbook, Vol. 1, 2nd ed., Gulf Publishing
Co., Houston.
Factfich. 2016. Production of world statistic data Potassium nitrate
www.factfish.com . Diakses pada 31 Juli 2016.
Fogler, H. Scott. 1992. Elements of Chemical Reaction Envgineering 2ndedition.
Prentice Hall International Inc. : United States of America.
Geankoplis, C. J. 1983. Transport Processes and Unit Operations, Ed. 2nd.Allyn
and Bacon, Inc : London
Geankoplis, Christie J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd
edition. Prentice Hall : New Jersey.
Haifa Group, 2016. Production Of Potassium Nitrate Capacity.
www.haifagroup.com diakses pada 6 Agustus 2016.
Harian Pikiran Rakyat. 2016. Kebutuhan Bahan Peledak di Indonesia.
www.harianpikiranrakyat.com diakses pada 1 Agustus 2016
Hewitt, G.F and Spalding D.B. 1983. Heat Exchanger Design Handbook.
Hemisphere Publishing Co. : New York
Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Http://www.kno3.org/about-potassium-nitrate/uses-of-potassium-nitrate.2017
Hugot, E. 1986.Handbook of Cane Sugar Engineering. New York: Elsevier
Science Publishing Company INC.
Joshi, M.V, 2000. Process Equipment Design 3rd Edition. Macmillan India
Limited : India
Kacac, Liu. 2012. Heat Exchanger : Selection, rating and Thermal Design 3rd
edition. CRC Press : New York
Kern, D.Q., 1950, Process Heat Transfer, McGraw Hill International Book
Company, Singapura
Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. International Edition Mcgraw-Hill
Co. : New York.
Kern, Donald Q. 1983. Process Heat Transfer. International Student Edition
Mcgraw-Hill Co. : New York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technology”, 5th
ed., John Wiley and Sons Inc., New York.
Levenspiel.O., 1972, Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and
Sons Inc, New York.
Ludwig, E.E., 1965, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical
Plants, volume 1, Gulf Publishing Company, Houston
Mc Cabe. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering, Jilid. 2nd, Ed. 4th.Mc
Graw Hill Book Company : New York
Mc Cabe. 1993. Unit Operation of Chemical Engineering, International Edition
Ed. 4th.Mc Graw Hill Book Company : New York
Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook
Publishing Inc, USA.
Metcalf and Eddy, 1991, Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse,
Mc Graw-Hill Book Company, New York.
Mullin, J.W. 2001. Crystallization 4th edition. Reed Educational and Professional
Publishing Ltd. Oxford: London.
MSDS Potassium Chloride. Chemical and fertilizer, diakses pada 8 november
2016
MSDS Potassium Nitrate. Science Lab. Diakses pada 24 juni 2016
MSDS Potassium Nitrate.SQM North America. Diakses pada 24 Juni 2016
MSDS Chlorine. Ixom Operations, diakses pada 24 juni 2016
MSDS Nitrosyl Chloride. Matheson Tri Gas, Diakses pada 24 juni 2016
Parker, V. B., 1965. Thermal Properties of Uni-Univalent Electrolytes, Natl.
Stand. Ref. Data Series — Natl. Bur. Stand.USA.
Perry.R.H. and Green.D., 1963, Perry’s Chemical Engineer Handbook 4th ed,
McGraw-Hill Book Company, New York.
Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ed,
McGraw-Hill Book Company, New York.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’
Handbook 8th edition. McGraw Hill : New York.
Pubchem. Nitric Acid, Open chemistry database, diakses pada 25 juni 2016
Rase.1977.Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1st, Principles and
Techniques.John Wiley and Sons : New York
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 1991. Plant Design
an Economic for Chemical Engineering 3ed. McGraww-Hill Book Company:
New York.
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 2002. Plant Design
and Economics for Chemical Engineers 5th edition. McGraw-Hill : New
York.
UN Data. 2016. Kebutuhan Potassium Nitrate. http://www.undata.org. Diakses
pada 6 Agustus 2016
Ulrich, G. 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics.University of New Hampshire : USA
Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,
Stoneham USA.
Wallas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann :
Washington.
Yaws, C.L., 1996, Inorganic Coumpounds and Elements, Gulf Publishing Co.,
Houston, Texas
Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co.,
NewYork
www.matche.com