laporan perancangan pabrik polylimonene carbonate berbahan baku jeruk siam
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
1/142
Kelompok B-03 i
PERANCANGAN PABRIK POLYLIMONENE
CARBONATE BERBAHAN BAKU JERUK SIAM
Oleh :
Theresia May Anggraini ( 2008620014 )
Rheina Arnesya Oktavia ( 2008620052 )
Yandi Junaidi ( 2008620064 )
Pembimbing :
Dr. Henky Muljana, ST., M.Eng
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
BANDUNG
2012
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
2/142
Kelompok B-03 ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL: PERANCANGAN PABRIKPOLYLIMONENE CARBONATE
BERBAHAN BAKU JERUK SIAM
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung,16 Maret 2012
Pembimbing,
Dr. Henky Muljana, ST., M.Eng
CATATAN
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
3/142
Kelompok B-03 iii
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Katolik Parahyangan Bandung
SURAT PERNYATAAN
Kami, yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Theresia May Anggraini
NRP : 6208014
Nama : Rheina Arnesya Oktavia
NRP : 6208052
Nama : Yandi Junaidi
NRP : 6208064
Dengan ini menyatakan bahwa laporan perancangan pabrik dengan judul:
PERANCANGAN PABRIK POLYLI MONENE CARBONATEBERBAHAN
BAKU JERUK SIAM
Adalah hasil pekerjaan kami, dan seluruh ide, pendapat, dan materi dari sumber lain,
telah dikutip dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan jika pernyataan ini tidak
sesuai dengan kenyataan, maka kami bersedia menanggung sanksi sesuai peraturan
yang berlaku.
Bandung ,16 Maret 2012
Theresia May Anggraini
(6208014)
Rheina Arnesya Oktavia
(6208052)
Yandi Junaidi
(6208064)
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
4/142
Kelompok B-03 iv
LEMBAR REVISI
JUDUL: PERANCANGAN PABRIK POLYLI MONENE CARBONATE
BERBAHAN BAKU JERUK SIAM
Telah diperiksa dan disetujui,
Bandung, 16 Maret 2012
Penguji
CATATAN
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
5/142
Kelompok B-03 v
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan karena kasihNYA yang
besar telah membantu penulis menyelesaikan perancangan pabrik ini dengan tepat
waktu.
Penelitian berjudul Perancangan PabrikPolyLimonene Carbonate Berbahan
Baku Jeruk Siam ini ditulis sebagai salah satu bentuk prasyarat kelulusan Jurusan
Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan.
Selama proses pembuatan laporan perancangan pabrik penulis menyadari banyak
bantuan yang telah diberikan baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulismenyadari tanpa orang-orang yang berada di samping penulis, laporan penelitian ini
tidak akan dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Dr. Henky Muljana, ST., M.Eng, selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan waktu dan tenaganya untuk memberikan bimbingan , pengarahan
dan pengetahuan yang sangat berharga.
2.
Orang tua, yang telah memberikan dukungan secara finansial, moral, doa dan
dukungan yang tak henti-hentinya untuk menyemangati penulis.
3. Tony Handoko,ST. , selaku koordinator tugas akhir yang telah memberikan
banyak pengarahan tentang tata cara penulisan dan etika dalam mengerjakan
tugas akhir.
4. Anastasia Prima Kristijarti, S.Si., M.T. , Fransiscus Parikesit Partoputro, Ir. , dan
Yos Tri Atmodjo, Ir., M.M. yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan
bimbingan, pengarahan dan pengetahuan yang sangat berharga.
5.
Teman-teman Teknik Kimia khususnya angkatan 2008 yang telah menjadi
tempat cerita, berkeluh kesah dan berbagi suka dan duka dalam bertahan hidup di
Teknik Kimia
Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Penulis
berharap setiap kelemahan yang ada dapat menjadi pelajaran yang berharga di
masa depan , sehingga dapat dihasilkan karya yang lebih baik lagi. Oleh Karena
itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
6/142
Kelompok B-03 vi
Akhir kata, melalui penelitian ini penulis berharap agar pembaca dapat
memperluas pengetahuan serta wawasannya , terutama yang berkaitan dengan
pembuatan pabrikPolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam.
Tuhan memberkati.
Bandung, Maret 2012
Penulis
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
7/142
Kelompok B-03 vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul .................................................................................................................. i
Lembar Pengesahan .......................................................................................................... ii
Surat Pernyataan ............................................................................................................... iii
Lembar Revisi ................................................................................................................... iv
Kata Pengantar .................................................................................................................. v
Daftar Isi ........................................................................................................................... vii
Daftar Gambar .................................................................................................................. xi
Daftar Tabel ...................................................................................................................... xii
Intisari ............................................................................................................................... xiv
Abstract ............................................................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2 Bahan Baku dan Produk .................................................................................... 3
1.3 Analisis Pasar .................................................................................................... 3
1.4 Pemilihan Lokasi ............................................................................................... 4
BAB II DESKRIPSI PROSES ....................................................................................... 6
2.1 Perancangan Proses ........................................................................................... 6
2.2 Diagram Alir Proses .......................................................................................... 9
2.2.1 Tahap Persiapan Bahan Baku .............................................................. 10
2.2.2 Proses Oksidasi dan Polimerisasi ........................................................ 102.2.3 Proses Pemisahan dan Pemurnian ....................................................... 10
2.3 Basis Perancangan ............................................................................................. 11
2.3.1 Kapasitas Produksi .............................................................................. 11
2.3.2 Spesifikasi Bahan Baku dan Penunjang .............................................. 11
2.3.2.1 Jeruk Siam ........................................................................... 11
2.3.2.2 Metanol ............................................................................... 11
2.3.2.3 TBHP .................................................................................. 11
2.3.2.4 Karbon Dioksida ................................................................. 11
2.3.3.5 Aseton ................................................................................. 12
2.3.3 Spesifikasi Produk ............................................................................... 12
BAB III NERACA MASSA DAN ENERGI ................................................................. 14
3.1 Diagram Alir Neraca Massa dan Energi ............................................................ 14
3.1.1 Multiple Juice Extractor ...................................................................... 14
3.1.2 Splitter ................................................................................................. 14
3.1.3 TangkiJuice Jeruk ............................................................................... 14
3.1.4 Crytallizer............................................................................................ 15
3.1.5 Centrifuge ............................................................................................ 15
3.1.6 Tangki PenampungLimonene ............................................................. 15
3.1.7 Tangki TBHP ...................................................................................... 15
3.1.8 Reaktor Slurry ..................................................................................... 16
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
8/142
Kelompok B-03 viii
3.1.9 Kolom Distilasi 1 ................................................................................. 16
3.1.10 Kondensor 1 ........................................................................................ 16
3.1.11 Kolom Distilasi 2 ................................................................................. 16
3.1.12 Kondensor 2 ........................................................................................ 17
3.1.13 Kolom Distilasi 3 ................................................................................. 17
3.1.14 Kondensor 3 ........................................................................................ 173.1.15 Kolom Distilasi 4 ................................................................................. 17
3.1.16 Kondensor 4 ........................................................................................ 18
3.1.17 Reaktor CSTR ..................................................................................... 18
3.1.18 Tangki Karbon Dioksida ..................................................................... 18
3.1.19 Washing Tank ...................................................................................... 18
3.1.20 Rotary Drum Filter .............................................................................. 19
3.1.21 Kolom Distilasi 5 ................................................................................. 19
3.1.22 Kondensor 5 ........................................................................................ 19
3.1.23 Screw Conveyor ................................................................................... 19
3.1.24 Vacuum Dryer ..................................................................................... 203.1.25 Hammer Mill ....................................................................................... 20
3.1.26 Siever ................................................................................................... 20
3.1.27 Silo ....................................................................................................... 20
3.2 Diagram Utilitas ................................................................................................ 21
3.2.1 Sistem Pengolahan Air ........................................................................ 21
3.2.2 Cooling Tower ..................................................................................... 22
3.2.3 Unit Penyedia Steam ............................................................................ 24
3.2.4 Unit Penyedia Bahan Bakar ................................................................. 26
3.2.5 Unit Penyedia Listrik ........................................................................... 26
BAB IV PERTIMBANGAN KESELAMATAN DAN LINGKUNGAN .................... 29
4.1 Proses dan Bahan Berbahaya ............................................................................. 29
4.1.1 Identifikasi dan Penanggulangan Proses Berbahaya ........................... 29
4.1.2 Identifikasi dan Penanggulangan Bahan Berbahaya ............................ 29
4.1.3 Mitigasi Potensi Bahaya ...................................................................... 30
4.1.3.1 Mitigasi Manajemen ............................................................... 30
4.1.3.2 Mitigasi Infrastruktur ............................................................. 31
4.2 Dampak Lingkungan dan Penanganan Limbah ................................................. 31
4.2.1 Unit Pengolahan Limbah Padat ........................................................... 31
4.2.2 Unit Pengolahan Limbah Cair ............................................................. 31
4.2.3 Unit Pengolahan Limbah Gas .............................................................. 32
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................................... 34
5.1 Pertimbangan Pemilihan Alat ............................................................................ 35
5.2 Pemilihan Material ............................................................................................ 35
5.3 Spesifikasi Peralatan Utama .............................................................................. 35
5.3.1 Multiple Juice Extractor....................................................................... 35
5.3.2 TangkiJuice Jeruk ............................................................................... 36
5.3.3 Crytallizer............................................................................................ 36
5.3.4 Centrifuge ............................................................................................ 36
5.3.5 Tangki PenampungLimonene ............................................................. 37
5.3.6 Tangki TBHP ...................................................................................... 37
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
9/142
Kelompok B-03 ix
5.3.7 Reaktor Slurry ..................................................................................... 38
5.3.8 Kolom Distilasi 1 ................................................................................. 38
5.3.9 Kolom Distilasi 2 ................................................................................. 39
5.3.10 Kolom Distilasi 3 ................................................................................. 39
5.3.11 Kolom Distilasi 4 ................................................................................. 40
5.3.12 Tangki Karbon Dioksida ..................................................................... 405.3.13 Reaktor CSTR ..................................................................................... 41
5.3.14 Washing Tank ...................................................................................... 41
5.3.15 Rotary Drum Filter .............................................................................. 42
5.3.16 Kolom Distilasi 5 ................................................................................. 42
5.3.17 Kondensor ........................................................................................... 43
5.3.18 Screw Conveyor ................................................................................... 43
5.3.19 Vacuum Dryer ..................................................................................... 43
5.3.20 Hammer Mill ....................................................................................... 44
5.3.21 Siever ................................................................................................... 44
5.3.22 Silo ....................................................................................................... 445.3.23 Splitter ................................................................................................. 44
5.3.24 Pompa .................................................................................................. 45
5.3.25 Sistem Perpipaan ................................................................................. 45
BAB VI TATA LETAK PABRIK ................................................................................. 47
6.1 Tata Letak Pabrik .............................................................................................. 47
6.1.1 Unit Produksi ....................................................................................... 47
6.1.2 Unit Pendukung Proses dan Utilitas .................................................... 47
6.1.3 Area Pelengkap Pabrik ........................................................................ 48
6.1.4 Kantor Pusat ........................................................................................ 486.1.5 Sarana Kesejahteraan Karyawan ......................................................... 48
6.2 Tata Letak Alat .................................................................................................. 48
BAB VII SKEMA LOGIKA DAN PENGENDALIAN PROSES ............................... 52
7.1 Instrumentasi Pengendalian Proses ................................................................... 52
7.2 Prosedur dan Kelengkapan Start Up, Kondisi Normal serta Shut Down .......... 53
7.2.1 Prosedur Start Up ................................................................................ 53
7.2.2 Proses Operasi Pada Keadaan Normal ................................................ 53
7.2.3 Prosedur Shut Down ............................................................................ 54
BAB VIII SISTEM MANAJEMEN DAN OPERASI .................................................. 56
8.1 Master Schedule ................................................................................................ 56
8.1.1 Tahap Persiapan ................................................................................... 56
8.1.2 Perancangan ......................................................................................... 56
8.1.3 Konstruksi ........................................................................................... 56
8.1.4 Uji Kelayakan ...................................................................................... 57
8.1.5 Start Up danMaintenance ................................................................... 57
8.2 Badan Hukum dan Struktur Organisasi Perusahaan .......................................... 59
8.2.1 Urutan Kerja dan Kualifikasi Jabatan .................................................. 59
8.2.1.1 DirekturMills...................................................................... 60
8.2.1.2 Direktur Keuangan .............................................................. 61
8.2.1.3 Direktur Umum dan Sumber Daya Manusia ....................... 62
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
10/142
Kelompok B-03 x
8.3 Struktur Tenaga Kerja ....................................................................................... 64
8.3.1 Ketentuan Jam Kerja ........................................................................... 64
BAB IX INVESTASI DAN PERHITUNGAN EKONOMI ......................................... 66
9.1 Plant Cost Estimation........................................................................................ 67
9.1.1 Direct CostdanIndirect Cost .............................................................. 679.1.2 Biaya Off-site Facilities....................................................................... 67
`9.1.3 BiayaPlant Start Up ........................................................................... 67
9.1.4 Working Capital .................................................................................. 68
9.1.5 Interest During Construction .............................................................. 68
9.2 Manufacturing Cost Estimation ........................................................................ 68
9.3 Kelayakan Ekonomi .......................................................................................... 69
9.3.1 Laporan Laba Rugi .............................................................................. 69
9.3.2 Cash Flow Statement........................................................................... 70
9.3.3 Return on Investment........................................................................... 70
9.3.4 Payback Period ................................................................................... 719.3.5 Net Present Value................................................................................ 71
9.3.6 Internal Rate of Return ........................................................................ 72
9.3.7 Break Event Point................................................................................ 72
9.4 Analisis Sensitivitas .......................................................................................... 73
BAB X PENUTUP .......................................................................................................... 75
LAMPIRAN A ................................................................................................................. 76
LAMPIRAN B ................................................................................................................. 106
LAMPIRAN C ................................................................................................................. 125
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
11/142
Kelompok B-03 xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Proporsi Luas Tanam Jeruk di Indonesia ................................................... 1
Gambar 1.2 Produksi Jeruk di Indonesia ....................................................................... 2
Gambar 2.1 Struktur Molekul d-Limonene.................................................................... 6
Gambar 2.2 Proses EpoksidasiLimonene Oksida .......................................................... 7
Gambar 2.3 Polimerisasi PLC ....................................................................................... 7
Gambar 2.4 Diagram Blok Proses PembentukanPolyLimonene Carbonate................. 9
Gambar 3.1 Unit Pengolahan Air Sungai ...................................................................... 23
Gambar 3.2 Unit Penyedia Air ...................................................................................... 23
Gambar 3.3 Cooling Tower ........................................................................................... 24
Gambar 3.4 Unit Penyedia Steam.................................................................................. 25
Gambar 6.1 Plant Layout............................................................................................... 49
Gambar 6.2 Process Layout Lantai 1 ............................................................................. 50
Gambar 6.3 Process Layout Lantai 2 ............................................................................. 51
Gambar 8.1 Network Diagram Proyek Pembangunan PabrikPolyLimonene Carbonate
................................................................................................................... 58
Gambar 8.2 Struktur Organisasi Perusahaan ................................................................. 63
Gambar 9.1 Manufacturing Cost ................................................................................... 69
Gambar 9.2 Net Profit Perusahaan ................................................................................. 70
Gambar 9.3 Diagram Cash Flow ................................................................................... 70
Gambar 9.4 Payback Period.......................................................................................... 71
Gambar 9.5 Profil NPV ................................................................................................. 72
Gambar 9.6 Break Event Point ...................................................................................... 73Gambar 9.7 Analisis Sensitivitas IRR ........................................................................... 73
Gambar 9.8 Analisis Sensitivitas NPV .......................................................................... 74
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
12/142
Kelompok B-03 xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Produsen Jeruk di Dunia ............................................................................ 2
Tabel 1.2 Produsen Jeruk Mandarin di Dunia ............................................................ 2
Tabel 1.3 Standar Mutu Polistirena ............................................................................ 3
Tabel 1.4 Kebutuhan Plastik dan Polimer di Indonesia ............................................. 4
Tabel 1.5 Data Impor Polistirena ............................................................................... 4
Tabel 1.6 Dasar Pertimbangan Pemilihan Lokasi ...................................................... 5
Tabel 2.1 Sifat Fisik Kimia d-Limonene.................................................................... 6
Tabel 2.2 KonsentrasiLimonene dalam Jeruk ........................................................... 6
Tabel 2.3 Data Fisik Metanol ..................................................................................... 11
Tabel 2.4 Sifat Fisik TBHP ........................................................................................ 12
Tabel 2.5 Sifat Fisik Karbon Dioksida ....................................................................... 12
Tabel 2.6 Sifat Fisik Aseton ....................................................................................... 12
Tabel 3.1 Spesifikasi Cooling Tower......................................................................... 24
Tabel 3.2 SpesifikasiBoiler....................................................................................... 25
Tabel 4.1 Identifikasi Bahaya dalam Proses ProduksiPolyLimonene Carbonate ..... 33
Tabel 4.2 Risk Rating Table ....................................................................................... 33
Tabel 4.3 Standar Mutu Limbah Cair Industri ........................................................... 32
Tabel 5.1 SpesifikasiMultiple Juice Extractor.......................................................... 35
Tabel 5.2 Spesifikasi TangkiJuice Jeruk ................................................................... 36
Tabel 5.3 SpesifikasiCrytallizer................................................................................ 36
Tabel 5.4 SpesifikasiCentrifuge................................................................................ 37
Tabel 5.5 Spesifikasi Tangki PenampungLimonene ................................................. 37Tabel 5.6 Spesifikasi Tangki TBHP ........................................................................... 37
Tabel 5.7 Spesifikasi Reaktor Slurry ......................................................................... 38
Tabel 5.8 Spesifikasi Kolom Distilasi 1 ..................................................................... 39
Tabel 5.9 Spesifikasi Kolom Distilasi 2 ..................................................................... 39
Tabel 5.10 Spesifikasi Kolom Distilasi 3 ..................................................................... 40
Tabel 5.11 Spesifikasi Kolom Distilasi 4 ..................................................................... 40
Tabel 5.12 Spesifikasi Tangki Karbon Dioksida ......................................................... 41
Tabel 5.13 Spesifikasi Reaktor CSTR ......................................................................... 41
Tabel 5.14 SpesifikasiWashing Tank.......................................................................... 42
Tabel 5.15 SpesifikasiRotary Drum Filter.................................................................. 42Tabel 5.16 Spesifikasi Kolom Distilasi 5 ..................................................................... 42
Tabel 5.17 Spesifikasi Kondensor ................................................................................ 43
Tabel 5.18 SpesifikasiScrew Conveyor....................................................................... 43
Tabel 5.19 SpesifikasiVacuum Dryer ......................................................................... 43
Tabel 5.20 SpesifikasiHammer Mill ........................................................................... 44
Tabel 5.21 SpesifikasiSiever....................................................................................... 44
Tabel 5.22 Spesifikasi Silo ........................................................................................... 44
Tabel 5.23 SpesifikasiSplitter ..................................................................................... 45
Tabel 5.24 Spesifikasi Pompa ...................................................................................... 45
Tabel 5.25 Spesifikasi Pipa .......................................................................................... 45
Tabel 8.1 Jadwal Perencanaan Pembangunan PabrikPolyLimonene Carbonate ...... 58
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
13/142
Kelompok B-03 xiii
Tabel 8.2 Critical Path Method ................................................................................. 59
Tabel 8.3 KaryawanNon Shift ................................................................................... 64
Tabel 8.4 Karyawan Shift........................................................................................... 65
Tabel 8.5 Jadwal Pergantian Shift.............................................................................. 65
Tabel 9.1 Plant Cost ................................................................................................... 68
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
14/142
Kelompok B-03 xiv
INTISARI
PT. POI ( Poly Orange Indonesia ) adalah perusahaan yang memproduksi
PolyLimonene Carbonate ( PLC ) dari bahan baku jeruk siam dengan kapasitas produksi
sebesar 1000 ton/tahun. Pabrik ini didirikan di Kota Sambas, Kabupaten Sambas, ProvinsiKalimantan Barat. Lokasi pabrik ini sangat strategis karena terletak di antara 3 negara
tetangga seperti Singapura, Malaysia dan Brunei Darussalam serta letaknya yang dekat
dengan bandar udara Supadio dan pelabuhan Pontianak sehingga sangat memudahkan proses
distribusi produk kepada konsumen.
Jeruk siam merupakan salah satu potensi sumber daya alam di Indonesia yang saat
ini masih kurang dimanfaatkan dalam skala industri. Data menunjukkan bahwa kandungan
limonene yang terdapat dalam jeruk siam cukup tinggi sehingga jeruk siam dapat
dimanfaatkan untuk pembuatan PLC. Pembuatan PLC terdiri atas 4 tahap utama yaitu proses
persiapan bahan baku, proses oksidasi limonene, proses polimerisasi, tahap pemisahan dan
pemurnian. Tahap persiapan bahan baku bertujuan untuk memisahkan limonenedari jeruksiam. Tahap oksidasi bertujuan untuk mengubah limonenemenjadi limoneneoksida. Tahap
polimerisasi bertujuan untuk membentuk polimer dari limoneneoksida menjadi PLC, dalam
tahap ini dimanfaatkan gas CO2 yang merupakan limbah penyebab pemanasan global. Tahap
pemisahan dan pemurnian bertujuan untuk memisahkan PLC dari semua bahan yang telah
digunakan pada proses sebelumnya. Produk PLC merupakan polimer yang memiliki potensi
untuk mensubstitusi polystyrene. PLC sendiri dapat diusulkan menjadi salah satu produk
komoditi karena bersifat ramah lingkungan dan memiliki bahan baku yang berasal dari alam
mengingat ketersediaan minyak bumi yang semakin menipis.
Limbah yang dihasilkan dari pabrik berupa limbah padat, cair dan gas. Limbah padat
berupa ampas jeruk akan dijual ke pabrik pakan ternak. Limbah cair berupa Tert-Butil
Alkohol akan dijual sebagai produk samping yang bernilai jual tinggi. Limbah gas yang
dihasilkan dari proses pembakaran batu bara akan diproses terlebih dahulu sebelum dilepas
ke lingkungan menggunakan cyclone. Limbah buangan pabrik POI mengikuti keputusan
Menteri Lingkungan Hidup.
Pabrik ini direncanakan beroperasi selama 15 tahun. Modal investasi yang
dibutuhkan sebesar 95 milyar rupiah yang berasal dari modal sendiri sebesar 60% dan
pinjaman dari bank sebesar 40%. Sedangkanplant cost yang dibutuhkan sebesar 71 milyar
rupiah.
Perhitungan ekonomi menunjukkan bahwa pabrik akan memperoleh nilai NPV
sebesar 160 milyar rupiah, ROI sebesar 25,11%, ROE sebesar 41,84%, dan PBP selama 7,5
tahun. IRR yang diperoleh yaitu sebesar 22,07% (FCFE) yang telah memenuhi syarat
kelayakan yaitu lebih besar daripada suku bunga deposito bank (6,5%). Berdasarkan hasil
analisis kelayakan ekonomi, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini memiliki potensi tinggi
untuk mengembangkan lebih lanjut potensi dari jeruk siam dan layak untuk didirikan.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
15/142
Kelompok B-03 xv
ABSTRACT
PT. POI ( Poly Orange Indonesia ) is a factory that produce PolyLimonene
Carbonate ( PLC ) from siam orange with capacity approximately 1000 tons/year. This plant
is located at Sambas city, Sambas regency, West Kalimantan. The location of POI plants isvery strategic because it located between 3 country like Singapore, Malaysia, and Brunei
Darussalam and it located near Supadio airport and Pontianak harbour so could make easier
distrbution process of product to consumers.
Siam orange is one of potential resources at Indonesia which is currently under
utilized at industry. Data show that limonene contained in siam orange is high so siam
orange can be used to make PLC. Manufacture of PLC contains of four main stage that are
preparation of raw material process, limonene oxidation process, polymerization process,
and separating and purifying process. Preparation of raw material aims to separating
limonene from siam orange. Oxidation stage aims to change limonene to limonene oxide.
Polymerization stage aims to form polymer from limonene oxide to PLC, at this stage beused karbon dioxide gas which is the waste that cause global warming. Separating and
purifying stage aims to separating PLC from all material that used in previous process. PLC
is polymer that has a potential to substitute polystyrene. PLC can be one of commodity
product because it is enviromentally friendly and has a raw material from nature remember
availability of petroleum is less.
Waste produced from production process are solid, liquid, and gaseous waste. Solid
waste are orange residu which is sold to animal feed plant. Liquid wate are Tert-Butyl
Alcohol whics is sold like a by-product which has high value. Gaseous waste produced from
coal combustion will be processed before discarded to environment by using cyclone. Waste
that discarded follow the Minister for the Environment rule.
This plant will be operated in fifteen years with initial investment approximately
IDR 95,000,000,000, comes from 60% equity and 40% debt. The plant cost will be cost IDR
71,000,000,000.
Economy calculation shows that POI plant will get IDR 160,000,000,000 as Net
Present Value (NPV), ROI around 25.11%, ROE around 41.84%, and Pay Back Periode in
7.5 years. IRR is estimated about 22.07% which is significantly bigger than bank deposit
interest (6.5%). Based on economic analysis, we could conclude that POI plant is feasible to
build and increase siam orange potential.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
16/142
Kelompok B-03 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Jeruk (Citrus sp.) merupakan salah satu buah unggulan nasional[1]
. Komoditas inimemegang peran strategis dalam peta perdagangan produk pertanian khususnya buah-buahan
di Indonesia. Di pasar dikenal beberapa jenis jeruk komersial. Jenis jeruk tersebut di
antaranya[1]:
1. Jeruk Siam / Tangerin (seperti jeruk pontianak, siam madu medan, banjar, jember, dan
garut)
2. Jeruk Keprok / Mandarin (seperti jeruk garut, tawangmangu, dll)
3. Jeruk Manis (seperti jeruk babypacitan, valencia, dll)
4. Jeruk Besar / Pamelo (seperti jeruk bali, nambangan, srinyonya)
5. Jeruk nipis
6.
Jeruk lemonJeruk siam merupakan salah satu varietas jeruk yang paling banyak ditanam dibanding
dengan jenis jeruk lainnya. Jeruk pontianak (Citrus nobilis var. microcarpa) merupakan jenis
jeruk siam dengan ciri fisik kulitnya tipis dan licin mengkilat[2]. Jeruk pontianak mempunyai
rasa yang manis dan merupakan salah satu komoditas unggulan Kota Pontianak. Proporsi
luas tanam jeruk di Indonesia dapat dilihat pada gambar 1.1.
Gambar 1.1 Proporsi Luas Tanam Jeruk di Indonesia[1]
Statistik nasional jeruk saat ini hanya mencatat produksi untuk jeruk siam / keprok dan
jeruk besar saja, sedangkan produksi jenis jeruk yang lain masih belum terdata. Produksi
jeruk di Indonesia cukup melimpah dengan produksi tiap tahunnya yang cenderung konstandan stabil. Data produksi jeruk per tahun dapat dilihat dari data Biro Pusat Statistik 2010
yang disajikan pada gambar 1.2.
85%
8% 4%3%
jeruk siam
jeruk keprok
jeruk pamelo
lainnya
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
17/142
Kelompok B-03 2
Gambar 1.2 Produksi Jeruk di Indonesia (BPS, 2010)
Selain itu berdasarkan data produksi buah jeruk tahun 2005, Indonesia telah masuk di
jajaran 10 besar produsen jeruk dunia (Tabel 1.1), bahkan berdasarkan kelompok mandarin
(keprok/mandarin, siam/tangerin,clementine dan satsuma), Indonesia menduduki peringkat
dua setelah Cina (Tabel 1.2). Artinya, selain sebagai pasar potensial, Indonesia juga harus
dipertimbangkan sebagai produsen jeruk dunia di pasar global.
Tabel 1.1[3]
Tabel 1.2[3]
No Negara Produksi
1 Barzil 20.576.000
2 USA 10.395.000
3 China 14.985.000
4 Mexico 6.490.000
5 Spain 5.103.000
6 Italy 3.285.000
7 Egypt 2.688.000
8 Turkey 2.450.000
9 Argentina 2.430.000
10 Indonesia 2.214.019
Jeruk pontianak dari Kalimantan Barat merupakan jeruk yang popular di Indonesia.
Selama ini jeruk pontianak kebanyakan diperdagangkan sebagai buah segar[4].Dengan jumlah
produksi yang besar dan pemanfaatan yang belum banyak, maka perlu dicari alternatif lain
untuk meningkatkan nilai tambah buah jeruk pontianak tersebut. Pengolahan buah jeruk
pontianak tersebut masih belum banyak dilakukan.
Dalam perdagangan jeruk pontianak segar terdapat beberapa masalah antara lain
penanganannya harus dilakukan secara khusus dan distribusi harus cepat agar tidak busuk
dan sampai ke tangan konsumen dalam keadaan baik. Masalah lain yang dirasakan adalah
adanya persaingan dengan jeruk-jeruk impor. Akhir-akhir ini terjadi kecenderungan
konsumen membeli jeruk-jeruk impor karena naiknya taraf kehidupan dan gengsi
masyarakat[5].
Oleh karena itu, untuk meningkatkan nilai tambah buah jeruk pontianak tersebut dan
untuk mengatasi masalah perdagangan jeruk pontianak maka dibangunlah pabrik
PolyLimonene Carbonate untuk mengolah jeruk pontianak tersebut. Selain dapat
No Negara Produksi (MT)
1 Cina 11.395.000
2 Indonesia 2.150.219
3 Spanyol 1.944.600
4 Brazil 1.270.000
5 Jepang 1.100.000
6 Iran 720.000
7 Thailand 670.000
8 Mesir 665.000
9 Italia 661.823
10 Turki 585.000
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
18/142
Kelompok B-03 3
memanfaatkan jeruk Pontianak, produk yang dihasilkan yaitu berupa PolyLimonene
Carbonate dapat menggantikan polistirena yang memiliki bahan baku minyak bumi, serta
mengurangi impor polistirena ke Indonesia yang cukup besar[6]. Proses pembuatan
Polylimonene carbonate ini juga memanfaatkan CO2,sebagai salah satu bahan pendukung
sehingga dapat mengurangi polutan CO2yang saat ini dikenal sebagai salah satu penyebab
utama timbulnya pemanasan global[7].Tujuan dari perancangan pabrik penghasil PolyLimonene Carbonate berbahan baku
jeruk siam adalah sebagai berikut :
1. Memanfaatkan buah jeruk di Indonesia, khususnya di daerah Kalimantan Barat yang
melimpah dan belum dimanfaatkan secara maksimal.
2. Memanfaatkan limbah gas CO2yang dapat menyebabkan dampak pemanasan global.
3. Mensubtitusi penggunaan polistirena yang berasal dari minyak bumi dengan
PolyLimonene Carbonate
4. Mengurangi kapasitas impor polistirena di Indonesia
1.2
Bahan Baku dan ProdukProduk yang akan diproduksi berbahan baku jeruk yang memiliki kandungan limonene
yang tinggi. Di Indonesia terdapat berbagai jenis jeruk yang dapat digunakan sebagai bahan
baku. Namun karena jeruk siam mempunyai lahan luas tanam yang besar, maka bahan baku
yang dipilih adalah jeruk siam. Pandangan pemilihan jeruk siam sebagai bahan baku
pembuatan PLC dinilai dari beberapa aspek :
1. Jeruk siam lokal kalah bersaing dengan jeruk siam import karena dinilai memiliki rasa
yang lebih unggul.
2. Penggunaan plastik yang ramah lingkungan sedang berkembang prospeknya sehingga
diperlukan biomassa yang dapat digunakan sebagai bahan baku yang ramah lingkungan
untuk masa mendatang dan salah satunya adalah limonene yang dapat diperoleh darijeruk.
3. Untuk meningkatkan nilai guna jeruk siam lokal yang sekarang mulai ditinggalkan para
petani jeruk.
Produk yang dihasilkan adalah PolyLimonene Carbonate. PolyLimonene Carbonate
yang dihasilkan mengacu pada standar Polistirena karena produk PLC belum memiliki
standar yang dipatenkan. PLC diperkirakan dapat mensubstitusi keberadaan Polistirena[8].
Polistirena yang ada di pasaran berbentuk butiran, transparan dan siap dicetak. Kondisi
pengemasan harus dalam wadah yang tertutup rapat serta aman dalam transportasi dan
penyimpanan. Adapun standar mutu Polistirena berdasarkan SNI dapat dilihat pada tabel 1.3.
Pada proses produksi, dihasilkan produk samping berupa TBA yang dapat dijual sebagai
fragrance.
Tabel 1.3 Standar Mutu Polistirena ( SNI )
No Parameter SatuanTipe GPPS
1 2 3 4
1 Titik Lunak0C > 70-80 > 80-90 > 90-100 >100
2 Laju air G/10 menit Min 16 Min 1,0 Min 1,0 Min 0,5
Titik lunak adalah temperatur dimana polimer mencapai perubahan bentuk pada kondisi
tekanan tertentu[9].
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
19/142
Kelompok B-03 4
1.3Analisis Pasar
Kebutuhan polistirena di Indonesia cukup besar dan semakin meningkat dari tahun ke
tahun, bahkan Indonesia melakukan impor polistirena untuk pemenuhan kebutuhan pembuat
plastik . Data ini dapat dilihat pada tabel 1.4 dan tabel 1.5.
Produksi PLC diharapkan dapat memenuhi kebutuhan polistirena Indonesia terutama
mengurangi nilai impornya. Selain itu, bahan baku berupa jeruk siam adalah salah satusumber daya yang melimpah di Indonesia dan pemanfaatannya masih tergolong kurang. PLC
diperkirakan dapat bersaing dengan bahan pembuat plastik lainnya dalam hal ini polistirena
karena diperkirakan dapat mensubstitusi fungsi polistirena antara lain sebagai bahan
packaging.
Pasar dunia sekarang mulai meninggalkan bahan-bahan yang bersifat sulit terurai
sehingga pemasaran PLC diharapkan dapat memenuhi kebutuhan ini. PLC merupakan salah
satu produk yang berbasis bio material dan bisa terurai di dalam tanah dan diharapkan
dengan adanya produk ini penggunaan plastik non-degradablebisa dikurangi.
Tabel 1.4 Kebutuhan Plastik dan polimer di Indonesia (1000 Ton/ Tahun)[6]
Tabel 1.5 Data Impor Polistirena[6]
1.4Pemilihan Lokasi
Lokasi Pabrik dipilih berada pada Kota Sambas, Pontianak, Kalimantan Barat . Adapun
pertimbangan pemilihan lokasi tersebut dapat dilihat pada tabel 1.5.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
20/142
Kelompok B-03 5
Tabel 1.6 Dasar Pertimbangan Pemilihan Lokasi
Penyediaan Bahan Baku Pontianak merupakan kota penghasil jeruk
siam terbesar di Indonesia sekitar 60 %
produksi jeruk siam dihasilkan melalui kota
ini . Untuk mendukung efesiensi proses
haruslah dipilih tempat yang dapatmenunjang ketersediaan bahan baku
tersebut
Penyediaan Kebutuhan Utilitas Kabupaten Sambas berbatasan langsung
dan dilewati oleh 2 sungai dan beberapa
selat salah satunya adalah sungai Sambas
Kecil, sehingga dapat menunjang
penyediaan listrik, air dan steam untuk
keperluan pabrik
Fasilitas Penunjang Pontianak memiliki letak strategis dengan
negara tetangga seperti Singapura,Malaysia, Brunei Darussalam. Selain itu
memiliki akses bandar udara internasional
Supadio dan akses laut pelabuhan
Pontianak. Akses darat dapat ditempuh
dengan menggunakan kereta api dan
memiliki terminal bus khusus yang
menghubungkan Pontianak dan kota
Kuching ( Malaysia )
Pemasaran Produk Pontianak merupakan salah satu kota yang
memiliki indeks Industri makanan ringanyang memerlukan plastik sebagai bahan
packaging.
Kondisi Terkait Pontianak Utara menyerap persentase
tenaga kerja yang cukup besar sehingga
prospeknya baik untuk membuka lapangan
pekerjaan. Retail nasional juga dibuka
cukup banyak akhir-akhir ini sehingga
pangsa pasar untuk mendistribusikan
produk akan lebih prospektif.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
21/142
Kelompok B-03 6
BAB II
DESKRIPSI PROSES
Pada bab deskripsi proses akan dijelaskan tahapan-tahapan proses yang digunakan pada
perancangan pabrik PLC mulai dari perancangan proses sampai bahan baku yang akandipakai.
2.1 Perancangan Proses
Proses pembuatan Polylimonene Carbonate ( PLC ) terdiri atas beberapa tahap antara
lain tahap persiapan bahan baku, tahap oksidasi limonene dan tahap pembentukan PLC.
Tahap perlakuan awal terdiri atas pengumpulan jeruk dan produksi limonene. Struktur dari
limonene dan konsentrasi limonene dalam buah jeruk dapat dilihat pada gambar 2.1, tabel 2.1
dan tabel 2.2.
Gambar 2.1 Struktur Molekul d-Limonene[10]
Tabel 2.1 Sifat Fisik dan Kimia d-Limonene[11]
Deskripsi Cairan Tidak berwarna
Titik Beku -108F (-78C)
Titik Didih 349F (176C)
Densitas 0,838-0,843 (g/cm3)
KelarutanTidak larut dalam air, larut dalam benzena,
karbon tetrakklorida, dietil eter, etanol
Tabel 2.2 KonsentrasiLimonene dalam jeruk[12]
Sumber Konsentrasi (ppm [mg/kg atau mg/L])
Jus jeruk 0,4 -219
Minyak dari Kulit Jeruk 740.000970.000
Minyak dari Kulit Jeruk Mandarin 660.000
Tahap produksi limoneneterdiri atas pemerasan jeruk, pemisahan ampas jeruk (berupa
kulit, air perasan, dan sisa buah hasil perasan) dan pengeringan kulit jeruk. Jeruk yang telah
disimpan dalam tangki diperas untuk didapatkan air jeruk. Air jeruk yang didapatkan
didekantasi untuk memisahkan jus dan limonene. Ampas jeruk dan kulitnya diberi perlakuan
pressing untuk memastikan semua air telah keluar. Air yang dihasilkan didistilasi untuk
menghasilkan minyak, sedangkan sisa ampas jeruk dikeringkan dan didistribusikan padaprodusen makanan ternak . Produk hasil dekantasi dan distilasi diberi perlakuan winterisasi.
http://advancinggreenchemistry.org/?attachment_id=1846 -
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
22/142
Kelompok B-03 7
Winterisasi adalah proses pemisahan komponen berdasarkan titik bekunya[13, 14]
. Senyawa
lain akan membeku sehingga didapatkan limonenemurni. Senyawa yang membeku antara
lain terpinene(2,7 %), myrcene(1,8 %) dan senyawa pengotor lainnya. Ampas hasil proses
digunakan sebagai makanan ternak.
Tahap oksidasi dimulai dengan mengumpulkan limonene yang telah didapatkan dari
proses sebelumnya untuk diubah menjadi limoneneoksida dengan bantuan katalis Titanium.Limonene direaksikan dengan Tert-Butil Hidro Peroksida (TBHP) sehingga terjadi proses
epoksidasi dengan bantuan katalis. Reaksi ini akan menghasilkan produk samping berupa
limonene-8,9 oksida sebanyak 12%. Produk samping ini memiliki karakteristik yang hampir
sama dengan produk utama, sehingga untuk memaksimalkan produk harus diperhatikan
selektivitas reaksi. Selama reaksi TBHP akan terkonversi menjadi Tert-Butil Alkohol (TBA)
yang dapat dijual dengan nilai yang cukup tinggi atau TBHP dapat digunakan kembali
melalui proses recycleuntuk meningkatkan efisiensi proses. Selanjutnya, untuk memisahkan
produk dan umpan diperlukan proses distilasi . Pada proses distilasi ini digunakan pelarut
organik yaitu aseton. Reaksi pembentukan limoneneoksida dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2Proses EpoksidasiLimoneneOksida[8]
Tahap terakhir adalah polimerisasi limonene oksida menjadi PLC dengan bantuan
karbon dioksida. Reaksi berjalan dalam sebuah reaktor CSTR dimana Karbon dioksida
dialirkan melalui bagian bawah reaktor dan dibantu dengan katalis Zinc. Proses ini akan
membuat kontak antara limonene oksida dan Karbon dioksida lebih baik. Proses
pembentukan PLC dapat dilihat pada gambar 2.3.
O
+ CO2
O
O
O
n
Limonene Oksida PolyLimonene Carbonate
Gambar 2.3Polimerisasi PLC
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
23/142
Kelompok B-03 8
Kelebihan karbon dioksida yang tersisa dapat dikembalikan lagi bersama dengan umpan
segarnya. Isi reaktor kemudian dialirkan ke dalam wash tank untuk direaksikan dengan
metanol. Metanol memiliki kemampuan untuk mengendapkan polimer pada larutan karena
perbedaan kepolaran. Hasil reaksi dalam wash tank dialirkan pada rotary vacuum filter
dimana terjadi proses pemisahan polimer. ProdukPolyLimonene Carbonateyang dihasilkan
kemudian diumpankan pada vacuum dryer dimana sisa metanol akan diuapkan sehinggadidapatkan produk PLC murni. Aliran metanol, limonene oksida dan katalis yang berasal
dari wash tank dialirkan menuju kolom distilasi, pada proses ini metanol akan terpisah dan
dikembalikan pada tangki metanol.
Katalis dan limoneneoksida diumpankan kembali pada reaktor berikutnya dimana proses
yang dialami tetap sama yaitu pencucian, penyaringan , dan distilasi kemudian direaksikan,
dicuci, disaring dan didistilasi untuk terakhir kalinya. Katalis yang dipakai diumpankan pada
flash tank untuk memisahkan katalis dan limonene oksida sehingga katalis bisa dipakai
kembali. Limoneneoksida yang tersisa dapat ditampung pada tangki untuk dijual menjadi
pengharum (fragrance). Diagram blok pembuatan PLC dapat dilihat pada gambar 2.4 .
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
24/142
Kelompok B-03 9
Jeruk Pemerasan
Jus/ orange oil
Dekantasi
Limonene dari
minyakJus
Kulit Jeruk Pressing
Oil/ waste mixture
Distilasi
Technical Grade
oil
winterisasi
Limonene Murni
Kulit Jeruk hasil
pressingPengeringan
Kulit Jeruk kering
Sisa ampas
Treatment
Live stock feed
component
EpoksidasiTBHP
Karbon Dioksida PolimerisasiPoly Limonene
Carbonate
Gambar 2.4 Diagram Blok Proses PembentukanPoly Limonene Carbonate
2.2 Diagram Alir Proses
Secara umum proses pembuatan PLC terbagi atas tahapan persiapan bahan baku
(preliminary treatment), proses oksidasi dan polimerisasi dan tahap terakhir adalah proses
pemisahan serta pemurnian.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
25/142
Kelompok B-03 10
2.2.1 Tahap Persiapan Bahan Baku ( Preliminary Treatment)
Tahap persiapan bahan baku diawali dengan penyeragaman ukuran buah jeruk. Jeruk
yang digunakan dalam proses haruslah jeruk yang memiliki umur antara 28-36 minggu
berdasarkan tingkat kematangannya[15]. Setelah didapatkan buah jeruk yang seragam, buah
jeruk segar mengalami proses juicing. Proses juicing dan pressing dilakukan dengan
menggunakan alat Juice Extracting Machine . Hasil perasan jeruk dialirkan pada tangkidekanter untuk didekantasi. Dekantasi akan menghasilkan jus dan limonene dari minyak.
Kulit jeruk sisa proses juicing akan mengalami proses pressing. Proses pressing akan
menghasilkan minyak jeruk dan pengotor. Minyak jeruk dan pengotor akan dipisahkan
dengan menggunakan kolom distilasi. Kulit jeruk hasil proses pressingdikeringkan sehingga
didapatkan kulit jeruk kering. Pengotor dari proses distilasi dan kulit jeruk kering diberi
perlakuan untuk diubah menjadi bahan makan ternak (Live Stock Feed Component). Hasil
proses dekantasi dan distilasi kemudian dialirkan ke dalam tangki winterisasi. Winterisasi
berfungsi untuk memisahkan limonene murni dari lilin (wax) dan pengotornya. Limonene
disimpan di dalam tangki sebelum digunakan dalam proses.
2.2.2 Proses Oksidasi dan Polimerisasi
Limonenemurni menjadi umpan awal proses oksidasi. Reaksi ini berlangsung pada
reaktor tipeslurry. Pada reaktor diumpankan limonenemurni dan Tert-Butil HidroPeroksida
(TBHP) secara bersamaan dengan bantuan katalis Titanium Dioksida (TiO2). Reaksi oksidasi
ini akan menghasilkan sebanyak 75 persen produk Trans 1,2-limonene oksida, sisanya
berupa 8,9-limonene oksida dengan waktu tinggal selama dua jam[8, 15]. TBHP akan
terkonversi selama reaksi menjadi Tert-Butil Alkohol karena mengalami proses oksidasi.
Pelarut organik yang digunakan pada reaksi ini adalah aseton karena merupakan inert.
Limonene oksida akan masuk ke dalam reaktor CSTR untuk direaksikan dengan
Karbon Dioksida membentuk PolyLimonene Carbonate (PLC). Pada proses ini dipilihreaktor CSTR karena reaktor CSTR merupakan reaktor yang cukup efektif pada proses
polimerisasi[8]. Berdasarkan literatur konversi yang terjadi pada reaktor ini sebesar 50%
dengan waktu tinggal selama 9 jam.
2.2.3 Proses Pemisahan dan Pemurnian
Proses pemisahan dimulai dengan mengumpankan semua hasil reaksi pada reaktor
slurry menuju kolom distilasi 1. Pada kolom distilasi 1, limoneneoksida akan terpisah dan
menjadi produk bawah, sedangkan produk atas berupa katalis, limonenemurni, TBA, aseton.
Produk atas akan diumpankan menuju kolom distilasi 2 , pada proses ini limonene murni
akan dikembalikan pada reaktor slurry sedangkan produk lain diumpankan pada kolom
distilasi 3. Pada kolom distilasi 3 aseton akan keluar sebagai produk atas serta diumpankan
kembali pada reaktorslurry. Sisa produk kolom distilasi 3 akan menjadi umpan pada kolom
distilasi 4. Pada kolom distilasi 4 akan terjadi pemisahan antara limonene, TBHP dan TBA.
TBA akan keluar sebagai produk sedangkan limonenedan TBHP akan diumpankan kembali
ke dalam reaktorslurry .
Proses pemisahan berikutnya adalah pengumpanan larutan polimer yang terbentuk
pada reaktor CSTR ke tangki pencucian yang berisi metanol. Metanol memiliki kemampuan
untuk menciptakan endapan polimer dari larutan. Larutan kemudian diumpankan padarotary
vacuum filter dimana polimer dipisahkan dari campuran dan dicuci kembali dengan metanol.
Polimer PLC yang terbentuk selanjutnya diumpankan pada vacuum dryer . Alat vacuum
dryer berfungsi untuk mengupakan semua metanol yang tertinggal pada polimer. Semua
larutan yang berasal dari tangki pencucian berupa metanol, limonene oksida dan katalis
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
26/142
Kelompok B-03 11
dipisahkan menggunakan kolom distilasi. Limonene oksida dan katalis diumpankan pada
reaktor berikutnya, pada pemisahan limoneneoksida dan katalis digunakan flash tank yang
dapat memisahkan 92 persen limonene oksida. Limonene oksida yang tersisa dapat
diumpankan pada tangki penyimpanan untuk dijual sebagai fragrance atau diumpankan
kembali. Polimer PLC yang terbentuk pada proses ini diumpankan pada silo untuk proses
penyimpanan polimer sementara sebelum digunakan.
2.3 Basis Perancangan
2.3.1 Kapasitas Produksi
Data statistik impor polistirena di Indonesia yaitu sekitar 7000 ton/tahun. Salah satu
ketentuan bahan kimia khusus yaitu beban produksinya tidak boleh melebihi 1000
ton/tahun[16]. Berdasarkan fakta di atas, kapasitas produksi pabrikPolyLimonene Carbonate
dipilih untuk menggantikan impor sekitar 1000 ton/tahun. Jumlah bahan baku jeruk siam
yang dibutuhkan untuk memproduksi PLC sebanyak 1000 ton/tahun adalah 2500 ton/tahun.
2.3.2 Spesifikasi Bahan Baku dan PenunjangBahan baku dan penunjang yang dibutuhkan dalam proses pembuatan PLC adalah
jeruk siam , metanol, Tert-Butil Hidro Peroksida (TBHP), karbon dioksida dan aseton.
Spesifikasi bahan baku dan penunjang yang akan dipakai pada pembuatan PLC akan
dijelaskan di bawah ini.
2.3.2.1 Jeruk Siam
Jeruk Siam yang dipakai sebagai bahan baku adalah jeruk siam yang berada di
Kabupaten Sambas, Pontianak. Jeruk yang dipakai berusia antara 28-36 minggu.
2.3.2.2 MetanolMetanol yang digunakan adalah metanol dengan tingkat kemurnian sebesar 99,5%
yang biasa digunakan pada dunia industri. Metanol digunakan untuk mengendapkan polimer
yang telah didapatkan pada proses polimerisasi. Data fisik metanol dapat dilihat pada tabel
2.3 .
Tabel 2.3 Data Fisik Metanol[17]
Temperatur Penyalaan 455 C
Kelarutan di dalam air 20 0C
Titik Leleh -98 0C
Massa Molar 32.04 g/mol
Densitas 0.792 g/cm3 (20 C)
Titik Didih 64.5 C (1013 hPa)
Tekanan Uap 128 hPa (20 C)
Titik Nyala 15.6 C
2.3.2.3 TBHP
TBHP adalah senyawa yang biasa digunakan pada proses oksidasi dalam dunia
industri . TBHP terbentuk dari reaksi isobutan pada temperatur 95-150 0C dan tekanan 2075-
5535 kPa. TBHP banyak digunakan sebagai pelarut karena bersifat mudah larut pada
senyawa organik maupun anorganik. TBHP yang digunakan memiliki kemurnian 70%
berdasarkan TBHP yang komersil dijual di pasaran. TBHP dipilih sebagai salah satu bahan
baku karena bersifat lebih ramah dibanding bahan pengoksidasi lainnya seperti H2O2. Selain
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
27/142
Kelompok B-03 12
itu TBHP selama proses dapat terkonversi menjadi TBA. Data fisik TBHP dapat dilihat pada
tabel 2.4.
Tabel 2.4Sifat Fisik TBHP[17]
Rumus Kimia C4H10O2
Berat Molekul 90 g/molTitik Didih ( 1 atm ) 180.67 C
Titik Beku ( 1 atm ) 7.6 C
Temperatur Kritis ( 1 atm ) 337.85 C
Tekanan Kritis, atm 51, 30
Kenampakan pada suhu kamar Cair tidak berwarna
2.3.2.4 Karbon dioksida
Karbon dioksida adalah gas yang dihasilkan pada proses respirasi manusia, hasil
pembakaran minyak bumi serta digunakan pada proses fotosintesis tumbuhan. Senyawa ini
biasa dikenal dengan sebutan gas rumah kaca. Karbon dioksida digunakan untuk membentuksenyawa polikarbonat pada proses polimerisasi. Karbon dioksida yang digunakan adalah
CO2gradeB pada Industrial gradedengan kemurnian 99,5 % dan disimpan dalam bentuk
cair. Sifat fisik CO2dapat dilihat pada tabel 2.5.
Tabel 2.5Sifat Fisik Karbon dioksida[17]
Penampilan Gas tidak berwarna
Densitas 1.600 g/L ( cair ) 1,98 g/L ( gas )
Freezing Point -56,6 C
Boiling Point -78 C
Kelarutan Dalam Air 1,45 g/LViskositas 0,07 cP pada -78 0C
2.3.2.5 Aseton
Aseton adalah golongan alkanon yang disebut juga 2-propanon. Aseton dipilih
sebagai pelarut organik karena bersifat inert. Aseton yang digunakan berbentuk cairan
dengan spesifikasi kemurnian 99 % berdasarkanIndustrial grade. Sifat Fisik Aseton dapat
dilihat pada tabel 2.6.
Tabel 2.6Sifat Fisik Aseton[17]
Berat Molekul 58,08 g/molKenampakan Cairan tidak berwarna
Titik Didih 56,29 C
Titik Beku -94,6 0C
Viskositas ( 20C ) 0,32 cP
Refractive Index ( 20C ) 1,3588
Specific Gravity ( 20C ) 0,783
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
28/142
Kelompok B-03 13
Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan
C-101 Multiple Juice Extractor D-104 Kolom Distilasi 4 K-103 Kondensor 3 R-102 Reaktor CSTR ST-101 Centrifuge T-105 Tangki Karbon Dioksida
CR-101 Tangki Kristalisasi D-105 kolom Distilasi 5 K-104 Kondensor 4 S-101 Silo T-101 Tangki Air Jeruk 1 V-101 Vacuum Dryer
D-101 Kolom Distilasi 1 F-101 Rotary Drum Filter K-105 Kondensor 5 SC-101 Screw Conveyor T-102 Tangki Air Jeruk 2 W-101 Washing Tank
D-102 Kolom Distilasi 2 K-101 Kondensor 1 H-101 Hammer Mill SE-101 Siever T-103 TangkiLimonene
D-103 kolom Distilasi 3 k-102 kondensor 2 R-101 Reaktor Slurry SP-101 Splitter T-104 Tangki TBHP Kelompok B-03
PTPoly Orange Indonesia
TITLE : PROCESS FLOW DIAGRAM
Sheet 1 of 1
kapasitas 1000 ton/ tahun
PROCESS FLOW DIAGRAM KELOMPOK B-03
T-101 T-102T-103
T-104
R-101
D-101
D-102
D-103
D-104
W-101
D-105
F-101
S-101
V-101
C-101
R-102
K-101
K-102
K-103
K-104
H-101
SE-101
SP-101
S
CR-101
1
3
4 5
6
8
11
12
13
14
15 16
17
1920
21
22
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
37
38
39
K-105
24
T-105
18
36
ST-101
7 9
10
35
SC-101
40
= Temperatur ( OC )
= Tekanan ( atm )
-13
1
25
6
97,9
1
25
1
25
6,4
90
1
82,4
1
83
1
97
1
80
1
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
29/142
Kelompok B-03 14
BAB III
NERACA MASSA DAN ENERGI
Pada bab Neraca massa dan energi akan dijelaskan tentang peneracaan massa dan energi
pada setiap alat. Persen massa yang digunakan dalam bab ini adalah %w/w. Pada bab ini
juga akan diceritakan skema utilitas yang digunakan dalam mendukung peralatan pabrik
untuk mencapai neraca massa dan energi yang sesuai.
3.1 Diagram Alir Neraca Massa dan Energi
Kapasitas produksi PolyLimonene Carbonate dari jeruk siam ini adalah sebesar 1000
ton/tahun. Pabrik beroperasi 24 jam per hari selama 300 hari setiap tahunnya. Untuk
mendapatkan kapasitas pabrik yang diinginkan, maka dibutuhkan jeruk siam sebanyak 10000
ton/ tahun. Perhitungan neraca massa dan energi masing masing mengacu pada kapasitas
produksi pabrik.
3.1.1 Multi ple Juice Extractor(C-101)
Bahan baku jeruk siam yang digunakan diekstrak menggunakan multiple juice
extractor untuk memisahkan cairan juice dengan ampasnya. Laju jeruk siam pada alur 1
sebesar 1388,89 kg/jam. dengan asumsi air jeruk yang dihasilkan sebanyak90%-berat[18]dari
umpan dengan laju 1250 kg/jam dan sisanya berupa residu.
3.1.2 Splitter(SP-101)
Juice yang dihasilkan kemudian dialirkan ke dalamsplitter yang berfungsi untuk
membagi aliran sama besar. Splitteryang digunakan membagi aliran air jeruk menjadi dua
dengan laju alir sebesar 625 kg/jam yang dialirkan ke dalam tangki air jeruk .
3.1.3 Tangki JuiceJeruk (T-101 dan T-102)
Tangki air jeruk digunakan untuk menyimpan juice jeruk hasil ekstraksi sebelum
juice jeruk tersebut mengalami proses winterisasi di crystallizer. Terdapat dua tangki airjeruk yang masing-masing dilalui sebanyak 625 kg/jam air jeruk.
1 3
2
3
4 5
5
6
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
30/142
Kelompok B-03 15
3.1.4 Crystallizer (CR-101)
Crystallizerdigunakan untuk proses winterisasi . Crystallizerini dilengkapi dengan
jaket pendingin dan agitator yang mampu mendinginkan sampai suhu -13 0C. Pada alat ini
limonene akan terpisah berupa cairan sedangkan residu akan membeku. Cairan limonene
dialirkan menuju centrifuge, sedangkan crystallizerakan dibiarkan kembali mencapai suhu
ruang dan residu dibuang. Pada proses ini diasumsikan 22,5% limonene terbentuk yaitu
sebesar 281,25 kg/jam.
3.1.5 Centrifuge(ST-101)
Centrifuge berfungsi untuk memisahkan residu yang tersisa pada hasil proses
winterisasi.Limonenemurni akan dialirkan dengan bantuan pompa untuk mencapai tangki
limonene. Asumsi residu yang tertinggal pada centrifuge sebanyak 10%-berat. Aliran
limoneneyang keluar dari centrifugesebesar 253,13 kg/jam.
3.1.6 Tangki Penampungan Limonene(T-103)
Tangki penampungan limonene berfungsi untuk menyimpan limonene yang telah
dimurnikan dari residusebelum dialirkan ke dalam reaktorslurry. Pada tangki ini laju alirnya
sebesar 253,13 kg/jam.
3.1.7 Tangki TBHP (T-104)
Tangki TBHP berfungsi untuk menyimpan TBHP sebagai agen epoksidasi yang
akan digunakan dalam proses oksidasi limonene menjadi limonene oksida. TBHP yang
dialirkan berbentuk cairan sejumlah 450 kg/jam.
6
7
8
7 9
10
12
9
11
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
31/142
Kelompok B-03 16
3.1.8 Reaktor Slurry (R-101)
Reaktorslurryadalah reaktor tempat terjadinya proses epoksidasi yaitu pengubahan
limonene menjadi limonene oksida. Konversi yang terjadi adalah sebesar 75%-mol yaitu
sebanyak 212,14 kg/jam. Selain itu, pada reaktor ini terjadi konversi TBHP menjadi TBA
sebanyak 80% yaitu 296,09 kg/jam[18]. Pada reaktor slurry tersebut digunakan katalis
Ti(OPr)4yang berikatan dengan silika padat.
3.1.9 Kolom Distilasi 1 (D-101)
Kolom distilasi 1 berfungsi untuk memisahkan hasil epoksidasi dan senyawa lain
yang berupa limonene, limonene oksida, TBHP, TBA, dan aseton. Laju alir masukan kolom
distilasi adalah 962,35 kg/jam. Produk atas mengandung limonene 2,61%, limonene oksida
2,87%, aseton 35,43%, TBHP 8,86%, dan TBA 50,24% dengan laju alir keluaran 508,09
kg/jam. Produk bawah mengandung limonene 15,66%, limonene oksida 61,85%, aseton
6,26%, TBHP 3,44%, dan TBA 12,78% dengan laju alir keluaran produk bawah sebesar
319,42 kg/jam.
3.1.10 Kondensor 1 (K-101)
Kondensor 1 berfungsi untuk merubah fasa produk atas yang berupalimonenemurni,
aseton, TBHP dan TBA dari fasa uap menjadi fasa cair sehingga dapat dialirkan menujukolom distilasi 2.
3.1.11 Kolom Distilasi 2 (D-102)
Kolom distilasi 2 digunakan untuk memisahkan campuran limonene, limoneneoksida,aseton, TBHP, dan TBA hasil dari pemisahan pada kolom distilasi 1. Produk atas
12
11
32
13
26 27
33 34
21 22
35
36
37 38
38
39
13
15
14
15 16
16
26
25
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
32/142
Kelompok B-03 17
akan memiliki laju alir sebesar 397,07 kg/jam dengan komposisi 1,2% limonene, 0,58%
limonene oksida, 30,22% aseton, 10,07% TBHP, dan 57,92% TBA. Sedangkan produk
bawah memiliki laju alir sebesar 81,02 kg/jam dengan komposisi 10,49% limonene, 15,13%
limonene oksida, 37,03% aseton, 6,17% TBHP, dan 31,18% TBA. Produk bawah akan
dikembalikan ke dalam reaktorslurry.
3.1.12 Kondensor 2 (K-102)
Kondensor 2 berfungsi untuk mengubah fasa produk atas dari kolom distilasi 2
menjadi cair untuk dialirkan pada kolom distilasi 3.
3.1.13 Kolom Distilasi 3 (D-103)
Kolom distilasi 3 digunakan untuk memisahkan campuran limonene, limonene
oksida,aseton, TBHP, dan TBA hasil dari pemisahan pada kolom distilasi 2. Produk atas
akan memiliki laju alir sebesar 299,87 kg/jam dengan komposisi 1,1% limonene, 0,29%
limonene oksida, 17,34% aseton, 12,91% TBHP, dan 68,36% TBA. Sedangkan produk
bawah memiliki laju alir sebesar 97,2 kg/jam dengan komposisi 1,51% limonene, 1,47%
limonene oksida, 69,96% aseton, 1,34% TBHP, dan 25,72% TBA. Produk bawah akandikembalikan ke dalam reaktorslurry untuk digunakan kembali.
3.1.14 Kondensor 3 (K-103)
Kondensor 3 berfungsi untuk mengubah fasa produk atas hasil distilasi 3 menjadi
fasa cair untuk dialirkan pada kolom distilasi 4.
3.1.15 Kolom Distilasi 4 (D-104)
Kolom distilasi 4 akan menghasilkan produk atas dan produk bawah berupa
campuran limonene,limoene oksida,aseton, TBHP, dan TBA. Produk bawah akan
diumpankan kembali ke dalam reaktorslurry. Produk bawah memiliki laju alir sebesar 89,97
kg/jam dengan komposisi 2,37% limonene, 0,55% limonene oksida, 35% aseton, 36,05%
TBHP, dan 16% TBA. Produk atas akan memiliki laju alir sebesar 209,9 kg/jam dengan
26 27
27
28
29
28 30
30
33
31
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
33/142
Kelompok B-03 18
komposisi 0,44% limonene, 0,16% limonene oksida, 8,1% aseton, 1,26% TBHP, dan 90,04%
TBA.
3.1.16 Kondensor 4 (K-104)
Kondensor 4 akan mengubah fasa produk atas yang semula uap menjadi cair karena
nilai jual TBA cair lebih tinggi dibanding uap. TBA yang dihasilkan memiliki kemurnian
sebesar 90%.
3.1.17 Reaktor CSTR (R-102)
Reaktor CSTR merupakan tempat reaksi polimerisasi berlangsung. Pada reaksi
polimerisasi ini, konversi yang terjadi sebesar 50%-mol. Reaksi polimerisasi tersebut akan
menghasilkanpolylimonene carbonate sebanyak 167,57 kg/jam.
3.1.18 Tangki Karbon dioksida (T-105)
Tangki Karbon dioksida berfungsi untuk menyimpan karbon dioksida dalam bentuk
cair. Tekanan yang digunakan sebesar 600 kPa . Laju alir karbon dioksida sebesar 33,18
kg/jam.
3.1.19 Washing Tank (W-101)
Washing tank berfungsi sebagai tempat pencucian polimer. Polimer akan dicuci
dengan bantuan metanol. Hasil pencucian berupa endapan PLC akan diumpankan menuju
Rotary Drum Filter. Endapan PLC mengalir dengan laju 167,57 kg/jam.
33 34
14
18
17
20
19
18
17
20
21
24
36
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
34/142
Kelompok B-03 19
3.1.20 Rotary Drum Fi lter (F-101)
Rotary Drum Filter berfungsi untuk memisahkan antara polimer yang terbentuk
dengan senyawa-senyawa lain seperti limonene, limonene oksida, aseton, TBHP, TBA, dan
metanol, yang terbawa bersama polimer. Campuran tersebut akan dialirkan pada kolom
distilasi 5 sebanyak 133,42 kg/jam. Sedangkan polimer akan dialirkan menuju screw
conveyorsebanyak 171,57 kg/jam.
3.1.21 Kolom Distilasi 5 (D-105)
Pada kolom distilasi 5 campuran hasil dari pemisahan rotary drum filter. Laju alir
produk atas sebesar 58,87 kg/jam dengan komposisi 10,19% limonene, 17,73% limonene
oksida, 7,81% aseton, 8,31% TBHP, 4,06% TBA dan 52% metanol. Sedangkan laju alir
produk bawah sebesar 74,55 kg/jam dengan komposisi 16,1% limonene, 42,9% limonene
oksida, 20,66% aseton, 8,2% TBHP, 4,84% TBA dan 7,31% metanol. Produk bawah akan
dialirkan kembali menuju reaktor CSTR.
3.1.22 Kondensor 5 (K-105)
Kondensor 5 berfungsi untuk mengubah fasa produk atas menjadi fasa cair untuk
diumpankan kembali ke dalam washing tank. Laju alir produk atas adalah 58,87 kg/jam.
3.1.23 Screw Conveyor (SC-101)
Screw conveyor berfungsi untuk mengangkut padatan polimer hasil dari pemisahan
rotary drum filter menuju vacuum dryer. Laju alir keluaranscrew conveyor sebesar 171,57
kg/jam.
21 22
35
22
23
19
23
24
35
36
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
35/142
Kelompok B-03 20
3.1.24 Vacuum Dryer (V-101)
Vacuum Dryerberfungsi untuk menguapkan sisa metanol yang tersisa pada endapan
polimer. Padatan PLC akan mengalir dengan laju alir sebesar 167,57 kg/jam. Metanol yang
diuapkan yaitu sebesar 4 kg /jam.
3.1.25 Hammer M ill (H-101)
Hammer millberfungsi untuk mengecilkan ukuran PLC. PLC yang keluar ukurannya
berbentuk serbuk dengan diameter yang beragam. Serbuk PLC kemudian diumpankan pada
siever. Keluaran dari hammer mill mempunyai laju alir sebesar 150,81 kg/jam.
3.1.26 Siever (SE-101)
Sieverdigunakan untuk menyeragamkan ukuran PLC yaitu pada ukuran -50 mesh
+60 mesh. Asumsi yang digunakan pada sieveryaitu tidak ada bahan baku yang terbuang
dalam proses sieving ini. PLC yang tidak lolos siever akan dikembalikan kepada hammer
mill.
3.1.27 Silo (S-101)
Silo adalah tempat yang digunakan untuk menampung polimer PLC yang telah
dihasilkan selama proses. PLC yang dihasilkan sebanyak 150,81 kg/jam.
36
37 38
38
39
39
40
40
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
36/142
Kelompok B-03 21
3.2 Diagram Utilitas
Air untuk kebutuhan pabrikPolylimonene carbonate diambil dari Sungai Sambas Kecil
dan air PDAM. Air pada pabrik digunakan untuk air proses, air sanitasi, dan air pemadam
kebakaran. Kebutuhan air sanitasi dan air pemadam kebakaran dipenuhi oleh PDAM seperti
dapat dilihat pada gambar 3.2, sedangkan kebutuhan air proses dipenuhi oleh air sungai yang
sudah diolah terlebih dahulu.Air dari sungai tidak dapat langsung digunakana karena masih mengandung pengotor
yang dapat merusak alat-alat pabrik serta menimbulkan kontaminasi pada produk. Oleh
karena itu dilakukan berbagai pengolahan untuk meningkatkan kualitas air baku tersebut
sebelum digunakan untuk keperluan dalam pabrik.
3.2.1 Sistem Pengolahan Air
Air sungai dialirkan dengan menggunakan pompa dari Sungai Sambas Kecil menuju
ke bak penampungan air baku (raw water tank). Bak penampungan air baku ini merupakan
bak penampungan sementara sebelum dilakukan proses lebih lanjut. Selanjutnya air dalam
bak penampung tersebut akan dialirkan meujucyclone tank.Bak pengendap (cyclone tank) adalah suatu tangki yang berfungsi untuk
memisahkan air dari partikel yang cukup berat seperti pasir. Di dalam bak pengendap
ditambahkan juga bahan kimia berupa PAC (Poly Aluminium Chloride). Tujuan dari
penambahan PAC adalah sebagai koagulan untuk membantu proses penjernihan air[19]. Dari
bak pengendap, air mengalir secara gravitasi menujustatic mixer.
Sebelum dimasukkan ke dalam tangki koagulator air dari bak pengendap dialirkan
melaluistatic mixer agar terjadi pencampuran yang sempurna. Pada prinsipnyastatic mixer
memanfaatkan kecepatan aliran air yang dipompakan. Air yang dipompakan tersebut akan
membentuk aliran yang turbulen. Dengan terjadinya turbulensi maka bahan kimia akan
bercampur secara baik dengan air.Proses pemisahan partikel suspensi dan koloidal dilakukan dengan cara koagulasi -
flokulasi yaitu dengan menambahkan bahan kimia yang berupa PAC atau polimer. PAC di
dalam air akan membentuk ion Al3+dan ion-ion klorida. Ion Al3+ini akan berikatan dengan
ion OH-dari ion bebas air dan membentuk molekul Al(OH)3[19].sehingga air akan cenderung
asam, sedangkan molekul aluminium hidroksida ini akan cenderung mengendap. Elektron
bebas di permukaan molekul Aluminium Hidroksida ini akan menarik partikel koloidal dan
suspensi sehingga membentuk flok-flok kecil. Tangki koagulator juga dilengkapi dengan
agitator /slow blade mixeryang dapat membantu pengadukan sehingga proses koagulasi
flokulasi dapat berlangsung lebih baik.
Sedimentasi adalah proses pemisahan flok dari air dengan cara diendapkan
berdasarkan berat jenis flok terhadap air yang berlangsung disedimentation tank. Air bersih
yang berat jenisnya lebih kecil dari flok akan mengalir keluar melaluigutterdi bagian atas,
sedangkan flok akan mengendap dan membentuk lumpur yang akan dialirkan keluar
sedimentation tankmelalui saluran pembuangan lumpur di bagian bawahsedimentation tank.
Setelah melalui sedimentation tank, air baku dialirkan ke sand filter. Sand filter
berfungsi sebagai alat untuk menyaring partikel yang terbawa oleh aliran air, partikel-
partikel ini akan tertahan di bagian atas media pasir sedangkan air akan menembus lapisan
pasir dan keluar tangki dari bagian bawah. Air yang keluar darisand filter kemudian akan
dialirkan menuju water reservoir tank. Water reservoir tank merupakan tempat
penampungan air bersih hasil dari pengolahan akhir sebelum disuplai ke pabrik. Sistem
pengolahan dan distribusi air dapat dilihat pada gambar 3.1 dan gambar 3.2.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
37/142
Kelompok B-03 22
3.2.2 Cooli ng Tower
Cooling tower diperlukan untuk menghasilkan cooled water. Cooled water tersebut
digunakan untuk mengembalikan temperatur keluaran kondensor. Air hasil pengolahan air
yang digunakan sebagai pendingin pada proses, disirkulasikan secara terus menerus.
Proses pendinginan pada cooling tower ini dilakukan dengan siklus terbuka
menggunakanfan (induced draft). Cooling tower dilengkapi dengan draft eliminator untukmengurangi jumlah air yang menguap saat dikontakkan dengan udara. Cooling water ini juga
dilengakapi dengan blow down untuk menjaga konsentrasi zat padat terlarut dalam air
pendingin. Untuk mengganti air yang hilang karena evaporasi, percikan terhembus udara
(drift kurang lebih 0,1%), kebocoran, dan blow down, maka disuplai air make-up yang
diambil dari tangki penyimpanan air[20].
Beberapa aditif yang ditambahkan pada cooling tower :
1. Corrosion inhibitor untuk mencegah terjadinya korosi seperti amine, hydrazine, dan
antioksidan sepertisulfite dan asam askorbat.
2. Klorin cair untuk membunuh mikroorganisme dan mencegah tumbuhnya lumut
Gambar dari cooling tower dapat dilihat pada gambar 3.3 dan spesifikasinya dapat dilihatpada tabel 3.1.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
38/142
Kelompok B-03 23
E-9
Air Sungai
E-1
E-3
E-4
E-5
P-6P-7
E-6
P-8
Bak
Penampungan
Cyclone
Tank
PAC
E-7
E-8
P-9P-10
Static
mixer
P-11
E-11
P-12
E-12
E-13
P-13
E-14
P-14
P-15E-15
E-16
P-16P-17
E-17
Water
Reservoir Tank
Sedimentation
Tank
Sand Filter
Coagulation
Tank
E-18
PAC
P-19
P-20
Gambar 3.1 Unit Pengolahan Air Sungai
Gambar 3.2 Unit Penyedia Air
Air PDAM
E-1
Water Reservoir TankP-1
P-2
Air Sanitasi
Air Pemadam Kebakaran
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
39/142
Kelompok B-03 24
Gambar 3.3 Cooling Tower[20]
Tabel 3.1 Spesifikasi Cooling Tower
Spesifikasi Cooli ng Tower
Jenis Induced draft, counter flow
Kapasitas 55 ton
Diameter 2,13 m
Tinggi 3,71 m
Fan Motor 1,49 kW
3.2.3 Unit Penyedia Steam
Steam yang digunakan berfungsi sebagai pemanas pada kolom distilasidan vacuum
dryer. Kebutuhan steam sebesar 54.778 M Btu/tahun. Untuk memenuhi kebutuhansteam,
biasanya digunakan boiler dengan IDO (Industrial Diesel Oil) sebagai bahan bakar boiler.
Pada pabrikPolyLimonene Carbonate ini, IDO diganti dengan batu bara karena kalor yang
dapat disuplai lebih tinggi yaitu sebesar 5000-5500 kkal/kg sehingga dihasilkan 500-600 kg
uap/jam dengan tingkat efisiensi rata-rata 70-80%[19].
Air umpan yang digunakan berasal dari dua sumber yaitu dari sistem pengolahan air
dan dari kelebihan pemakaian kukus pada proses produksi. Untuk air yang diperoleh dari
sistem pengolahan airmengalami pengolahan terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam
deaerator dengan langkah-langkah sebagai berikut[19]:
1. Air dipompa menuju raw water tank
2. Kemudian air difiltrasi menggunakansand filter untuk menghilangkan partikel atau
pengotor yang tidak diinginkan
3. Penambahan karbon aktif .
Air ditambahkan karbon aktif dengan tujuan untuk menghilangkan bau dan pengotor
sehingga menghasilkan air yang lebih jernih.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
40/142
Kelompok B-03 25
4. Softener
Di dalam softener terdapat resin penukar kation yang berfungsi untuk mengikat
kation berupa kalsium dan magnesium. Secara berkala resin akan diregenerasi
dengan menggunakan garam NaCl. Regenerasi resin bertujuan untuk menghilangkan
kejenuhan dari resin sehingga kinerja resin dapat lebih optimal.
5.
Air dari softenerdisimpan di dalam softened tankyang kemudian akan digunakansebagai air make up.
6. Deaerator
Di dalam deaerator, air make up darisoftened tank dicampurkan dengan kondensat
dari proses produksi dengan perbandingan 1:3.
Air dari deaerator sebelum masuk ke dalam boiler, diolah terlebih dahulu di dalam
economizer . Pertukaran panas terjadi di dalam economizerantara air dengan gas buang hasil
pembakaran batu bara.Driving force dalam economizer ini adalah perbedaan temperatur, di
mana gas buang memiliki temperatur yang lebih tinggi, sedangkan air dari deaerator
memiliki temperatur yang lebih rendah. Setelah itu, air dari economizer masuk ke dalam
boiler untuk diolah lebih lanjut menjadi kukus. Air tersebut dikontakkan dengan gas panashasil pembakaran batu bara. Gambar unit penyediasteam dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Spesifikasi boiler yang akan digunakan disajikan pada Tabel 3.2.
E-1
E-2
E-3
E-4
P-1
E-5
P-2
P-3
P-4
P-5
Kondensat
Tangki Penyimpanan make up boiler
Deareator
Blow Down Air Process
Kettel Boiler
Gambar 3.4 Unit Penyedia Steam
Tabel 3.2 SpesifikasiBoiler
Keterangan Nilai Satuan
Jenis Heating Surface
Kapasitas bahan bakar
maksimum2433 kg/jam
Jumlah tubes 672 buah
Jumlah siklus 120
Horsepower 40 HP
Kapasitas maksimum 176 m
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
41/142
Kelompok B-03 26
3.2.4 Unit Penyedia Bahan Bakar
Penggunaan bahan bakar di pabrik dibagi menjadi 2, yaitu bahan bakar untuk proses
produksi dan bahan bakar untuk proses non produksi. Kebutuhan bahan bakar proses
produksi adalah untuk proses pembakaran di boiler yang dipenuhi dengan penggunaan batu
bara. Sedangkan bahan bakar proses non prduksi digunakan untuk generator cadangan
penyedia listrik dan transportasi pengangkutan produk. Bahan bakar yang digunakan padaproses non-produksi adalah solar industrial grade yang diperoleh dari PT. PERTAMINA,
Tbk.
3.2.5 Unit Penyedia Listrik
Seluruh kebutuhan listrik dalam plantdiperoleh dari PLN. Kebutuhan listrik pada
pabrik PolyLimonene Carbonate tersebut dibagi menjadi dua, yaitu kebutuhan proses
produksi dan proses non produksi. Pada kebutuhan proses produksi, listrik digunakan untuk
menjalankan alat-alat pabrik, sedangan kebutuhan proses non produksi digunakan untuk
kantor, penerangan jalan dalam pabrik, dan sebagainya. Sebagai usaha menanggulangi
terjadinya gangguan listrik dari PLN, maka pabrikPolyLimonene Carbonate menyediakan 5buah pembangkit listrik (generator set / genset) berkapasitas masing-masing 1500 kWh.
Dalam proses produksi, kebutuhan listrik yang diperlukan sebesar 7.284 kWh per
hari. Sedangkan untuk proses non produksi diperlukan listrik sebesar 3900,75 kWh per hari.
Total dari kebutuhan listrik yang diperlukan adalah sebesar 11284,75 kWh per hari.
-
7/24/2019 Laporan Perancangan Pabrik PolyLimonene Carbonate Berbahan Baku Jeruk Siam
42/142
Kelompok B-03 27
Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan Kode Alat Keterangan
C-101 Multiple Juice Extractor D-104 Kolom Distilasi 4 K-103 Kondensor 3 R-102 Reaktor CSTR ST-101 Centrifuge T-105 Tangki Karbon Dioksida
CR-101 Tangki Kristalisasi D-105 kolom Distilasi 5 K-104 Kondensor 4 S-101 Silo T-101 Tangki Air Jeruk 1 V-101 Vacuum Dryer
D-101 Kolom Distilasi 1 F-101 Rotary Drum Filter K-105 Kondensor 5 SC-101 Screw Conveyor T-102 Tangki Air Jeruk 2 W-101 Washing Tank
D-102 Kolom Distilasi 2 K-101 Kondensor 1 H-101 Hammer Mill SE-101 Siever T-103 TangkiLimonene
D-103 kolom Distilasi 3 k-102 kondensor 2 R-101 Reaktor Slurry SP-101 Splitter T-104 Tangki TBHP Kelompok B-03
PTPoly Orange Indonesia
TITLE : DIAGRAM NERACA MASSA DAN ENERGI
Sheet 1 of 1
kapasitas 1000 ton/ tahun
DIAGRAM NERACA MASSA DAN ENERGI KELOMPOK B-