laporan perancangan pabrik polylimonene carbonate berbahan baku jeruk siam

Upload: alfredo-nathanael

Post on 21-Feb-2018

322 views

Category:

Documents


26 download

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-