Tugas Perancangan Pabrik [PDF]

Citation preview

Tugas Perancangan Pabrik Pra Design Pabrik Portland Composite Cement (PCC) Dengan Proses Kering dengan kapasitas 230.000 kg/jam



Oleh : Rahani ( 1507113044)



Dosen Pengampu: Dr. Ida Zahrina ST,MT



JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2018



Sekarang ini, Indonesia banyak melakukan pembangunan fisik di seluruh sektor, dalam pembangunan, dibutuhkan beberapa bahan bangunan, seperti pasir, semen, aggregate, dan lain sebagainya, diantara bahan bangunan yang dibutuhkan tersebut, yang paling mempengaruhi kualitas bangunan adalah semen. Semen diartikan sebagai bahan perekat yang mempunyai sifat yang mampu mengikat bahan-bahan padat menjadi satu kesatuan yang kompak dan kuat. Berdasarkan data dari Asosiasi Semen Indonesia, Konsumsi Semen Portland Komposit di Indonesia pada tahun 2004 sampai tahun 2011, trend penggunaan semen di Indonesia telah beralih dari yang dulunya lebih banyak menggunakan jenis Ordinary Portland Cement (OPC), dalam kurun waktu belakangan ini lebih banyak menggunakan PCC. Dari data yang didapatkan, konsumsi PCC pada tahun 2009 di Indonesia sebanyak 32.183.186.000 kg, pada tahun 2010 adalah 34.191.340.000 kg, dan pada tahun 2011 sebanyak 39.071.017.000 kg. Dari data tersebut terlihat bahwa kebutuhan semen PCC di Indonesia semakin meningkat. Dalam proses pembuatan semen, terdapat dua teknologi, yaitu proses basah (Wet Process), yaitu proses pembuatan semen dengan penambahan air pada proses penggilingan dan pencampuran bahan baku, dan yang kedua adalah proses kering (Dry Process), yaitu proses pembuatan semen yang pada proses penggilingan dan pencampuran, bahan baku pada keadaan kering. Dari kedua proses tersebut dipilihlah proses kering (Dry Process) karena dinilai lebih hemat, adapun tahapannya, yaitu : (1) Proses persiapan bahan baku, pada proses persiapan bahan baku, meliputi penambangan dan pengeringan serta penggilingan bahan baku. Proses persiapan bahan baku dimulai pada penggalian Limestone (batu kapur), clay (tanah liat), pasir besi, dan pasir silika yang menggunakan alat berat kemudian diangkut oleh kendaraan jenis dump truck. Kemudian keempat bahan tersebut dimasukkan ke dalam masing-masing hopper, selanjutnya menuju roller mill.Sedangkan untuk pasir silika yang ditampung terlebih dahulu di masingmasing hopper juga dimasukkan ke dalam roller mill untuk pengeringan dan pengecilan ukuran agar seragam sebelum memasuki tahap proses pembakaran pada kiln. (2) Proses pembakaran, proses pembakaran terdiri dari alat preheater dan kiln, alat – alat tersebut digunakan untuk proses pemanasan awal dan reaksi pembentukan kandungan utama semen, reaksinya:4C + A + F à C4AF, 3C+ A àC3A, 2C + A à, C + C2 à C3S. (3) Proses finishing, Finishing adalah proses untuk pencampuran dan penggilingan yang kedua agar kandungan semen lebih merata. Proses akhir pengepakan dan pengiriman ini bisa



dilakukan disesuaikan orderan baik ukuran bag 40 kg atau pengiriman dalam kapasitas besar sejenis mobil khusus berjenis bull truck dan siap untuk didistribusikan Adapun bahan baku yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk PCC dengan kapasitas 230.000 kg/jam antara lain: (1) Batu Kapur (limestone) sebanyak 187.178,41 kg, merupakan susunan batu-batuan yang mengandung 50 % CaCO3. Dalam industri, batu kapur sering disebut dengan istilah limestone. (2) Tanah Liat sebanyak 41.087,94 kg (3) Pasir Silika sebesar 2.474,91 kg dan (4) Pozzolan sebanyak 24.670,07 kg. Dalam prosesnya, terdapat beberapa komponen yang hilang yaitu kandungan air dan beberapa bahan yang menjadi debu. Bahan bakar yang digunakan untuk pemanasan di pabrik PCC yaitu batubara. Karena batu bara yang digunakan, sehingga dihasilkan flue gas dengan kandungan SO2, NO2, dan CO2. Sistem pemanasan yang dilakukan menggunakan udara hasil pembakaran dan aliran gas panas yang dihasilkan. Batubara digunakan sebagai pembakaran di kiln dan calsiner, gas hasil pembakaran dari kiln digunakan kembali untuk pemanasan di preheater, kemudian diteruskan untuk pemanasan pada raw mill, sedangkan udara panas yang keluar dari cooler setelah proses pendinginan clinker digunakan pada kiln. Peralatan yang digunakan dalam pembuatan Portland Composite Cement (PCC) antara lain Raw Mill, Suspension Preheater, Kiln dan Finish Mill. Kiln yang digunakan memiliki diameter 5,016 meter dan panjang 79,033 meter dengan bahan konstruksi mild steel dan brick menggunakan high alumina fire brick, dipilih karena tahan terhadap reaksi kimia. Pabrik Portland Composite Cement ini rencananya akan didirikan di Paciran, Kabupaten Lamongan, Jawa Timur. Paciran adalah sebuah kecamatan di Kabupaten Lamongan, Provinsi Jawa Timur, Indonesia. Dalam pendirian pabrik ini, Laju Pengembalian Modal ( Internal Rate of Return / IRR )



Dari hasil perhitungan pada Appendiks D, didapatkan harga i= 56,5%.Harga i yang



diperoleh lebih besar dari harga i untuk bunga pinjaman yaitu 10% per tahun. Dengan harga i=56,5% yang didapatkan dari perhitungan menunjukkan bahwa pabrik ini layak didirikan dengan kondisi tingkat bunga pinjaman 10% per tahun. Waktu Pengembalian Modal ( Pay Out Time / POT ) Dari perhitungan yang dilakukan pada Appendiks D didapatkan bahwa waktu pengembalian modal minimum adalah 2.26 tahun. Hal ini menunjukkan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan karena POT yang didapatkan lebih kecil dari perkiraan usia pabrik.



Titik Impas( Break Even Point / BEP ) Analisa titik impas digunakan untuk mengetahui besarnya kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan hasil penjualan. Biaya tetap (FC) dan Biaya variabel (VC), Biaya semi variabel (SVC) dan biaya total tidak dipengaruhi oleh kapasitas produksi. Dari perhitungan yang dilakukan pada Appendiks D didapatkan bahwa Titik Impas (BEP) = 24%. Uraian pendapat: 1. Bahan baku Berdasarkan pendapat saya bahan baku yag digunakan sudah tapat karena dalam pembuatan semen material utama yang harus ada adalah Bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur, pasir silika, tanah liat dan pasir besi. Total kebutuhan bahan mentah yang digunakan untuk memproduksi semen yaitu: 1. Batu kapur digunakan sebanyak ± 81 %. Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempumyai rumus CaCO3 (Calcium Carbonat),pada umumnya tercampur MgCO3 dan MgSO4. Batu kapur yang baik dalam penggunaan pembuatan semen memiliki kadar air ± 5% 2. Pasir silika digunakan sebanyak ± 9 % Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon dioksida). Pada umumnya pasir silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2 semakin putih warna pasir silikanya, semakin berkurang kadar SiO2 semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah menggumpal karena kadar airnya yang tinggi. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen adalah dengan kadar SiO2 ± 90% 3. Tanah liat digunakan sebanyak ± 9 %. Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar air ± 20 %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 % 4. Pasir besi digunakan sebanyak ± 1%. Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada umumnya selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2 sebagai impuritiesnya. Fe2O3 berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe3O2 ± 75% – 80%. Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak 3-5% total pembuatan semen.



Pada perancangan pabrik “Portland Composite Cement (PCC) Dengan Proses Kering dengan kapasitas 230.000 kg/jam” mengandung CaCO3 sebesar 50% sehingga akan menghasilkan semen dengan kualitas yang baik. 2. Lokasi pabrik dan Transportasi Menurut perndapat saya lokasi yang diambil sudah tepat karena pada perancangan pabrik semen ini sudah mempertimbangkan bahan baku dan kebutuhan air, ketersedian energi dan listrik. Dimana Kabupaten Lamongan, Jawa Timur merupakan salah satu daerah penghasil bahan baku semen terbesar di pulau Jawa. Selain itu Kabupaten Lamongan memiliki lokasi yang stategis untuk pengembangan pabrik semen karena didukung infrastruktur pelabuhan serta transportsi laut dan udara. 3. Utilitas Menurut saya penyediaan utilitas seperti air, dan listrik perlu diperhatikan agar proses produksi bisa berjalan dengan baik karena air sangat diperlukan untuk kebutuhan proses, pendingin, sanitasi, dan lain sebagainya. Penyediaan air dipenuhi dengan pendirian penyediaan unit pengolahan air, dan airnya diambil dari Sungai Citarum Jawa Barat sehingga untuk sistem utilitas pada “Portland Composite Cement (PCC) Dengan Proses Kering dengan kapasitas 230.000 kg/jam” sudah memenuhi kriteria untuk pembanguna pabrik.



PRARANCANGAN PABRIK AMMONIUM SULFATE DARI AMONIA DAN ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 200.000 TON/TAHUN



Oleh : Rahani ( 1507113044)



Dosen Pengampu: Dr. Ida Zahrina ST,MT



JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2018



1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan SDA (sumber daya alam), baik yang terdapat di daratan maupun lautan. Saat ini Indonesia sedang melakukan pembenahan dari berbagai sektor, yaitu mulai dari sektor pendidikan, pertanian, kesehatan, kelautan, energi, maupun industri. Pembangunan industri di Indonesia sampai saat ini terus berkembang guna memenuhi kebutuhan dalam negeri dan guna menerobos pasar internasional. Kekayaan SDA di Indonesia seperti perkebunan dan pertanian pun mulai mendapatkan perhatian, namun terdapat kendala dalam pengembangan di sektor perkebunan dan pertanian yakni kurangnya pasokan pupuk di Indonesia seperti pupuk ZA (zwavelzure ammonia) atau ammonium sulfate. Pabrik pupuk ini sangat diperlukan di Indonesia, hal ini dikarenakan Indonesia merupakan



negara



yang



devisa



utamanya



diperoleh



dari



pertambangan dan merupakan negara agraris. Ammonium sulfate merupakan garam anorganik yang biasa digunakan sebagai pupuk nitrogen selain pupuk urea, NPK, dan ammonium nitrat. Dalam pupuk ini terkandung senyawa sulfur dalam bentuk anion sulfate yang mudah diserap tanaman, dan senyawa nitrogen dalam bentuk kation ammonium yang mudah melepas hidrogen. Di Indonesia, produsen ammonium sulfate hanya satu, yaitu PT Petrokimia Gresik, dengan kapasitas produksi per tahun 650.000 ton ammonium sulfate. Produksi ammonium sulfate yang ada belum cukup untuk memenuhi kebutuhan ammonium sulfate dalam negeri, yang diperkirakan akan mencapai lebih dari 3 juta ton pada 2025. Keadaan ini memaksa Indonesia harus melakukan impor ammonium sulfate untuk memenuhi kekurangan kebutuhan ammonium sulfate per tahun. Kebutuhan ammonium sulfate di Indonesia ini diperkirakan akan meningkat terus pada tahun- tahun berikutnya karena memiliki tanah yang subur dan berpotensi untuk mengembangkan industri pertanian dan perkebunan. Total kebutuhan ammonium sulfate relatif semakin meningkat, dan hanya dipenuhi oleh PT Petrokimia Gresik. Kekurangan kebutuhan ammonium sulfate di Indonesia juga dipenuhi dengan mengimpor ammonium sulfate dari luar negeri. Pada tahun 2005-2008 kebutuhan ammonium sulfate



tidak terlalu tinggi, namun pada tahun 2009 hingga



sekarang kebutuhan ammonium sulfate



terus meningkat hingga 2500 kali lipat. Hal



tersebut dapat dilihat dari data impor ammonium sulfate yang melonjak pesat dari tahun 2005 yang hanya 432,1 ton/tahun menjadi 1,17 juta ton/tahun pada tahun 2015. Ketergantungan impor ammonium sulfate sehingga diperlukan



suatu



usaha



menyebabkan devisa negara berkurang,



penanggulangan



yaitu



mendirikan pabrik-pabrik



ammonium sulfate



di Indonesia. Adapun faktor-faktor yang menjadi landasan pendirian



pabrik ammonium sulfate yaitu: 1. Indonesia



adalah



negara



agraris



yang



membutuhkan



pasokan



pupuk



khususnya ammonium sulfate yang sangat besar namun pabrik yang memproduksi ammonium sulfate



sangat sedikit, sehingga tidak mampu memenuhi permintaan



pasar yang sangat besar. 2. Pendirian pabrik ammonium sulfate ini akan menjadi salah satu pemasok pupuk ZA



sehingga



akan



memenuhi



kebutuhan



dalam



negeri



dan mengurangi



jumlah impor yang berarti menghemat devisa negara. 3. Dengan didirikannya pabrik ini, diharapkan dapat mendorong perkembangan industri di Indonesia secara umum. 4. Dari segi sosial dan ekonomi dengan adanya pabrik ini dapat menyerap tenaga kerja dan secara tidak langsung meningkatkan perekonomian masyarakat. 5. Jumlah produksi amonia dan asam sulfat yang banyak di Indonesia sehingga pendirian pabrik ammonium sulfate



ini akan menambah pelanggan bagi industri



amonia dan asam sulfat tersebut. Berdasarkan faktor-faktor yang telah disebutkan di atas, sehingga sangat perlu didirikannya pabrik ammonium sulfate di Indonesia. 1.2 Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh kegiatan yang akan dijalani, seperti kegiatan fabrikasi, produksi, dan distribusi. Perencanaan penentuan lokasi pabrik yang baik akan dapat menekan biaya produksi dan distribusi. Lokasi pabrik akan didirikan di Karawang tepatnya di Kec. Klari yang berbatasan dengan Kawasan Industri Cikampek, Jawa Barat dengan pertimbangan sebagai berikut: a.



Bahan baku Bahan baku memegang peranan paling penting dalam proses produksi pabrik.



Lokasi yang dekat dengan penyediaan bahan baku akan lebih menghemat biaya transportasi. Untuk bahan baku amonia akan diperoleh dari PT Pupuk Kujang Cikampek dengan kapasitas produksi 660.000 ton/tahun, dan asam sulfat akan diperoleh dari PT Indonesia Acid Industry, Jakarta Timur dengan kapasitas produksi 82.500 ton/tahun dan PT Mahkota Indonesia dengan kapasitas produksi72.500 ton/tahun.



b.



Daerah pemasaran Ammonium sulfate merupakan pupuk anorganik yang banyak digunakan dalam



sektor pertanian dan perkebunan. Dengan didirikannya pabrik di daerah Karawang, diharapkan dapat memenuhi kebutuhan pupuk ammonium sulfate di daerah Pulau Jawa dan Pulau Sumatera. c.



Fasilitas transportasi Akses jalur darat, Karawang dilewati jalan nasional yaitu jalur Pantura dan akses



laut dekat dengan Pelabuhan Tanjung Priok, sehingga diharapkan pemasokan bahan baku dan pemasaran produk tidak mengalami kesulitan. d.



Penyediaan bahan bakar dan energi Kabupaten Karawang sebagian besar merupakan kawasan industri terpadu,



sehingga penyediaan bahan bakar dan energi dapat dipenuhi. e.



Penyediaan utilitas



Penyediaan utilitas seperti air, dan listrik perlu diperhatikan agar proses produksi bisa berjalan dengan baik. Air sangat diperlukan untuk kebutuhan proses, pendingin, sanitasi, dan lain sebagainya. Penyediaan air dipenuhi dengan pendirian penyediaan unit pengolahan air, dan airnya diambil dari Sungai Citarum Jawa Barat. f.



Penyediaan tenaga kerja



Tenaga kerja yang digunakan dapat diperoleh dari penduduk yang bertempat tinggal disekitar pabrik meliputi tenaga kerja tingkat bawah, menengah, dan atas. Dengan didirikannya pabrik ini, maka akan memperluas lapangan kerja dan mengurangi tingkat pengangguran baik dari penduduk sekitar maupun penduduk urban. g.



Perizinan Lokasi pabrik dipilih pada daerah khusus untuk kawasan industri, sehingga



memudahkan dalam perizinan pendirian pabrik. Pabrik yang didirikan harus jauh dari pemukiman penduduk dan tidak mengurangi lahan produktif pertanian agar tidak menimbulkan dampak negatif bagi masyarakat dan lingkungan sekitarnya. Selain itu, lokasi pabrik harus memungkinkan untuk dilakukan pengembangan area



pabrik.



berkaitan dengan kemungkinan pengembangan pabrik dimasa yang akan datang.



Hal



ini



Uraian pendapat: 1. Bahan baku Berdasarkan pendapat saya ketersediaan bahan baku sudah sesuai karena pabrik berlokasi dekat dengan penyedia bahan baku dimana untuk bahan baku amonia akan diperoleh dari PT Pupuk Kujang. 2. Lokasi pabrik dan Transportasi Menurut pendapat saya pemilihan lokasi sudah tepat karena dengan didirikannya pabrik di daerah Karawang, diharapkan dapat memenuhi kebutuhan pupuk ammonium sulfate di daerah Pulau Jawa dan Pulau Sumatera. Untuk akses transportasi, Akses jalur darat, Karawang dilewati jalan nasional yaitu jalur Pantura dan akses laut dekat dengan Pelabuhan Tanjung Priok, sehingga diharapkan pemasokan bahan baku dan pemasaran produk tidak mengalami kesulitan. 3. Utilitas Menurut saya penyediaan utilitas seperti air, dan listrik perlu diperhatikan agar proses produksi bisa berjalan dengan baik karena air sangat diperlukan untuk kebutuhan proses, pendingin, sanitasi, dan lain sebagainya. Penyediaan air dipenuhi dengan pendirian penyediaan unit pengolahan air, dan airnya diambil dari



Sungai Citarum Jawa Barat sehingga untuk sistem utilitas pada “Pabrik



Ammonium Sulfate Dari Amonia Dan Asam Sulfat Dengan Kapasitas Produksi 200.000 Ton/Tahun” sudah memenuhi kriteria untuk pembanguna pabrik.