PABRIK PUPUK TRIPLE SUPERPHOSPHATE DENGAN PROSES …eprints.upnjatim.ac.id/2335/1/File_1.pdf · Granular triple superphosphate kemudian didinginkan pada cooling conveyor dan disaring

PABRIK PUPUK TRIPLE SUPERPHOSPHATE

DENGAN PROSES GRANULASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

ERVAN SOESANTO

053101 0061

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

2011

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK PUPUK TRIPLE SUPERPHOSPHATE

DENGAN PROSES GRANULASI

Oleh :

ERVAN SOESANTO

053101 0061

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing,

Ir. SISWANTO


ii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat

menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Pupuk Triple Superphosphate

Dengan Proses Granulasi”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang

diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan

kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Pupuk Triple Superphosphate

Dengan Proses Granulasi” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang

berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala

bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas

Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. Siswanto

selaku dosen pembimbing.

4. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.


iii

5. Seluruh Civitas Akademik Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN

“Veteran” Jawa Timur.

6. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta

dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam

sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang

telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa

Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Februari 2011

Penyusun,


iv

INTISARI

Perencanaan pabrik triple superphosphate ini diharapkan dapat

berproduksi dengan kapasitas 50.000 ton/tahun dalam bentuk padat. Pabrik

beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja

dalam setahun.

Kegunaan terbesar dari triple super phosphate adalah pada bidang industri

pertanian, yaitu sebagai pupuk, dimana kandungan nitrogen pada triple

superphosphate mempunyai fungsi utama sebagai penyubur tanah. Secara singkat,

uraian proses dari pabrik triple superphosphate sebagai berikut :

Pertama-tama phosphate rock dan phosphoric acid direaksikan dalam

drum reactor membentuk triple superphosphate padat. Produk reaksi, kemudian

digranulasi pada granulator. Granular triple superphosphate kemudian didinginkan

pada cooling conveyor dan disaring pada screen sebagai produk akhir triple

superphosphate granular.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 194 orang

Sistem Operasi : Kontinyu

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari


v

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 14.166.790.000

* Working Capital Investment (WCI) : Rp. 10.645.782.000

* Total Capital Investment (TCI) : Rp. 24.812.572.000

* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 108.045.346.000

* Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 8.658.697.000

- Steam = 342.240 lb/hari

- Air pendingin = 83 M3/hari

- Listrik = 7.440 kWh/hari

- Bahan Bakar = 2.736 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 127.749.384.000

* Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 151.226.476.000

* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 30,21%

* Rate On Investment : 30,44%

* Pay Out Periode : 3,3 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 28%


vi

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik …………………………... VII - 5

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ………………. VII - 7

Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……………….………… VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas ……………….……………….……………….…… VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik Dan Daerah Proses ……………….………………. VIII-62

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……………….…………… IX - 8

Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……………….…… X - 11

Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……………….…… X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8

Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri ……………….……………….……………….…… XI - 9

Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman ……………….……………….……………….……… XI - 9

Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……………….……………….…… XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……………….……………….…… XI - 14

Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return …… XI - 15


vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……………….……………….………… IX - 9

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……………….……………….……… IX - 10

Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……………….………………. IX - 11

Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……………….………… X - 14

Gambar XI.1 Grafik BEP ……………….……………….…………… XI - 17


viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………….……………….………………. i

KATA PENGANTAR ……………….……………….………………. ii

INTISARI ……………….……………….……………….…………… iv

DAFTAR TABEL ……………….……………….……………….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……………….……………….………………… vii

DAFTAR ISI ……………….……………….……………….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……………….……………….……… I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……………….…… II – 1

BAB III NERACA MASSA ……………….……………….…… III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……………….……………….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……………….………………….. V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ……………………. VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……………….……………….……………… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……………….. IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……………….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……………….……………….… XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……………….. XII – 1

DAFTAR PUSTAKA


I - 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------- Pra Rencana Pabrik Triple Superphosphate

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Penggunaan bahan-bahan phosphate sebagai pupuk telah dilakukan sejak

sebelum Masehi. Diawali pada peradaban suku Kartego maupun suku Inka,

dimana mereka menggunakan kotoran Guano sebagai bahan penyubur tanah yang

tanpa disadari bahwa kotoran Guano mengandung unsur phosphate yang tinggi.

Triple superphosphate (TSP) merupakan salah satu jenis pupuk phosphate

yang mempunyai kandungan phosphate tinggi. Triple superphosphate dapat

diproduksi dengan cara mereaksikan batuan phosphate (phosphate rock) dengan

larutan asam organik seperti asam sulfat maupun asam phosphate.

Perencanaan pabrik triple superphosphate ini memiliki tujuan utama yaitu

untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang cenderung meningkat setiap

tahunnya. Disamping itu mengingat produk triple superphosphate ini juga

merupakan produk yang berorientasi pasar, maka perencanaan pabrik triple

superphosphate ini juga dipakai sebagai produk komoditi ekspor sehingga mampu

meningkatkan devisa negara.

Industri triple super phosphate di Indonesia mempunyai perkembangan

yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri pertanian

terutama kebutuhan pupuk di Indonesia. Pendirian pabrik triple superphosphate di

Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai

profitabilitas yang tinggi.


Pendahuluan ---------------------------------------------------------------- I -

--------------------------------------------------------------------------------------------------- Pra Rencana Pabrik Triple Superphosphate

2

I.2. Manfaat

Kegunaan terbesar dari triple super phosphate adalah pada bidang industri

pertanian, yaitu sebagai pupuk, dimana kandungan nitrogen pada triple

superphosphate mempunyai fungsi utama sebagai penyubur tanah. Kegunaan lain

dapat kita lihat pada industri kimia proses fermentasi, dimana kandungan

phosphate dapat digunakan sebagai nutrien pada proses kulturisasi bakteri.

(chemicalland21)

I.3. Aspek Ekonomi

Kebutuhan triple superphosphate di Indonesia, mengalami fluktuasi

berdasarkan permintaan pasar. Hal ini bisa dilihat pada tabel berikut :

Tahun Kebutuhan Indonesia (ton/th) 2003 1.174.306 2004 1.176.809 2005 867.230 2006 986.430 2007 1.122.010

Sumber : Departemen Perindustrian , 2007

Berdasarkan tabel diatas, dapat dibuat grafik hubungan antara kebutuhan produk

dengan tahun produksi.

y = 531,34x

800.000

850.000

900.000

950.000

1.000.000

1.050.000

1.100.000

1.150.000

1.200.000

2003 2004 2005 2006 2007

Tahun

Keb

utuh

an (t

on/th

)


Pendahuluan ---------------------------------------------------------------- I -


3

Dari grafik diatas, dengan metode regresi linier, maka didapat persamaan untuk

mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :

Y = 531,34 X

Keterangan : Y = kapasitas (ton/th)

X = Tahun ke-n

Pabrik ini direncanakan beroperasi pada tahun 2012, sehingga untuk mencari

kapasitas pada tahun 2012, maka X = 2012.

Kapasitas pada tahun 2012 :

Y = (531,34 x 2012)

= 1.069.056 ton/th

ª 1.000.000 ton/th

Untuk rencana kapasitas produksi pabrik ini digunakan 5% dari kebutuhan

nasional, maka kapasitas produksi terpasang sebesar = 50.000 ton/th


Pendahuluan ---------------------------------------------------------------- I -


4

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku :

I.4.A. Phosphate Rock (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Phosphorite, Guano Phosphate

Rumus Molekul : Ca3(PO4)2 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 310

Warna : putih

Bau : tidak berbau

Bentuk : powder 200 mesh

Specific Gravity : 3,140

Melting Point : 1670∞C

Boiling Point : - ∞C

Solubility, Water : 0,0025 kg/100 kg H2O

Komposisi Phosphate Rock : (Mandiri Usaha Cofegent Co.) Komponen % Berat

Ca3(PO4)2 75,33% Fe2O3 8,13% Al2O3 6,72% SiO2 2,94% MgO 3,80% TiO2 0,98% H2O 2,10%

100,00%


Pendahuluan ---------------------------------------------------------------- I -


5

I.4.B. Phosphoric Acid (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Hydrogen Phosphate

Rumus Molekul : H3PO4 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 98

Warna : tidak berwarna

Bau : berbau asam (pedas)

Bentuk : larutan 75%


Melting Point : 42,35∞C

Boiling Point : 213∞C

Solubility, Water : 2340 kg/100 kg H2O

Komposisi Asam Phosphate : (chemicalland21)

Komponen % Berat H3PO4 75,00% H2O 25,00%

100,00%


Pendahuluan ---------------------------------------------------------------- I -


6

Produk :

I.4.C. Triple super phosphate (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Calcium Phosphate Mono-Basic

Rumus Molekul : CaH4(PO4)2.H2O (Utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 252

Warna : putih

Bau : tidak berbau

Bentuk : granular


Melting Point : 200∞C

Boiling Point : 200∞C terdekomposisi

Solubility, Water : -

Kadar produk komersial: minimum 16% (Chemicalland21)


II - 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------- Pra Rencana Pabrik Triple Superphosphate

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Macam Proses

Pada dasarnya pembuatan triple superphosphate tidak jauh berbeda dengan

pembuatan superphosphate, secara umum proses pembuatan triple superphosphate

terdiri dari beberapa cara dan dapat digunakan tergantung dari pemilihan proses

batch atau proses continuous, adapun macam prosesnya adalah :

1. Triple Superphosphate Proses Batch

A. Pan-Mixing

B. Meyers

C. TVA Sigma-Blade Mixing

2. Triple Superphosphate Proses Continuous

D. Broadfield

E. Bridger (TVA Cone-Mixing)

F. Kulhmann

G. Dorr-Oliver Granular

H. S.I.A.P.E.

I. TVA Rotary Drum (Granulasi)


Seleksi & Uraian Proses -------------------------------------------------- II -


2

Penjelasan proses :

II.1.A. Pan-Mixing

Pada proses pan-mixing ini, menurut Waggaman, ciri dari proses ini

adalah dengan mencampur 51%-58% phosphoric acid pada suhu 60°C dengan

phosphate rock ukuran 100 mesh. Perbandingan berat bahan baku adalah 94,6 lb

phosphoric acid setiap 100 lb phosphate rock. Phosphoric acid dan phosphate rock

diumpankan pada sebuah pan mixing tipe Steadman dengan kapasitas 2 ton

selama 3 menit kemudian produk reaksi berupa padatan yang agak pekat

diumpankan pada sebuah belt conveyor yang panjang dan diumpankan menuju ke

curing pile. Pada curing pile, produk triple superphosphate didiamkan sampai

dengan 3 minggu sampai kadar air pada produk mencapai 15%. Produk basah

kemudian diumpankan pada rotary dryer untuk dikeringkan sehingga kadar air

mencapai 2% sampai 5%. Produk kering kemudian diumpankan pada hammer

mill untuk dihaluskan, kemudian disaring pada screen sampai ukuran 10 mesh.




3

II.1.B. Meyers

Pada proses ini, digunakan phosphoric acid dengan kadar 25%-30%

dipanaskan pada suhu 63°C untuk kemudian dicampur dengan phosphate rock

berukuran 100 mesh dalam sebuah rotary kiln. Konversi reaksi berkisar antara

94% sampai dengan 96% dengan suhu operasi pada kiln mencapai 360°C. Slurry

superphosphate kemudian diumpankan pada storage pile dan didiamkan selama

beberapa jam untuk menyempurnakan reaksi yang terjadi pada slurry

superphosphate.

Superphosphate dari storage pile dengan kandungan air 18% kemudian

dikeringkan pada dryer sehingga kadar air pada superphosphate tinggal 10 – 12 %

dan kemudian dihaluskan dengan hammer mill serta disaring untuk siap

dipasarkan.




4

II.1.C. TVA Sigma-Blade Mixing

Pada proses ini, phosphoric acid dengan kadar 55%-56% diumpankan

pada 80 – 150°C untuk kemudian dicampur dengan phosphate rock berukuran 100

mesh dalam sebuah mixer berbentuk conical dengan dilengkapi pengaduk jenis

sigma blade (TVA sigma blade). Konversi reaksi berkisar antara 94% sampai

dengan 96%. Setelah beberapa jam, slurry superphosphate yang agak lengket dan

basah, kemudian diumpankan pada storage pile dan didiamkan selama 12 minggu

untuk menyempurnakan reaksi yang terjadi pada slurry superphosphate.

Superphosphate dari storage pile dengan kandungan air 15% kemudian

dikeringkan pada dryer sehingga kadar air pada superphosphate tinggal 2 – 5 %

dan kemudian dihaluskan dengan hammer mill serta disaring untuk siap

dipasarkan.




5

II.1.D. Broadfield

Proses broadfield merupakan proses untuk pembuatan normal

superphosphate dan telah digunakan sejak tahun 1951 – 1952. Pada proses ini,

phosphoric acid yang digunakan adalah electrothermal phosphoric acid. Waktu

tinggal proses acidulasi adalah 2 menit pada sebuah pug mill. Kondisi phosphoric

acid pada saat pengumpanan adalah 47-54% pada suhu 80-150oC dan kemudian

turun menjadi 50% pada saat reaksi. Kadar phosphoric acid yang terlalu encer

akan mempengaruhi kondisi produk dimana semakin encer kadar phosphoric acid

maka semakin turun kondisi produk superphosphate. Dengan kondisi tersebut,

maka dilakukan beberapa penelitian lebih lanjut, sehingga pug mill tidak

digunakan lagi dan diganti dengan cone mixing.




6

II.1.E. Bridger (TVA Cone-Mixing)

Pada pembuatan dengan proses Bridger, pada prinsipnya adalah sama

dengan terdahulu, perbedaannya terletak pada reaktor berbentuk cone mixer yang

direkomendasikan oleh Tennessee Valley Authority (TVA) dan digunakan secara

kontinyu. Cone reactor dirancang dengan satu lubang pemasukkan phosphate rock

yang besar dan terletak ditengah-tengah reaktor, sedangkan pada dinding reaktor

terdapat 4 buah lubang pemasukkan phosphoric acid.

Produk dari reaktor kemudian diumpankan pada belt conveyor yang

dilengkapi dengan pisau-pisau untuk menghancurkan gumpalan-gumpalan produk

dan pada bagian akhir conveyor, dilengkapi dengan disintegrator untuk

mempermudah pengeluaran. Kadar phosphoric acid pada proses ini adalah 54-

56% dengan suhu operasi 80-100oC.




7

II.1.F. Kulhmann

Proses Kulhmann merupakan proses kontinyu dan telah dikembangkan di

Prancis untuk memproduksi normal superphosphate dan kemudian dikembangkan

untuk produksi triple superphosphate. Perbedaan utama dari proses Kulhmann

dengan proses lainnya adalah terletak pada tipe mixer yang digunakan dan

penggunaan sebuah rotary dryer untuk proses pengeringan.

Mixer yang digunakan pada proses Kulhmann ini adalah mixer khusus,

dengan perancangan tangki yang kecil serta pengaduk dengan kekuatan besar.

Proses pengadukan yang cepat dapat mencegah phosphoric acid menguap ke

udara bebas, sehingga efisiensi reaksi dapat terjaga. Produk dari mixer kemudian

diumpankan pada belt conveyor yang dilengkapi dengan disintegrator dan

dikeringkan langsung pada rotary dryer. Produk dari rotary dryer kemudian

disimpan pada tangki penampung. Belt conveyor pada proses ini dibuat lebih

panjang, yaitu sekitar 75 feet (± 23 meter) dengan waktu melewati belt adalah 4 –

5 menit. Kadar phosphoric acid yang digunakan antara 45–50 %, dan kadar air

pada produk sekitar 5% dengan suhu 60oC.




8

II.1.G. Dorr-Oliver Granular

Pada proses ini, phosphate rock dan phosphoric acid diumpankan pada 2

buah atau lebih reaktor yang disusun secara seri. Setiap reaktor dilengkapi dengan

pengaduk dengan kekuatan 20 hp. Produk dari reaktor kemudian diumpankan

pada sebuah blunger , yaitu sebuah mixer yang dilengkapi dengan 2 buah

pengaduk jenis twin-shaft blade seperti pada pug mill. Pada blunger terjadi

pencampuran antara produk reaksi dengan produk halus yang merupakan recyle

dari screen pada proses terakhir.

Produk dari blunger kemudian diumpankan pada rotary dryer untuk proses

pengeringan, dan kemudian dihaluskan pada pulverizer dimana produk kasar

diambil sebagai produk akhir sedangkan produk halus diumpankan kembali pada

blunger untuk dicampur dengan produk hasil reaksi. Kadar phosphoric acid pada

proses ini adalah 38-39% dengan suhu operasi 80-100oC.




9

II.1.H. S.I.A.P.E.

Proses ini merupakan kerjasama dari S.I.A.P.E. yang merupakan singkatan

dari Societe Industrielle d’Acide Phosphorique et d’Engrais dari Prancis yang

disponsori oleh Chemiebau yang berasal dari Jerman. Proses ini merupakan

pengembangan dari proses Dorr-Oliver dengan perbedaan utama adalah sistem

reaktor yang digunakan.

Pertama-tama phosphate rock dan phosphoric acid diumpankan pada

tangki pre-mixer sampai dengan overflow. Campuran overflow tersebut kemudian

diumpankan pada tangki yang lebih besar dan dilengkapi pengaduk jenis paddle.

Produk reaksi dari reaktor kedua kemudian dipompa menuju ke lubang spray yang

berfungsi sebagai pengumpan pada rotary dryer.

Pada rotary dryer, terjadi proses pengeringan dan proses granulasi dengan

waktu tinggal sekitar 20 menit. Produk kemudian dihaluskan dan disaring, dimana

produk yang kasar diambil sebagai produk akhir, sedangkan produk halus

dikembalikan pada dryer-granulator untuk diproses lebih lanjut. Pada beberapa

penelitian, proses ini dapat dimodifikasi dengan penambahan curing pile setelah

reaktor. Kadar phosphoric acid pada proses ini adalah 27-30% dengan suhu

operasi 80-100oC.




10

II.1.I. TVA Rotary Drum (Granulasi)

Pada proses ini, Tennessee Valley Authority (TVA) telah mengembangkan

sebuah rotary-drum mixer untuk mereaksikan phosphate rock dengan phosphoric

acid membentuk superphosphate. Phosphate rock yang digunakan untuk proses ini

adalah phosphate rock yang halus, sedangkan phosphoric acid dapat

menggunakan jenis umum maupun jenis electro thermal. Proses rotary-drum

mixer ini menggunakan lubang spray untuk pemasukkan campuran. Pada rotary

drum mixer penambahan phosphoric acid terletak pada bagian bawah drum ,

dimana phosphoric acid (54%) dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 90°C –

130°C dengan heater. Produk kemudian diumpankan pada granulator dengan suhu

80°C - 90°C dan kemudian didinginkan pada rotary cooler sampai dengan suhu

kamar. Produk yang sudah dingin kemudian dihaluskan dan disaring. Produk yang

kasar diambil sebagian sebagai produk akhir dan sebagian lagi dihaluskan pada

cage mill sebagai produk samping.




11

II.2. Seleksi Proses

Dari uraian diatas, maka dapat ditabelkan perbedaan dari macam proses

yang telah diuraikan , adapun tabel perbedaan proses sebagai berikut :

Tabel II.1. Tabel Seleksi Proses

JENIS PROSES

P A R A M E T E R Alat

Utama Waktu tinggal

Asam (P2O5)

Suhu Operasi

Alat Khusus

Instalasi & Intrumen

Pan - Mixing Pan-Mixer 3 minggu 51-58% 60oC Curing Pile Sederhana Meyers Mixer 2-3 jam 25-30% 63oC Rotary Kiln Rumit

TVA Sigma-Blade

TVA Sigma-Blade

12 minggu 55-56% 80-150

oC Curing Pile Sederhana

Broadfield Pug Mill kontinyu 47-54% 80-150oC Dryer Rumit

Bridger Cone Reactor kontinyu 54-56% 80-100oC Dryer Sederhana

Kulhmann Kulhmann Mixer kontinyu 45-50% 60oC Dryer Sederhana

Dorr-Oliver Mixer Series kontinyu 38-39% 80-100oC Blunger Sederhana

Chemiebau S.I.A.P.E.

Mixer Series kontinyu 27-30% 80-100

oC Dryer-Granulator Sederhana

TVA Rotary drum

Rotary Drum Kontinyu 54% 90-130

oC Reaktor Drum Sederhana

Berdasarkan tabel diatas, maka dipilih pembuatan triple superphosphate dengan

proses granulasi , dengan beberapa pertimbangan :

a. Sistem proses continuous (waktu ekonomis)

b. Suhu reaksi relatif rendah (utilitas ekonomis)

c. Peralatan dan Instrumentasi ekonomis (investasi ekonomis)

d. Penambahan granulator mempercepat proses pengeringan

dan pembentukan garnular dalam satu tempat.

e. Produk yang dihasilkan memenuhi kebutuhan pasar.




12

II.3. Uraian Proses

Flowsheet Pengembangan :

Pada pra rencana pabrik triple superphosphate dengan proses granulasi ini,

direncanakan dibagi menjadi 3 Unit pabrik, dengan pembagian :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Proses Kode Unit : 200

3. Unit Pengendalian Produk Kode Unit : 300

Adapun uraian proses pembuatan triple superphosphate adalah sebagai berikut :

Pertama-tama, bahan baku phosphate rock asal Tuban dengan ukuran 40

mesh dari supplier utama Mandiri Usaha Cofegent Co. ditampung pada stock pile

silo phosphate rock F-110 dan diumpankan ke silo F-113 dengan belt conveyor J-

111 dan bucket elevator J-112. Demikian juga bahan baku phosphoric acid dengan

kadar 75% dari supplier PT. Petrokimia Gresik ditampung pada tangki F-120

untuk kemudian dipanaskan pada heater E-122 sampai dengan suhu 80°C

(TVA=Tennesse Valley Authorized : Tabel-1).

F - 110

J - 111

Phosphate Rock

C W

S

C W R

W T P

S C

L - 121

LI F - 120 FC

WC

F-113

PhosphoricAcid

J - 112

2301

1301

801

E-122

TC

M - 114

X - 220

H-221

E - 230

J - 231

H-241

H-240

J - 243

71001

81001

91001

61001

10321

11321

12321

13321

14321

J - 242

C - 250

Udara

G-222

E-223

120

TC

FC

WC

F-310

TripleSuprphosphate

TC

R - 210




13

Phosphate rock dari F-110 dan phosphoric acid dari F-120 kemudian

dicampur pada ribbon mixer M-114 untuk kemudian direaksikan dalam drum

reaktor R-210. Kondisi reaktor dipertahankan pada suhu 90°C dengan steam dari

utilitas. (TVA : Tabel-1)

Reaksi yang terjadi : (Phosphate Manual : 108)

Reaksi Utama :

Reaksi-1. Ca3(PO4)2(S) + 4 H3PO4(L) + 3 H2O(L) → 3 CaH4(PO4)2.H2O(S)

Reaksi-2. Ca3(PO4)2(S) + H3PO4(L) + 6 H2O(L) → 3 CaHPO4.2H2O(S)

Konversi Ca3(PO4)2 = 96% (TVA : 197)

Reaksi Samping :

Reaksi-3. Fe2O3(S) + 2 H3PO4(L) → 2 FePO4.H2O(S) + H2O(L)

Reaksi-4. Al2O3(S) + 2 H3PO4(L) → 2 AlPO4.H2O(S) + H2O(L)

Reaksi-5. 2 MgO(S) + 2 H3PO4(L) → Mg2P2O7.3H2O(S)

Produk reaksi berupa slurry triple superphosphate (TSP) kemudian diumpankan

ke granulator X-220 untuk proses granulasi dengan pengeringan menggunakan

udara panas secara berlawanan arah. Proses pengeringan dan granulasi pada suhu

100°C dengan bantuan udara panas secara counter-current (berlawanan arah).

Udara panas dihembuskan oleh blower G-222 dan dipanaskan pada heater E-223

dengan proses pengeringan yang seragam (uniform drying), sehingga kadar air

dalam produk mencapai 2% - 3% (TVA : 205).

Udara panas dan padatan terikut kemudian dipisahkan pada cyclone H-

221, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah gas, sedangkan padatan

terikut diumpankan secara bersamaan dengan produk granulator menuju ke

cooling conveyor E-230 untuk proses pendinginan sampai suhu kamar (32°C).




14

Produk TSP kemudian diumpankan pada proses penyaringan dengan

bucket elevator J-231. Proses penyaringan (screening) dilakukan menggunakan

sistem double deck screen (screen ganda) dengan screen 6 mesh H-240 dan screen

14 mesh H-241. Ukuran produk TSP komersial adalah –6 mesh sampai + 14 mesh

(lolos screen 6 mesh, tertahan pada screen 14 mesh). Pertama-tama produk TSP

diumpankan pada screen 6 mesh H-240 untuk proses penyaringan ukuran 6 mesh,

dimana ukuran yang tidak lolos diumpankan ke hammer mill C-250 untuk

dihaluskan sampai 20 mesh, sedangkan ukuran yang lolos diumpankan ke screen

14 mesh H-241. Pada screen 14 mesh, ukuran yang lolos secara bersamaan

diumpankan dengan produk hammer mill menuju ke ribbon mixer M-114 dengan

belt conveyor J-243, sedangkan ukuran yang tidak lolos diumpankan dengan belt

conveyor J-242 menuju ke silo TSP sebagai produk akhir.


COVERPRA RENCANA PABRIKERVAN SOESANTO053101 0061JURUSAN TEKNIK KIMIA

C LEMBAR PENGESAHANLEMBAR PENGESAHANERVAN SOESANTO053101 0061

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisanDosen Pembimbing,

C KATA PENGANTARKATA PENGANTARSurabaya , Februari 2011INTISARIBentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Analisa Ekonomi :DAFTAR TABELTabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik …………………………... VII - 5Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan UtilitasTabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang PabrikTabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……………….……………….…… XI - 10Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……………….……………….…… XI - 14Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return …… XI - 15DAFTAR GAMBAR

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……………….……………….………… IX - 9Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……………….……………….……… IX - 10Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……………….………………. IX - 11Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……………….………… X - 14Gambar XI.1 Grafik BEP ……………….……………….…………… XI - 17DAFTAR ISI

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……………….………………….. V – 1BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……………….. XII – 1DAFTAR PUSTAKA

BAB 01 2009I.4.A. Phosphate Rock (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)I.4.B. Phosphoric Acid (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)I.4.C. Triple super phosphate (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

BAB 02 2009II.1. Macam ProsesI. TVA Rotary Drum (Granulasi)Penjelasan proses :II.2. Seleksi ProsesII.3. Uraian Proses

JENIS PROSES

BAB 03Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun

BAB 04Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun

BAB 05Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahunFungsi : Menampung phosphate rock dari supplierKondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)- Suhu = 30(C (suhu kamar)- Waktu penyimpanan = 7 hariLebar = 7,4 m

Bahan konstuksi : BetonFungsi : Menampung phosphate rock dari stock pileDasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

- Suhu = 30(C (suhu kamar)- Waktu penyimpanan = 1 hariVolume : 10185 cuft = 289 M3Tinggi : 23 ft

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahanKondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)- Suhu = 120(C (berdasarkan suhu dryer)Type : Van Tongeren CycloneTebal Tutup bawah : 3/16 in

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahanKondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)- Suhu = 120(C (berdasarkan suhu dryer)Fungsi : Mendinginkan bahan solid sampai dengan 32(C

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutupFungsi : Mendinginkan bahan solid sampai dengan 32(CFungsi : Menampung produk triple superphosphate

BAB 06Dp = berat partikel ; (mS = slope drum ; 8 cm/m (Perry 6ed, hal.20-33)N = speed ; 6 rpm (Perry 6ed, hal.20-33)Perbandingan tinggi bahan dan diameter drum , H/D = 0,16 ( Perry 5ed , tabel 6-52 , hal. 6-87 )Berat lain diasumsikan 15 %, maka berat total = 1,15 x 26191 ( 31000 lb

Type : Rotary Drum

Bab 07INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJAVII.1. InstrumentasiTabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

VII.2. Keselamatan KerjaVII.2.1. Bahaya Kebakaran

Pos Keamanan

Bab 08VIII.1. Unit Penyediaan SteamKapasitas boiler :Q = ((((( (Severn, W.H : 171)

Penentuan boiler horse power :hp = (((((( (Severn, W.H : 140)hp = (((((((((((( = 75 hp

Total heating surface = 75 x 10 = 750 ft2Air yang dibutuhkan diambil 20 % berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.Kapasitas boiler : 2479 KiloBtu/jamBahan bakar : Petroleum Oil 33(API (Diesel Oil)Jumlah : 1 buahVIII.2. Unit Penyediaan AirVIII.2.1. Air SanitasiVIII.2.2. Air Umpan Boiler

Proses Pengolahan Air Sungai :VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan AirFungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih.Panjang = lebar = 2 x 4,4 = 8,8 mLebar = 8,8 m

Jumlah : 1 buahSpesifikasi :

Fungsi : Menampung air jernih dari bak flokulator.Panjang = lebar = 2 x 4,4 = 8,8 mLebar = 8,8 m

Jumlah : 1 buah4. Bak Air Jernih (A – 240)Fungsi : Menampung air dari bak pengendapPanjang = lebar = 2 x 4,4 = 8,8 mLebar = 8,8 m

Jumlah : 1 buahFungsi : Menyaring air dari bak penampung air jernih.Lapisan Gravel = 0,3 mBentuk : bejana tegakBahan konstuksi : Carbon Steel SA – 283 Grade PJumlah : 2 buah (1 buah standby running)Fungsi : Menampung air dari sand filterPanjang = lebar = 2 x 4,4 = 8,8 mLebar = 8,8 m

Jumlah : 1 buahFungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasidan tempat menambahkan desinfektan (chlorine).Ditentukan : Waktu tinggal : 24 jamPanjang = lebar = 2 x 2,3 = 4,6 mKapasitas : 50 m3.

Bentuk : Persegi panjangUkuran : Panjang = 4,6 mBahan konstuksi : BetonDipilih bahan pelunak :Dipilih bahan pelunak : AminoPolyStyrene (APS) jenis HomogeneousFungsi : Menampung air lunak dari kation-anion exchanger.Ditentukan : Waktu tinggal : 1 jamBentuk : empat persegi panjangJumlah : 1 buahFungsi : Menampung air pendingin dari cooling towerDitentukan : Waktu tinggal : 1 jamBentuk : empat persegi panjangJumlah : 1 buahVIII.3.2. Perhitungan Pompa-pompaTaksiran panjang pipa lurus = 58,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 40,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 73,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 73,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 75,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 85,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 85,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 65,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 50,0 ftTaksiran panjang pipa lurus = 85,0 ft

VIII.4.Unit Pembangkit Tenaga ListrikTabel VIII. 4.1 Kebutuhan listrik untuk peralatan proses dan utilitas1 hp = 745,6 Watt = 0,7456 kWJadi kebutuhan listrik untuk alatproses dan utilitas : 0,7456 x 353,5 = 264 kWh

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik.Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWhDirencanakan digunakan : Generator Portable Set (penempatannya mudah)Efisiensi generator set : 80%Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam = 72 lb/jam = 33 kg/jamKapasitas : 375 kVAKebutuhan bahan bakar untuk Generator Set = 72 lb/jamKebutuhan bahan bakar untuk Boiler = 142 lb/jamBahan konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade CJumlah : 1 buah

JALAN ASPAL

bab 09LOKASI DAN TATA LETAK PABRIKIX.1. Lokasi PabrikIX.1.1. Faktor UtamaIX.1.2. Faktor KhususIX.2. Tata letak pabrikIX.2.1. Daerah prosesIX.2.3. Daerah pemeliharaan pabrik dan bangunanIX.2.4. Daerah utilitasIX.2.5. Daerah AdministrasiIX.2.6. Daerah PerluasanIX.2.7. Plant ServiceIX.2.8. Jalan RayaTabel IX.1. Pembagian Luas PabrikLuas Bangunan PabrikGambar IX.1. Lay Out PabrikGambar IX.2. Peta Lokasi PabrikGambar IX.3. Lay Out Peralatan Pabrik

bab 10BAB XORGANISASI PERUSAHAAN

X.2. Bentuk PerusahaanX.3. Struktur OrganisasiX.3.1. Struktur Organisasi : GARIS DAN STAFPEMBAGIAN TUGAS DAN TANGGUNG JAWAB6. STAF AHLI7. KEPALA BAGIANX.3.2. Pembagian Jam KerjaTabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan ProsesX.3.3. Kesejahteraan Sosial KaryawanX.3.4. Status Karyawan Dan Sistem UpahDokter : 20% gaji Direktur UtamaGambar X.1. Struktur Organisasi Perusahaan

BAB 11BAB XIANALISA EKONOMIXI.1. Harga PeralatanXI.3. Analisa ekonomiTabel XI.2. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiriModal sendiri = Rp. 16.128.172.000Tabel XI.3. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjamanModal pinjaman = Rp. 8.684.400.000Masa produksi selama 10 tahun [ tahun ke 1 s/d 10 ]Hasil penjualan produk + PengemasanUntuk laba diatas 200 juta : 35% x Laba kotor

XI.4.1. Laju Investasi , Return On Investment ( R O I )Tabel XI.5. Payout Periode

Total Biaya Pengeluaran UmumVC

Biaya Produksi Total (BPT) =Tahun Produksi

bab 12XII.1. PembahasanPasarLokasiTeknisAnalisa Ekonomi :

XII.2. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA LENGKAPJohnstone, S.I. ,1961, “Minerals for The Chemical & Allied Industries”, 2 ed ,John Wiley & Son , New York.

Documents

PABRIK PUPUK TRIPLE SUPERPHOSPHATE DENGAN PROSES …eprints.upnjatim.ac.id/2335/1/File_1.pdf · Granular triple superphosphate kemudian didinginkan pada cooling conveyor dan disaring