Described about basic to desain sorbitol manufacture with hidrogenation process. It used raw materials: glucose, hydrogen gas, and catalyst nikel.

1. EXECUTIVE SUMMARY
TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
TUGAS PERANCANGAN PABRIK SORBITOL
DENGAN PROSES HIDROGENASI KATALITIK
KAPASITAS 130000 TON PER TAHUN
Oleh:
AGUS SUPRIYANTO 21030111150010
RINA AGUSTINA 21030111150030
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013

2. EXECUTIVE SUMMARY
JUDUL TUGAS
PERANCANGAN PABRIK SORBITOL DENGAN
PROSES HIDROGENASI KATILTIK
KAPASITAS PRODUKSI 130000 ton/tahun
I. STRATEGI PERANCANGAN
Latar Belakang
Dalam era globalisasi, penting bagi Indonesia sebagai negara
yang sedang berkembang untuk meningkatkan pembangunan di
segala bidang termasuk dari sektor industri. Salah satu diantaranya
adalah industri kimia. Perkembangan industri kimia oleh pemerintah
ditandai dengan adanya pendirian pabrik-pabrik kimia baru, yang
dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan bahan-bahan industri
dalam negeri. Salah satu jenis bahan kimia yang masih diperoleh
dengan cara impor dari negara-negara produsen termasuk
diantaranya adalah sorbitol. Oleh sebab itu, muncul konsep
pemikiran bahwa masa depan pendirian pabrik sorbitol mempunyai
peluang yang baik guna menunjang berbagai industri lain di
samping dapat menghemat devisa negara melalui pengurangan
kebutuhan impor sorbitol dari luar negeri.
Dasar Penetapan
Kapasitas
Produksi
- Menghemat devisa negara, selain itu juga akan mengurangi
ketergantungan terhadap negara lain.
- Dapat memberikan kesempatan bagi berdirinya industri-
industri yang menggunakan sorbitol sebagai bahan bakunya.
- Memenuhi kebutuhan sorbitol yang diproyeksikan akan terus
meningkat.
Dasar Penetapan
Lokasi Pabrik
Untuk pabrik sorbitol ini didirikan di dekat lokasi pabrik
penyedia bahan baku Hidrogen, yaitu PT. Samator Gas, Kendal,
Semarang. Sedangkan sirup glukosanya akan dibeli dari PT. Sari
Pati Idaman, Pati. Fasilitas yang ada antara lain : pelabuhan laut,
pembangkit listrik, air, dan utilitas pendukung lainnya.

3. H2 2H+
O
H-C
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H2-C-OH
+ 2Ni+
ONi
Ni-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H2-C-OH
ONi
Ni-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H2-C-OH
+ 2H+
OH
H-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
H2-C-OH
+ 2Ni
Pemilihan Proses
Dasar pembentukan sorbitol merupakan reaksi hidrogenasi
katalitik glukosa dengan menggunakan katalis nikel tanpa reaksi
samping. Reaksi yang terjadi adalah:
Mekanisme reaksi hidrogenasi katalitik glukosa menjadi sorbitol
dengan katalis nikel melalui beberapa tahap reaksi, yaitu :
(1)
(1)
(2)
- Tahap 1
Pada tahap ini gas H2 membentuk radikal bebas yang
terdifusi ke dalam gas-liquid interface.
- Tahap 2
Pada tahap ini difusi radikal bebas hydrogen berlanjut dari
C6H12O6 +
H2
C6H14O6
Sorbitol
Kat Ni
140o
C, 70 atm

4. gas-liquid interface ke bulk liquid.
- Tahap 3
Pada tahap ini terjadi adsorbsi dari bulk liquid ke permukaan
katalis Nikel.
- Tahap 4
Pada tahap ini terjadi reaksi permukaan, yaitu larutan
glukosa yang teradsorpsi ke permukaan katalis bereaksi
dengan gas hydrogen membentuk sorbitol.
- Tahap 5
Pada tahap ini produk sorbitol akan terdesorpsi dari
permukaan katalis ke dalam bulk liquid.
Bahan Baku
Jenis Glukosa
Spesifikasi
- Kenampakan : Cairan (sirup)
- Komposisi
 Glukosa : 34 – 42 %
 Maltosa : 0,5 – 0,85 %
 Maltotriosa : < 0,5 %
 Air : 25 – 50 %
 Brix : 75 - 80
 DE : 98
 pH : 4,5 – 6
 Starch : negatif
Kebutuhan 11,035.85 ton/tahun
Asal PT. Sari Pati Idaman, Pati
Bahan Baku
Jenis Hidrogen
Spesifikasi
- Kenampakan : gas tidak berwarna
- Komposisi
 Hidrogen : 99,999 %
 Moisture : < 5 ppm
 Oksigen : < 5 ppm
 CO : < 1 ppm

5. Kebutuhan 128,75 ton/tahun
Asal PT. Samator Gas, Kendal
Produk
Jenis Sorbitol
Spesifikasi
- Kenampakan : cairan, tidak berwarna, tidak berbau
- Komposisi
 Sorbitol : minimal 67,5 %
 Air : 30 ± 1 %
 Reducing sugar : maksimal 0,1 %
 Total sugar : 1 – 2,5 %
 Total solid : 70 ± 1 %
 Nikel : maksimal 2 mg/kg
 pH : 5 – 7
Laju Produksi 11,046.89 ton/tahun
Daerah
Pemasaran
Daerah pemasaran sorbitol terbesar adalah di industri-industri
disekitar Pulau Jawa. Sorbitol sangat diperlukan dalam industri
kimia (pembuatan Polyurethane), industri tekstil, industri makanan,
kosmetik, dan farmasi.
Selain dipasarkan di dalam negeri, sorbitol juga akan diekspor
untuk memenuhi kebutuhan sorbitol dunia yang juga terus
meningkat. Target pemasaran adalah negara-negara pengimpor
sorbitol dari Indonesia seperti India, Malaysia, dan Thailand.
II. DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN (terlampir)

6. III. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS
1. Spesifikasi Alat Utama
a. Tangki Penyimpanan Produk Sorbitol
Kode T- 04
Fungsi Menyimpan sorbitol
Tipe tangki Cililndrical-conical roofflat battom
Bentuk head Elliptical dished head
Bahan konstruksi tangki Stainless Steel SA-167 Grade 3
Kondisi penyimpanan Cair
Jumlah tangki 3 buah
Kapasitas tangki 21.150 bbl
Tinggi tangki 12,80 m
Diameter tangki 18,29 m
Course ke-1
- Tebal shell 0,44 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Course ke-2
- Tebal shell 0,38 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Course ke-3
- Tebal shell 0,31 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah

7. Course ke-4
- Tebal shell 0,25 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Course ke-5
- Tebal shell 0,19 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Course ke-6
- Tebal shell 0,13 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Course ke-7
- Tebal shell 0,06 in
- Panjang plate 18,84 ft
- Jumlah plate 10 buah
Tinggi head tangki 4 m
Tebal head tangki 1 in
b. Pompa
Kode P- 02
Fungsi Mengalirkan slurry dariMixer (M-01) ke reaktorl (R-01)
melewati Heat exchanger 1 (HE-01)
Tipe Pompa Sentrifugal
Pipa yang digunakan
- D nominal 3 in
- Schedule Number 40

8. - Diameter dalam (ID) 3,068 in = 0,26 ft
- Diameter luar (OD) 3,500 in = 0,29 ft
- Tebal dinding 0,216 in
- Inside sectional area 0,0513
Tenaga pompa 1 HP
Tenaga motor 1,25 H
c. Kompresor
Kode C- 02
Fungsi Menaikan tekanan gas H2
dari 100 atm menjadi 125 atm
Jenis Kompresor reciprocating single stage
Kapasitas 0,02 m3
/menit
Tekanan Masuk 100 atm
Suhu Masuk 140 ºC
Tekanan Keluar 125 atm
Suhu Keluar 176,64 ºC
Efisiensi 75 %
Kerja teoritis 780 Kj/kmol
Tenaga actual 1 H
d. Evaporator

9. Kode EV-02
Fungsi Memekatkan produk sorbitol cair dari konsentrasi 48% sampai
70%
Tipe falling film evaporator
Bahan konstruksi Stainless steel, SA – 167 Grade 3 tipe 304
Jumlah tube 1377 buah
Luas penampang ruang uap 57,02 ft2
Diameter ruang uap 102,32 in = 8,52 ft
Diameter shell evaporator 39 in = 3,25 ft
Tinggi shell 22,5 ft
Tebal shell ¼ in
Tinggi head 0,63 ft
Tebal head 3/16 in
Tinggi total 23,77 ft
e. Mixer

10. Kode M - 01
Fungsi Tempat pencampuran sirup glukosa dan katalis nikel
Jenis Tangki Berpengaduk
Tipe tangki vertical
Bahan konstruksi Stainless steel SA 167
Jumlah 1 (satu) buah
Volume 51,33 m3
Kondisi Operasional
- Suhu 90,002 ºC
- Tekanan 1 atm
Dimensi mixer
- Diameter 3,21 m
- Tinggi 9,73 m
- Tebal dinding ¼ in
Head and Bottom
Tipe Elliptical Dished Head
Tebal ¼ in
Tinggi 0,84 m
Pengaduk
- Jenis pengaduk turbine impeller
- Power pengaduk 66 Hp
f. Reaktor

11. Kode R - 01
Fungsi Tempat berlangsungnya reaksi hidrogenasi antara glukosa dan
gas hydrogen membentuk sorbitol dengan katalis nikel
Tipe Bubble Column
Bahan konstruksi Stainless steel SA 167
Jumlah 1 (satu) buah
Kondisi Operasional
- Suhu 140 ºC
- Tekanan 125 atm
Dimensi Reaktor
- Diameter 10,03 ft
- Tinggi 24,07 ft
- Tebal dinding 6,5 in
Head and Bottom
Tipe Elliptical Dished Head
Tebal 6,5 in
Tinggi 1,16 m
Pendingin
- Tipe jaket
- Tebal 3 in
Diameter disk plate 10 cm
Jumlah orifice 11 lubang
2. Utilitas
AIR
Air pemanas 401,04 m3
/hari
Air pendingin (cooling water) 28,64 m3
/hari
Air untuk Sanitasi 16,30 m3
/hari
Total Kebutuhan air 445,98 m3
/hari
Didapat dari sumber
Air sanitasi : PDAM
Air pemanas dan pendingin : air artesis

12. STEAM
Kebutuhan Steam 83.550,37 kg/jm
LISTRIK
Kebutuhan Listrik 171 Kw
Dipenuhi dari Generator kapasitas 200 kW
BAHAN BAKAR
Jenis Solar (tipe Industrial Diesel Fuel)
Kebutuhan Solar : 1.898,40 gal/jam
Sumber dari Solar :PT Pertamina (Persero)
IV. PERHITUNGAN EKONOMI
Physical Plant Cost Rp 1.402.316.318.870
Fixed Capital Rp 1.690.730.392.550
Working Capital Rp 332.822.655.425.695
Total Capital Investment Rp 334.513.385.818.245
ANALISIS KELAYAKAN
Rate of Return on
Investment (ROI)
Before tax : 67% After tax : 54%
Pay Out Time (POT) Before tax : 1 th 4 bln After tax : 1 th 7 bln
Break Even Point (BEP) 5 %
Shut Down Point (SDP) 5 %
Discounted Cash Flow Rate
of Return (DCFROR)
7 %