buku panduan perancangan pabrik kimia_revisi20jan
DESCRIPTION
Plant DesignTRANSCRIPT
1
Tugas Perancangan Pabrik Kimia
I. Tugas Perancangan Pabrik Kimia
Tugas Perancangan Pabrik Kimia merupakan sarana yang digunakan untuk
menguji tingkat keberhasilan mahasiswa dalam memahami dan menerapkan ilmu
pengetahuan yang sudah diterima selama kuliah. Dalam tugas akhir Perancangan
Pabrik, mahasiswa dengan daya penalaran dan improvisasi yang tinggi mampu secara
komprehensif menerapkan semua teori dan kemahiran teknik kimia ke dalam bentuk
pra-rancangan pabrik yang sederhana (preliminary design). Proses desain
merupakan dasar pembangunan pabrik secara utuh dan tanggungjawab sarjana teknik
kimia sebelum dikembangkan menjadi plant design, yang melibatkan disiplin ilmu
lain.
II. Batasan Tugas Perancangan Pabrik Kimia
a. Tugas Perancangan Pabrik Kimia merupakan matakuliah wajib sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar sarjana strata satu (S1).
b. Tugas Perancangan Pabrik Kimia merupakan tugas mandiri mahasiswa yang
dilakukan oleh 2 (dua) orang mahasiswa secara komprehensif dengan menerapkan
semua teori dan kemahiran teknik kimia ke dalam bentuk 1 judul Tugas
Perancangan pabrik.
c. Tugas Perancangan Pabrik Kimia diharapkan mendukung semangat dan nilai-nilai
konservasi.
d. Tugas Perancangan Pabrik Kimia disusun mencakup minimal 2 alat utama.
III. Syarat Tugas Perancangan Pabrik Kimia
Syarat untuk Tugas Perancangan Pabrik Kimia adalah sebagai berikut:
a. Tercatat sebagai mahasiswa aktif FT-UNNES (tidak sedang cuti kuliah)
b. Telah menempuh matakuliah 90 SKS dengan matakuliah prasyarat:
1. Neraca Massa
2. Neraca Panas
3. Perpindahan Panas
4. Proses Industri Kimia
2
5. Operasi Mekanik
6. Teknik Reaksi Kimia
7. Pemisahan Termal Difusional
8. Utilitas
9. Perancangan Alat Proses I
10. Perancangan Alat Proses II
11. Reaktor dan Katalis
12. Keselamatan Industri dan Pengelolaan Limbah Industri
13. Bahan Konstruksi dan Korosi
14. Sintesa dan Simulasi Proses
15. Perancangan Pabrik Kimia
16. Ekonomi Teknik
17. Pengendalian Proses
IV. Prosedur Pengajuan Tugas Perancangan Pabrik Kimia
Prosedur pengajuan Tugas Perancangan Pabrik Kimia sebagai berikut :
1. Telah mendaftarkan kelompok Tugas Perancangan Pabrik Kimia pada Sekretaris
Prodi Teknik Kimia.
2. Judul yang dipilih oleh mahasiswa harus mendapat persetujuan dosen
Pembimbing.
3. Mengambil KRS Tugas Perancangan Pabrik Kimiadengan penyelesaian
maksimal satu tahun.
4. Deskripsi proses dilengkapi dengan lembar pengesahan pembimbing didaftarkan
ke Prodi untuk mendapatkan persetujuan dari tim verifikator.
5. Mahasiswa mengajukan seminar kemajuan Bab I Perancangan Pabrik Kimia
sesuai jadwal yang ditetapkan oleh Prodi.
V. Sistematika Isi Laporan Tugas Perancangan Pabrik Kimia
Sistematika penulisan tugas akhir Tugas Perancangan Pabrik Kimia terdiri tiga bagian
pokok, yaitu Bagian Pendahuluan, Bagian Isi, dan Bagian Akhir.
a. Bagian Pendahuluan terdiri dari:
1. Lembar judul tugas akhir Perancangan Pabrik Kimia
3
2. Lembar pengesahan dosen pembimbing
3. Kata pengantar
4. Daftar isi
5. Daftar tabel
6. Daftar gambar
7. Daftar lampiran
8. Intisari
b. Bagian Isi laporan antara lain terdiri dari:
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Pemilihan Lokasi Pabrik (Plant Location)
1.3 Kapasitas Pabrik
1.4 Tinjauan Pustaka
1.5 Uraian Proses
1.6 Spesifikasi Bahan
BAB II NERACA MASSA DAN ENERGI
2.2 Neraca Massa
2.2 Neraca Energi
2.3 Diagram Alir Proses (Kuantitatif)
BAB III SPESIFIKASI ALAT
2.1 SpesifikasiAlat Utama
2.2 SpesifikasiAlat Pendukung
BAB IV UTILITAS (listrik, air, steam, refrigerant)
BAB V LAYOUT PABRIK
5.1. Tata Letak Pabrik (Plant Layout)
5.2. Tata letak Alat Proses
BAB VI MANAJEMEN PERUSAHAAN
BAB VII EVALUASI EKONOMI
BAB VIII KESIMPULAN
c. Bagian akhir laporan antara lain terdiri dari:
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
4
Penjelasan isi laporan Tugas Perancangan Pabrik Kimia:
Intisari berisi:
a) Uraian singkat tentang proses yang dipakai,
b) Hasil (termasuk hasil samping) setiap tahun,
c) Bahan dasar dan bahan pembantu yang diperlukan setiap tahun,
d) Utilitas: kebutuhan setiap jam, kecuali listrik (dalam kW),
e) Jumlah pekerja, luas tanah, dan lokasi pabrik,
f) Modal tetap dan modal kerja yang diperlukan dalam US$ dan Rp.
g) Penilaian untung rugi (profitabilitas) yang meliputi: Break even point,
pay out time, return on investment, discounted cash flow rate of return,
dan kesimpulan
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang, bagian ini mengandung unsur-unsur permasalahan mengapa
melakukan Tugas Perancangan Pabrik Kimia yang ditinjau dari aspek what, why
dan how, yaitu apa yang akan dibuat dalam tugas pra rancangan, mengapa
dibuat, dan kenapa dibuat.
Segala aspek yang berkaitan dengan tugas pra rancangan misal,prospek dan
tujuan penggunaan akhir (end use) dari produk yang akan dibuat, segmen pasar
yang akan dijangkau, aspek bahan baku, proses, maupun aspek sosial dan
ekonomi secara ringkas perlu di kemukakan.
Dalam penyampaian latar belakang, harus didukung oleh sumber-sumber yang
memenuhi kaidah keilmiahan, seperti hasil-hasil penelitian, seminar, makalah,
jurnal atau data-data referensipendukung lainnya.
Tinjauan Pustaka, berisi tinjauan dari referensi yang relevan (textbook/
makalah/penelitian/tugas pra rancangan yang sudah ada) tentang proses yang
ada kaitannya dengan pabrik yang dibuat dan pemilihan proses yang dirancang.
Semua acuan yang dikutip pada tinjauan pustaka harus
dicantumkannarasumbernya.
Uraian Proses, bagian ini berisi tentang proses produksi mulai dari material
(bahan baku) sampai dengan produk jadi dengan menggambarkan diagram alir
5
proses produksi (flow process) yang bersifat kualitatif. Di dalamnya juga berisi
pemilihan teknologi rancangan proses, kondisi operasi, rancangan reaktor,
kolom distilasi, absorber, crystalizer, jenis pompa, tangki penampungan dan lain
sebagainya.Penjelasan tambahan dalam bab ini berisianalisis hal-hal yang terkait
dengan interaksi antara peralatan dengan material (misal machine setting,
kecepatan, temperatur, tekanan) selama proses dan bagaimana mengatasinya,
serta mengapa perlu diadakan proses-proses atau pengerjaan-pengerjaan
tersebut.
Spesifikasi bahan, berisi persyaratan bahan (kemurnian, komposisi, zat,
pengotor), sifat-sifatnya yang diperlukan untuk perancangan pabrik kimia dan
harganya dicantumkan secara terperinci. Bahan ini meliputi bahan dasar dan
pembantu, produk utama dan produk samping, dan juga produk antara (jika
diperlukan).
BAB II NERACA MASSA DAN ENERGI
Neraca massadisusun sebagai berikut:
a) Satuan dalam kg/jam (untuk proses kontinyu) atau dalam kg/batch
(untuk proses batch),
b) Untuk proses batch, dicantumkan waktu siklus dalam jam,
c) Disusun untuk seluruh sistem (overall) dan tiap alat,
d) Nomor arus dicantumkan pada setiap neraca massa yang dibuat untuk
setiap alat.
e) Perlu ditambahkan neraca massa overall makroskopis.
Neraca panas dibuat dengan memperhatikan:
a) Suhu dasar (referensi) untuk penetapan entalpi adalah 0 oC, atau suhu
lain yang dirasa lebih mendasar,
b) Satuan dalam kkal/jam,
c) Neraca untuk masing-masing alat,
d) Nomor arus dicantumkan. (terdiri atas nomor arus, tekanan, dan
temperatur)
6
BAB III SPESIFIKASI ALAT
Spesifikasi alat utama dan pendukung memuat:
a) Fungsi dan tugas alat secara kualitatif dan kuantitatif,
b) Pilihan alat yang dapat memenuhi syarat,
c) Kondisi operasi,
d) Ukuran alat dan/atau data penting mengenai alat-alat tersebut (dalam
satuan yang konsisten),
e) Bahan/material konstruksi alat,
f) Harga satuan,
g) Jumlah alat.
Utilitas meliputi air, steam, listrik, udara tekan, dan servis/pelayanan teknik lain
yang diperlukan (sistem refrigerasi, bahan bakar, unit pengolahan limbah, dll).
Pada bagian ini perlu diuraikan tentang:
a) Jenis keperluan beserta persyaratannya,
b) Jumlah keperluan,
c) Cara pengadaan,
d) Spesifikasi alat utilitas.
Utilitas juga membahas:
a) Estimasi kebutuhan air (proses, pendingin, air umpan boiler, domestic
uses) dan kebutuhan bahan kimia untuk pengolahan, udara, serta utilitas
khusus lain yang diperlukan (misal refrigerant).
b) Blok diagram proses pengolahan air dari bahan baku (raw water)
menjadi air pendingin, air proses, air minum, dan air umpan boiler
termasuk sistem cooling tower.
c) Sizing (shortcut) pada Water Treatment Plant.
d) Estimasi penentuan kebutuhan energi yang dikonversi menjadi
kebutuhan listrik, steam, dan bahan bakar.
e) Konsep pengelolaan limbah.
7
BAB IV LAYOUT PABRIK
Lokasi Pabrik (Plant Location), bab ini berisi tentang pertimbangan pemilihan
lokasipabrik yang akan didirikan. Beberapa hal yang perlu mendapat perhatian
dalampenentuan lokasi pabrik, antara lain meliputi kemudahan transportasi,
pemasaran, ketersediaan bahan baku/pembantu, tenaga kerja, kondisi iklim,
lingkungan danmasyarakat, kebutuhan tanah dan pengembangannya, sumber air,
listrik, peraturanpemerintah/daerah, dan pertimbangan lain yang mendukung
dipilihnya suatu lokasi pabrik.
Tata Letak Pabrik (Plant Layout), bagian ini berisi tentang pertimbangan
rencana pengaturan tata letak unit atau bagian atau departemen yang ada pada
suatu pabriksesuai dengan luas area yang dibutuhkan dan luas tanah yang
tersedia. Pengaturan tata letak pabrik antara lain meliputi rencana pengaturan
ruang perkantoran, produksi,gudang, taman, parkir, unit-unit utilitas,
pengolahan limbah dan lain-lain. Disampingpenjelasan secara detail masing-
masing bagian, pengaturan tata letak pabrik harusdilengkapi dengan gambar
atau skema layout pabrik yang dibuat dengan skala dan dicantumkan skala serta
keterangan gambarnya.
Tata letak Mesin/Alat Proses (Machines Layout), pada bagian ini berisi
tentang pertimbangan rencana susunan atau pengaturan tata letak
mesin/peralatan proses pada unit produksi. Pertimbangan pada pengaturan tata
letak peralatan proses disesuaikandengan rencana produk yang dibuat (bath atau
continous process), yang meliputidimensi mesin (alat), ruang antar mesin,
kemudahan pemeliharaan, pengaturan material dan lain sebagainya. Penyusunan
tata letak pabrik mesin harus dilengkapidengan gambar atau skema layout
mesin/proses yang dibuat dengan skala dan dicantumkan skala serta keterangan
gambarnya.
Diagram Alir Proses dan Material, bagian ini berisi tentang rencana
penyusunan diagram alir proses dan material yang terdapat pada unit produksi.
Uraian pada bab ini didasarkan pada uraian proses (flow process) dan analisis
perhitungan bahan (material) pada bab sebelumnya. Penyusunan digram alir
8
proses dan material harus dilengkapi dengan data kuantitatif(tekanan,
temperatur, waktu, jumlah bahan dan sebagainya) pada setiap tahapanproses.
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN
Manajemen Perusahaan, bagian ini berisi tentang kelengkapan bentuk struktur
organisasi perusahaan beserta wewenang dan tanggung jawab masing-masing
bagian,analisis dan perhitungan jumlah karyawan yang dibutuhkan setiap bagian
sesuai dengan beban kerja (work load), penggolongan gaji, pengaturan jam
kerja, sertafasilitas dan hak karyawan.
Secara umum bagian ini menyajikan:
a) Diagram organisasi
b) Perincian tugas, jumlah, dan kualifikasi karyawan/pegawai,
c) Penggolongan gaji,
d) Penggiliran tugas.
Evaluasi Ekonomi, bagian ini berisi tentang analisis keuangan (finansial)
untuk pendirian suatu pabrik beserta kelengkapannya dan analisis kelayakan
ekonominya. Analisis keuangan meliputi capital investment (fixed dan working
capital), manufacturing cost (direct dan indirect manufacturing cost, dan fixed
manufacturing cost), serta general expense, total cost dan lain sebagainya.
Sedangkan analisis kelayakan eknomi meliputi perhitungan persent return of
invesment (ROI) yang dihitung sebelum dan sesudah pajak, pay out time (POT),
break even point (BEP), shut down point (SDP) dan discounted cash flow
(DCF).
BAB V KESIMPULAN
Kesimpulan menjelaskan rangkuman yang padat dari seluruh proses Tugas
Perancangan Pabrik Kimia, mulai dari spesifikasi produk, proses, dan evaluasi
ekonomi. Dalam pembuatan kesimpulan perlu diperhatikan bahwa aspek mana
yang benar-benar perlu mendapat penekanan (disoroti), sehingga dalam hal ini
mungkin saja tugas pra rancangan tidak layak untuk ditindak lanjuti, yang bukan
berarti bahwa Tugas Akhir yang dibuat gagal.
9
c. Bagian akhir Tugas Perancangan Pabrik Kimia terdiri dari:
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisi pustaka atau referensi yang diacu dalam tugas akhir Tugas
Perancangan Pabrik Kimia. Cara penulisan acuan (kutipan) ataupun daftar
pustaka disesuaikan aturan umum yang dipakai.
LAMPIRAN
Lampiran memuat hal-hal yang secara keseluruhan tidak dijelaskan dalam isi
laporan Tugas Perancangan Pabrik Kimia. Lampiran antara lain memuat
keterangan:
Perhitungan-perhitungan detail tentang proses perancangan
a) Perhitungan neraca massa dan energi
b) Perhitungan salah satu alat yang dibuat detail (misalnya reaktor, alat
distilasi, dll)
c) Perhitungan alat lainnya (semua alat).
Data, tabel, grafik penunjang, dan lain-lain yang dianggap perlu
Kartu hasil bimbingan Tugas Perancangan Pabrik Kimia
VI. Ujian Tugas Perancangan Pabrik Kimia
a. Mahasiswa dapat mengajukan ujian Tugas Perancangan Pabrik Kimiaapabila
telah melakukan pembimbingan minimal 12 kali dan telah mendapat persetujuan
dari dosen pembimbing
b. Ujian sidang Tugas Perancangan Pabrik Kimia dilakukan secara kelompok.
c. Tim penguji terdiri dari 2 (dua) orang dosen, yaitu satu orang dosen
pembimbing dan satu orang dosen penguji.
d. Apabila anggota tim penguji yang telah ditetapkan oleh Prodi berhalangan hadir,
baik dengan atau tanpa pemberitahuan, Prodi dapat menunjuk dosen lain sebagai
penguji pengganti.
e. Ujian dilaksanakan sesuai jadwal yang ditetapkan oleh Prodi.
f. Ujian Perancangan Pabrik Kimia terdiri dari:
1. Seminar kemajuan : 15%
2. Ujian Akhir : 85%
g. Hasil ujian dinyatakan dalam 3 (tiga) kriteria, yaitu:
10
1. Lulus
2. Lulus dengan perbaikan, dan
3. Tidak lulus
VII. Ketentuan-Ketentuan Lain Tugas Perancangan Pabrik Kimia
Beberapa ketentuan berikut harap diperhatikan selama melaksanaan Tugas Perancangan
Pabrik Kimia:
a. Mahasiswa yang dinyatakan Lulus atau Lulus dengan perbaikan diharuskan
meminta nomor inventarisasi laporan Tugas Perancangan Pabrik Kimia ke Prodi
sebelum laporan tersebut dijilid menjadi buku dengan warna cover oranye
(disesuaikan warna yang diberlakukan untuk Fakultas Teknik).
b. Laporan Tugas Perancangan Pabrik Kimia dibuat dalam bentuk hardcopy (dijilid)
dan dalam bentuk softcopy (format dalam 1 file acrobat pdf) untuk arsip prodi
dan fakultas (perpustakaan).
c. Hal-hal lain diluar ketentuan ini dapat dikonsultasikan dengan dosen
pembimbing.
11
LAMPIRAN
Contoh Halaman Judul Tugas Akhir
TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
JUDUL TUGAS PERANCANGAN
PABRIK KIMIA
dengan Proses (jika ada) ..................
KAPASITAS ......................................
Oleh:
Nama : ________ NIM : ________
Nama : ________ NIM : ________
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
<TAHUN>
Font 16
Font 24
Font 14
6 cm x 6 cm
Font 12
Font 14
Font 14
12
Format Lembar Pengesahan Pembimbing TA
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING
< JUDUL TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA>
NAMA MAHASISWA 1 (NIM)
NAMA MAHASISWA 2 (NIM)
Semarang, ____________
Pembimbing,
Nama Dosen Pembimbing
NIP.
13
Format Lembar Pengesahan Penguji TA
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI
< JUDUL TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA>
Nama Mahasiswa (NIM)
Nama Mahasiswa (NIM)
Telah Dipertahankan di Depan Sidang Penguji sebagai Salah Satu Syarat
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Kimia
Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang
Semarang, ____________
Tim Penguji,
<Nama Lengkap>____________
Pembimbing
<Nama Lengkap> ____________
Penguji I
<Nama Lengkap> ____________
Penguji II
Mengetahui:
Ketua Program Studi Teknik Kimia
Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang
_____________________________
14
Contoh PEFD