PRARANCANGAN PABRIK SELULOSA ASETAT DARI COTTON DAN ASETAT ANHIDRID DENGAN KAPASITAS 6.000 TON / TAHUN

SYABILLA MUJAHIDAH, Wiratni, S.T., M.T., Ph.D.

2013 | Skripsi | TEKNIK KIMIA

Selulosa asetat merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai pembuatan pakaian dan keperluan kain pada rumah tangga. Selain itu juga digunakan sebagai bahan untuk pembutaan benang tenunan dalam industri tekstil, sebagai filter pada rokok, bahan untuk lembaran-lembaran plastik, film, dan juga cat. Pembuatan selulosa asetat dari cotton dan asetat anhidrid berlangsung dalam beberapa tahap reaksi. Mula-mula cotton (selulosa) dan asetat anhidrid bereaksi menjadi selulosa asetat dan asam asetat di dalam reaktor batch berpengaduk dengan katalis asam sulfat. Reaksi ini berlangsung pada suhu 45°C dan tekanan 1 atm. Reaksi selanjutnya terjadi di dalam hidroliser dengan suhu 50°C dan tekanan 1 atm, yaitu penambahan sejumlah air yang dimasukkan dalam bentuk larutan asam asetat dengan konsentrasi rendah. Larutan tersebut ditambahkan untuk menghentikan reaksi asetilasi dan memulai proses hidrolisis. Setelah itu dilanjutkan dengan proses netralisasi katalis asam sulfat yang masih tersisa dalam campuran selulosa asetat primer dari unit asetilasi dengan menggunakan natrium asetat. Selanjutnya dilakukan tahap pemurnian selulosa asetat dari pengotor-pengotor dan pengeringan flake selulosa asetat. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas 6.000 ton/tahun. Produk selulosa asetat dengan kemurnian 99 % diproduksi dari cotton sebanyak 3375,5 ton/tahun dan asetat anhidrid sebanyak 7087,61 ton/tahun. Kebutuhan utilitas meliputi air sebanyak 202.151,58 ton/tahun; steam sebanyak 55.022,77 ton/tahun; fuel oil sebanyak 8.912,36 ton/tahun; dan listrik dengan daya 938,71 kW. Pabrik ini direncanakan untuk didirikan di Kota Jepara, Propinsi Jawa Tengah dengan luas tanah 3 Ha. Total karyawan yang dibutuhkan ialah sebanyak 187 orang. Dari perhitungan hasil evaluasi ekonomi diperoleh parameter sebagai berikut: Fixed Capital Investment (FCI) sebesar Rp 51.729.789.281 dan US$ 9.474.818; Working Capital (WC) sebesar Rp 18.518.798.394 dan US$ 5.342.414; Keuntungan sebelum pajak Rp 46.282.565.253; Keuntungan setelah pajak Rp 23.141.282.626; Return On Investment before taxes = 31,60%; Return On Investment after taxes = 15,80%; Pay Out Time before taxes = 2,40 tahun; Pay Out Time after taxes = 3,88 tahun; Break Even Point (BEP) = 45,72%; Shut Down Point (SDP) = 23,39%, Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) = 21,97% . Berdasarkan data-data di atas, Pabrik Selulosa Asetat dari Cotton dan Asetat Anhidrid dengan kapasitas 6.000 ton/tahun menarik untuk dikaji lebih lanjut.

Cellulose acetate is an ingredient that can be used as the manufacture of clothing and fabric at household purposes. It is also used as the material for the woven threads in the textile industry, as a filter on a cigarette, material for plastic sheets, films, and also paints. Manufacture of cotton from cellulose acetate and acetic anhydride takes place in several reaction stages. At first, cotton (cellulose) and acetic anhydride react to produce cellulose acetate and acetic acid in a batch stirred tank reactor with sulfuric acid as catalyst. This reaction takes place at temperature of 45° C and pressure of 1 atm. Next, reaction occurs in a hidroliser with temperature of 50° C and pressure of 1 atm, which is the addition of water are included in the form of acetic acid solution with a low concentration. The solution is added to stop the acetylation reaction and begin the process of hydrolysis. This is followed by the neutralization of sulfuric acid catalyst remaining in the mixture of primary cellulose acetate from acetylation unit using sodium acetate. Then, the purification step of cellulose acetate from the impurities and the drying of cellulose acetate flake are done. The plant is designed with a capacity of 6,000 tons/year. Products of cellulose acetate with a purity of 99% is produced from cotton as much as 3,375.5 tons/year and acetic anhydride as much as 7,087.61 tons/year. Utilities includes water as much as 202,151.58 tons/year; steam as much as 55,022.77 tons/year; fuel oil as much as 8,912.36 tons/year, and 938.71 kW electrical power. The plant is planned to be established in the City of Jepara, Central Java Province, with an area of 3 hectares. Total employees are needed as much as 187 people. The calculation results the economic evaluation parameters obtained as follows: Fixed Capital Investment (FCI) of Rp 51,729,789,281 and U.S. $ 9,474,818; Working Capital (WC) of Rp 18,518,798,394 and U.S. $ 5,342,414; Profit before tax of USD 46,282,565,253; Profit after tax of Rp 23,141,282,626; Return on Investment (ROI) before taxes = 31.60%, Return on Investment after taxes = 15.80%; Pay Out Time (POT) before taxes = 2.40 years; Pay Out Time after taxes = 3.88 years; Break Even Point (BEP) = 45.72%; Shut Down Point (SDP) = 23.39%, Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) = 21.97%. Based on the data above, Plant of Cellulose Acetate from Cotton and Acetic anhydride with a capacity of 6,000 tons/year is interesting for further studies.

Kata Kunci : Selulosa asetat, cotton, asetat anhidrid