Prarancangan Pabrik Nitroselulosa Dari Selulosa Dan Asam Nitrat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun

Muhammad Rizal Utama, Sari Ayu Dwi Lestari, 2024, Prarancangan Pabrik Nitroselulosa dari Selulosa dan Asam Nitrat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun, Program Studi Sarjana Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Kebutuhan nitroselulosa di Indonesia masih dipenuhi dari luar negeri seperti China dan negara-negara di Eropa. Hal ini dapat menjadi peluang pendirian pabrik nitroselulosa di Indonesia. Nitroselulosa dengan kadar nitrogen tinggi diatas 12,75% (Propelant Nitro Cellulose-PNC) dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku peledak dan bahan bakar penggerak roket. Sedangkan, untuk nitroselulosa dengan kadar nitrogen rendah 10,5% - 12,75% (Industrial Nitro Cellulose-INC) dapat digunakan sebagai dasar bahan baku perekat dan pelapis. Pabrik nitroselulosa berkapasitas 10.000 ton/tahun didirikan di Kawasan Industri Kota Bukit Indah, Purwakarta, Jawa Barat.

Reaksi nitrasi antara selulosa dan asam nitrat berlangsung pada fase cair menggunakan katalis asam sulfat di reaktor alir tangka berpengaduk (R-101) pada suhu 40^oC dan tekanan 1 atm secara adiabatis. Konversi reaksi nitrasi sebesar 93% terhadap selulosa. Asam campuran yang terdiri dari asam nitrat, asam sulfat, dan air dicampur terlebih dahulu di mixer (M-101). Produk keluaran reaktor (R-101) akan dipisahkan dengan rotary drum vacuum filter (RDVF-101) untuk memisahkan padatan dari filtratnya. Padatan keluaran RDVF-101 akan dihaluskan dan diseragamkan ukurannya dengan menggunakan ball mill (BM-101) dan vibrating screen (VS-101) hingga mencapai ukuran padatan nitroselulosa 150 mesh. Filtrat keluaran RDVF-101 akan direcycle dengan menggunakan menara distilasi (MD-101) dan evaporator (EV-101). Menara distilasi (MD-101) digunakan untuk recycle asam nitrat, sedangkan evaporator (EV-101) digunakan untuk recycle asam sulfat.

Kebutuhan spesifik bahan baku selulosa sebesar 0,558 kg/kg produk, asam nitrat 0,921 kg/kg produk, dan asam sulfat 0,064 kg/kg produk. Unit utilitas menyediakan kebutuhan air, steam, listrik, udara tekan, dan bahan bakar. Air berasal dari sungai Citarum dengan kebutuhan 0,041 m³/kg produk. Kebutuhan spesifik steam 5,523 kg/kg produk, listrik 0,317 kW/kg produk, udara tekan 0,046 m³/kg produk. Bahan bakar untuk boiler sebesar 0,157 L/kg produk dan bahan bakar untuk generator sebesar 0,034 L/kg produk. Pabrik ini dilengkapi dengan laboratorium untuk menunjang kontrol mutu bahan baku dan produk.

Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas, dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja terdiri dari karyawan shift sebanyak 128 karyawan dan non-shift sebaganyak 69 karyawan. Hasil analisis ekonomi diperoleh ROROI (Rate of Return on Invesment) sebesar 46,71%, PBP (Pay Back Period) selama 2,14 tahun, DPBP (Discounted Cash Flow Rate of Return) sebesar 26,26%, dan DPBP (Discounted Pay Back Period) sebesar 2,39 tahun. BEP (Break Event Point) sebesar 54,87%, dan SDP (Shut Down Point) sebesar 32,34%. Berdasarkan analisis ekonomi, pabrik nitroselulosa layak dipertimbangan untuk didirikan.