Desain Pabrik Sodium Bikarbonat Pharmaceutical Grade Dengan Metode Karbonasi Sodium Karbonat

Prabantari, Laura Raditya and Harahap, Fachriza Ammar (2024) Desain Pabrik Sodium Bikarbonat Pharmaceutical Grade Dengan Metode Karbonasi Sodium Karbonat. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5008201052_5008201186-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Natrium bikarbonat adalah senyawa kimia dengan rumus NaHCO3, yang memiliki banyak kegunaan dan aplikasi di berbagai industri antara lain industri pakan, makanan, farmasi, kimia, flue gas treatment, dan lainnya. Melalui manfaatnya yang sangat besar dan luas dapat dipastikan kebutuhan akan natrium bikarbonat akan terus meningkat. Natrium bikarbonat paling banyak saat ini dihasilkan sebagai feed grade, namun kebutuhan produk NaHCO3 pharmaceutical grade menjadi salah satu yang terbesar. Salah satu pemanfaatan NaHCO3 pharmaceutical grade adalah untuk hemodialisis untuk penderita gagal ginjal. Jawa Timur merupakan salah satu provinsi yang melakukan impor dengan jumlah 10,2% dari kebutuhan natrium bikarbonat nasional.
Berdasarkan pertimbangan perkiraan jumlah penderita gagal ginjal serta kebutuhan natrium bikarbonat sebagai salah satu komponen cairan dialisat dipilih kapasitas produksi sebesar 15.000 ton/tahun untuk memenuhi kebutuhan natrium bikarbonat pharmaceutical-grade khusunya daerah Jawa Timur, Indonesia. Untuk memenuhi kapasitas tahunan, pabrik akan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun, dengan asumsi 35 hari merupakan tahap maintenance rutin untuk memastikan kondisi optimum alat-alat yang beroperasi. Pabrik akan beroperasi pada tahun 2028 dengan masa konstruksi selama 2 tahun.
Pabrik natrium bikarbonat didirikan di Gresik dengan menggunakan proses karbonasi natrium karbonat dengan pertimbangan kondisi operasi, aspek teknis, dan ekonominya. Bahan baku yang digunakan pada proses produksi natrium bikarbonat adalah natrium karbonat, yang diperoleh melalui impor dari Tangshan Sanyou Group Co., Ltd yang berlokasi di China. Selain itu, gas karbondioksida yang diperoleh dari PT Petrokimia Gresik.
Metode produksi sodium bikarbonat yang digunakan pada pabrik ini adalah proses karbonasi dengan alasan hasil kemurnian produk yang tinggi, menggunakan suhu dan tekanan operasi rendah, serta dampak pada lingkungan yang lebih baik dibandingkan dengan metode lainnya. Pada proses ini larutan natrium karbonat yang sudah dibersihkan oleh rotary vacuum filter dari impurities tidak terlarut dimasukkan ke dalam bubble column reactor dengan aliran counter current terhadap gas CO2 pada tekanan 1,2 dan suhu 60 °C. Proses ini akan menghasilkan produk larutan natrium bikarbonat hamper jenuh. Selanjutnya, dilakukan proses kristalisasi menggu8nakan crystallizer pada larutan tersebut untuk membentuk kristal-kristal natrium bikarbonat. Kristal natrium bikarbonat dipisahkan dari mother liquor dengan alat rotary drum vacum filter. Natrium bikarbonat dalam bentuk cake basah akan dimasukkan ke dalam rotary dryer untuk diturunkan kadar airnya menjadi 0,01%. Agar memperoleh spesifikasi yang diinginkan, maka produk akan dikecilkan di alat ball mill. Output dari ball akan diteruskan ke alat yang memisahkan produk sesuai ukuran spesifikasi yaitu screen, untuk ukuran yang tidak sesuai 2spesifikasi akan masuk kembali ke ball mill. Produk yang telah sesuai ukurannya kemudian akan disimpan dan siap dipasarkan.
Untuk mengetahui kelayakan pra desain pabrik ini, dilakukan analisa ekonomi yang meliputi perhitungan Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Pay Out Time (POT), dan Analisa Sensitivitas terhadap IRR. Berdasarkan hasil perhitungan, NPV yang diperoleh sebesar Rp541.524.918.479. Nilai menunjukkan hasil positif, atau NPV > 0 artinya Pabrik Natrium Bikarbonat ini dapat dikatakan layak untuk didirikan. IRR yang diperoleh sebesar 44,47% per tahun. Nilai IRR yang diperoleh lebih besar daripada bunga pinjaman modal pada bank, yaitu sebesar 5,75% per tahun. Sedangkan POT, atau waktu pengembalian modal minimum yang didapatkan dari perhitungan adalah 3,77 tahun atau tahun ke-3 bulan ke-9 dengan perkiraan umur pabrik 10 tahun. Pada analisa sensitivitas terhadap IRR, penambahan dan pengurangan bahan baku, harga produk, dan plant cost hingga 10% secara garis besar menghasilkan IRR yang masih lebih besar daripada bunga bank. Oleh karena itu, dari analisa yang telah dilakukan, Pra Desain Pabrik Natrium Bikarbonat dengan Proses Karbonasi layak untuk didirikan.
=============================================================
Sodium bicarbonate is a chemical compound with the formula NaHCO3, which has many uses and applications in various industries including the feed, food, pharmaceutical, chemical, flue gas treatment, and others. Through its enormous and extensive benefits, it is certain that the need for sodium bicarbonate will continue to increase. Most sodium bicarbonate is currently produced as feed grade, but the need for pharmaceutical grade NaHCO3 products is one of the largest. One of the utilization of pharmaceutical grade NaHCO3 is for hemodialysis for patients with kidney failure. East Java is one of the provinces that imports 10.2% of the national sodium bicarbonate requirement.
Based on consideration of the estimated number of patients with kidney failure and the need for sodium bicarbonate as a component of dialysate fluid, a production capacity of 15,000 tons/year was selected to meet the needs of pharmaceutical-grade sodium bicarbonate, especially in East Java, Indonesia. To meet the annual capacity, the plant will operate continuously for 330 days/year, assuming 35 days is a routine maintenance stage to ensure the optimum condition of the operating equipment. The plant will be operational in 2028 with a construction period of 2 years.
The sodium bicarbonate plant was established in Gresik using the sodium carbonate carbonation process with consideration of operating conditions, technical aspects, and economics. The raw material used in the sodium bicarbonate production process is sodium carbonate, which is obtained through imports from Tangshan Sanyou Group Co., Ltd. located in China. In addition, carbon dioxide gas is obtained from PT Petrokimia Gresik.
The sodium bicarbonate production method used in this plant is the carbonation process due to its high product purity, low operating temperature and pressure, and better environmental impact compared to other methods. In this process, the sodium carbonate solution that has been cleaned by a rotary vacuum filter from undissolved impurities is put into a bubble column reactor with counter current flow against CO2 gas at a pressure of 1.2 and a temperature of 60°C. This process will produce an almost saturated sodium bicarbonate solution. Next, the crystallization process is carried out using a crystallizer on the solution to form sodium bicarbonate crystals. Sodium bicarbonate crystals are separated from the mother liquor with a rotary drum vacuum filter. Sodium bicarbonate in the form of wet cake will be put into a rotary dryer to reduce the water content to 0.01%. In order to obtain the desired specifications, the product will be reduced in the ball mill. The output of the ball will be forwarded to a tool that separates the product according to the size specifications, namely the screen, for sizes that do not match the specifications will re-enter the ball mill. Products that have been sized accordingly will then be stored and ready for market.
To determine the feasibility of this pre-design plant, an economic analysis is carried out which includes the calculation of Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Pay Out Time (POT), and Sensitivity Analysis to IRR. Based on the calculation results, the NPV obtained was Rp541,524,918,479. The value shows positive results, or NPV> 0, meaning that this Sodium Bicarbonate Plant can be said to be feasible to establish. The IRR obtained was 44.47% per year. The IRR value obtained is greater than the interest on capital loans at the bank, which is 5.75% per year. While the POT, or minimum payback period obtained from the calculation is 3.77 years or year 3 month 9 with an estimated plant life of 10 years. In the sensitivity analysis of IRR, the addition and reduction of raw materials, product prices, and plant costs up to 10% generally results in an IRR that is still greater than interest. Therefore, from the analysis that has been done, the Design of Sodium Bicarbonate Plant with Carbonation Process is feasible to be established.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Karbonasi sodium karbonat, Natrium bikarbonat, Pharmaceutical grade, carbonated sodium carbonate, sodium bicarbonate, pharmaceutical grade
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Fachriza Ammar Harahap
Date Deposited:	02 Aug 2024 06:19
Last Modified:	02 Aug 2024 06:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111289

Actions (login required)

View Item