Upload
lenga
View
257
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
1. Akhadiyah Nur F. 2311 030 045
2. Elly Yonara 2311 030 067
Dosen Pembimbing:
Prof. Dr. Ir. Suprapto, DEA
Pabrik Silika dari Abu Ampas Tebu
Dengan Proses Presipitasi
SiO2
Latar Belakang
Abu ampas tebu
yang cukup
melimpah
Kandungan Silika
dalam abu ampas
tebu sebesar 70,97 %
Industri
silika
memiliki
prospek
yang cerah
di masa
mendatang
Perkembangan
bentuk partikel
silika dalam
ukuran kecil
sehingga
memiliki sifat
yang berbeda
dan dapat
meningkatkan
kualitas
SILIKA
PRESIPITASI
Di Indonesia
silika biasa
banyak
dihasilkan
melalui proses
penambangan
pasir kuarsa
KEGUNAAN SILIKA
SILIKA
Industri Glass
Bahan Baku keramik
Bahan Baku pembuatan Beton
Bahan tambahan Kosmetik
Bahan Tambahan
industri Kertas
Industri farmasi
Industri semen
Dessicant
Absorbent
ALASAN PEMILIHAN BAHAN BAKU
Senyawa Jumlah (%)
SiO2 70,97
Al2O3 8,55
Fe2O3 3,61
CaO 6,50
MgO 2,83
K2O 1,77
P2O5 0,78
MnO 0,18
Kandungan silika pada abu ampas tebu sebesar 70,97 %
Meningkatkan nilai ekonomi dari abu ampas tebu yang melimpah di indonesia yang kurang dimanfaatkan oleh industri kimia sebagai bahan baku pembuatan
silika
Memenuhi kebutuhan silika presipitasi dari dalam maupun luar negeri
( Govinrajan, 2011 )
LOKASI PENDIRIAN PABRIK
KEDIRI
Orientasi Bahan Baku
Abu Ampas tebu didapat dari
PG Kebon Agung, PG Krebet
Baru, PG Krebet Baru II, PG
Pesantren Baru, PG Ngadirejo,
PG Merican, PG Watu Tulis,
PG Candi, PG Krembung, dan
PG Tulangan
ALASAN PEMILIHAN LOKASI
Kemudahan stok bahan baku
Kemudahan transportasi darat
Data Impor, Ekspor, dan Produksi Silika di Indonesia
(Statistik Pusat Perdagangan Luar Negeri Indonesia, Vol 1)
Tahun Impor
(ton)/tahun
Ekspor
(ton)/tahun
Produksi
(ton)/tahun
2009 1.179,833 6.87,757 129.991.3
2010 1.355,893 9.23,526 151.175,43
2011 1.599,291 9.72,538 167.991,26
Penentuan Kapasitas Produksi
Perkiraan Kapasitas
Pabrik
kebutuhan SiO2 tahun 2018 = (Impor + Produksi) – Ekspor
= (903704,4 + 105993437,282) - 572973
= 106324168,282 kg/tahun
= 106.324,168 ton/tahun
Kapasitas Produksi = 20% x 106.324,168
= 21264,83 ton/tahun
DEFINISI SILIKA PRESIPITASI
Silika presipitasi atau particulate silika, terbentuk baik dari fase uap maupun dari presipitasi larutan. Silika presipitasi dalam bentuk powder atau bubuk memiliki struktur yang lebih terbuka dengan volume pori yang lebih tinggi daripada silika gel dalam bentuk yang sama. Silika dapat dipresipitasi dari larutan natrium silikat dengan menggunakan konsentrasi yang lebih rendah daripada dalam pembuatan gel
SIFAT FISIK KIMIA SILIKA PRESIPITASI
Sifat Fisika : - Bentuk : powder - Warna : putih - Water absorption value : 250 % min - Oil absorption value : 225 % min - Moisture : ± 1 % pada suhu 110 oC - pH dari 5 % slurry : 7 ± 0,3 - kandungan silika : ± 99 % - Surface area : 170 m2/g - Spesific gravity : 1,92 m/s2
Sifat Kimia : - Silika presipitasi bersifat hidrofilik dan hidrofobik.
Uraian Proses..
mereaksikan Na2O.SiO2 dengan H2SO4 dengan menambahkannya ke dalam reaktor yang berisi air secara simultan. Pada proses ini menggunakan NaCl
yang berfungsi sebagai koagulan. Suhu operasi yang digunakan pada adalah 95-100oC, Surface area produk sebesar 450 m2/g
Proses Aldcroft
NaCl
Na2O.SiO2 + H2SO4 SiO2 + Na2SO4 + H2O
menambahkan Na2O.SiO2 ke dalam reaktor yang berisi air, pada suhu operasi 90oC, baru ditambahkan H2SO4. Pada proses chevallier, tidak ada penambahan
koagulan. Surface area produk sebesar 200 m2/g
Proses Chevallier
Na2O.SiO2 + H2SO4 SiO2 + Na2SO4 + H2O
(US Patent)
Uraian Proses..
menambahkan Na2O.SiO2 ke dalam reaktor yang berisi air dan menjaganya sampai suhu tertentu (85oC), kemudian menambahkan natrium silikat dan H2SO4 secara simultan. Pada proses esch, tidak ada penambahan koagulan.
Surface area produk sebesar 45 m2/g
Proses Esch
Na2O.SiO2 + H2SO4 SiO2 + Na2SO4 + H2O
(US Patent 5484581)
Perbandingan Proses
(US patent)
Parameter Aldcroft Chevallier Esch
Produksi
- Surface
Area
produk
(CTAB)
450 m2/g 200 m2/g 45
m2/g
Bahan baku + NaCl - -
Suhu
Operasi 95 - 100 oC 90 oC 85 oC
Surface Area lebih besar sehingga produk yang dihasilkan juga lebih
baik, waktu berlangsung selama 2 jam energi
yang dibutuhkan tidak terlalu besar
Pada proses ini dapat terbentuk gel Pada proses esch waktu yang
dibutuhkan presipitasi silika sangat lama sehingga energi yang
dibutuhkan juga besar
SELEKSI PROSES
Proses Aldcroft lebih baik dibandingkan proses-proses
yang lain, dikarenakan :
1. Surface Area produk lebih besar ( 450 m2/g )
2. Energi yang dibutuhkan dalam proses ini juga tidak
terlalu besar.
3.Sementara penambahan NaCl tidak akan terlalu
berpengaruh pada biaya produksi karena harganya
cukup ekonomis.
Blok diagram proses terpilih
Filtrat
ekstraksi
REAKTOR
(95-100oC)
NaCl
FILTRASI
SPRAY DRYER (Pengeringan)
MILL
(Penumbukan dan pengaturan ukuran
partikel)
SiO2
(Slurry didinginkan)
Cake (Slurry)
Natrium Silikat
PRODUKSI SiO2 Tempat Penampungan
Limbah
Abu ampas tebu
NaOH Residu
H2SO4
(liq)
Flowsheet
Flowsheet
Neraca Massa
ALAT MASUK
( KG)
KELUAR
(KG)
Tangki Pembuatan NaOH 364,062 364,062
Tangki Pencampuran
NaOH dan abu ampas
tebu
452747,5032 452747,5032
Reaktor 1 452747,5032 452747,5032
Tangki Pelarutan NaCl 84820,01056 84820,01056
Tangki Pengenceran
H2SO4 21033,30211 21033,30211
Reaktor 2 600484,7979 600484,7979
Tangki penampung slurry 600484,7979 600484,7979
RVF 624330,639 624330,639
Spray Dryer 83094,90826 83094,90826
Ball Mill 64959,08018 64959,08018
Screen 64959,08018 64959,08018
Storage 64959,08018 64959,08018
Neraca Panas
ALAT MASUK
( kkal)
KELUAR
(kkal)
Heater Reaktor 1 32190154 32190154
Reaktor 1 23259781,81 23259781,81
Heater NaCl 4734926,668 4734926,668
Heater asam Sulfat 1234383,855 1234383,855
Reaktor 2 70933298,02 70933298,02
Tangki penampung Slurry 35786905 35786905
RVF 10623054 10623054
Air Heater 793147,6761 793147,6761
Spray Dryer 1612552,74 1612552,74
Ball Mill 849160,32 849160,32
Screen 200159,218 200159,218
Spesifikasi Alat
POMPA
• Jenis Pompa = Centrifugal Pump
• Jumlah = 1 buah
• Rate volumetrik = 73,52 gpm
• Bahan Kontruksi = Commersial steel
• Power pompa = 2 hp
Reaktor 1
• Tipe = mixed flow
• Bentuk = silinder vertical dengan tutup dan dasar “ Flanged & Dished head”
• Volume tangki = 73,6416 ft3
• Volume liquid = 58,9132 ft3/jam
• Diameter Tangki = 134 in
• Tinggi tangki = 198 in
• Tebal Tangki = 0,25 in
• Tebal Tutup Atas = 0,292 in
• Tebal Tutup Bawah = 0,292 in
• Jenis Las = Double welded butt joint
• Bahan Kontruksi = Carbon Stell
• Tipe pengaduk = Propeller dengan 4 buah baffle
• Jumlah pengaduk = 1
• Diameter Pengaduk = 3 ft
• Putaran Pengaduk = 30 rpm
• Power Motor = 0,846 Hp
Tangki Pencampuran Natrium Hidroksida dan Abu Ampas tebu
• Kapasitas = 584,053566 ft3
• Diameter Tangki = 7,56 ft
• Tinggi tangki = 9,072 ft
• Tebal Tutup Atas = 1,9969 in
• Tebal tutup bwah = 1,9969 in
• Tinggi tutup atas = 1,0301 ft
• Tinggi tutup bawah = 1,0301 ft
• Jenis Las = Double welded butt joint
• Bahan kontruksi = Carbon steel
Utilitas
No. Air yang digunakan Kebutuhan Air
(m³/hari)
1. Air Sanitasi 41,25
2. Air Pendingin 286,15
3. Air Umpan Boiler 90,4
4. Air Proses 317
5. Air Make Up 23,34
Total 758,14
Kesehatan dan Keselamatan kerja
Area Unit Penanganan
Pengolahan Awal
Tangki H2SO4
• Dipasang rambu peringatan daerah berbahaya
• Dilakukan pengecekan berkala • pemasangan tangga dan pegangan
Proses Utama Reaktor
• Dipasang rambu tanda bahaya • pemasangan tangga dan pegangan • Setiap pembersihan reaktor harus ditest
tekanan dan teperatur untuk mencegah over stressing.
• dipasang temperature control
Tahap akhir Ball Mill • Pemasangan tangga dan pegangannya • Dipasang rambu peringatan berbahaya
Kesehatan dan Keselamatan kerja
Pengendalian proses dan Instrumentasi
No Nama Alat Kode Alat Instrumentasi
1. Reaktor 2 R-210 Pressure Indicator (PI)
Temperatur Controller (TC)
2. Tangki Penampung F-116
F-212
F-221
Level Indicator (LI)
3. Reaktor 1 R-110 Temperatur Controller (TC)
4. Spray Dryer B-310 Temperatur Controller (TC)
Limbah Pabrik Silika
Limbah Padat = Komponen Sisa Abu
Ampas Tebu
Limbah Cair = H2SO4 , Na2SO4, NaCl
Limbah Gas = Debu Cyclone
Kesimpulan
1. Pabrik Silika ini direncanakan beroperasi secara batch-kontinyu selama 330 hari operasi/tahun dan 24 jam/hari.
2. Kapasitas pabrik ini sebesar 64.439 kg /hari. 3. Bahan baku yang utama diperlukan ialah sebesar 91.015,5 kg/hari abu
ampas tebu. 4. Bahan pembantu pada pabrik Silika ini terdiri dari : NaOH = 364.062 kg/hari H2SO4 = 21033,30 kg/hari Na2O.3,3SiO2 = 425629,2 kg/hari NaCl = 84.820,01 kg/hari 5. Kebutuhan utilitas pada pabrik Silika ini sebagian besar berasal dari air
(water treatment) yang digunakan untuk : Air sanitasi = 20,24 m3/hari Air pendingin = 286,15 m3/hari Air umpan boiler = 275,365 m3/hari Air proses = 427,70 m3/hari Make up water = 35,073 m3/hari 944,522 m3/hari
TERIMA
KASIH