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