PENGENALAN PABRIK INDUSTRI KAPUR D I S U S U N

Transkripsi

1 PENGENALAN PABRIK INDUSTRI KAPUR D I S U S U N OLEH ; 1. M. Agung Azhari ( ) 2. Moch Fariz Dimyati ( ) 3. Nova Rachmadona ( ) Dosen Pembimbing : Meilianti,S.T.,M.T. POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2013

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Industri kapur merupakan sebuah industri yang mengolah bahan olahan kapur menjadi berbagai jenis yang bisa digunakan dalam berbagai aspek, seperti halnya bangunan, alat tulis dan berbagai macam keperluan lainnya. Bahan baku yang digunakan dalam industri ini ialah batu kapur yang diperoleh dari pengendapan cangkang/rumah kerang dan siput, foraminifera atau ganggang, atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang. Batu kapur merupakan mineral alam yang dapat dikalsinasi menjadi kapur tohor/kalsium oksida, yang merupakan salah satu bahan bangunan yang penting. Bahan ini telah dipakai sejak zaman kuno. Di Indonesia kapur juga sudah dikenal lama sebagai bahan ikat, dalam pembuatan tembok, pilar dan sebagainya. Untuk bahan bangunan berdasarkan penggunaannya kapur dibagi menjadi dua jenis, yaitu kapur putih dan kapur aduk, yang dapat dijadikan dalam bentuk kapur tohor ataupun kapur padam. Batu Kapur dapat terjadi dengan beberapa cara yaitu secara organik secara mekanik atau secara kimia sebagian batu kapur dialam terjadi secara organik. Jenis ini berasal dari pengembangan cangkang atau rumah kerang dan siput. Untuk batu kapur yang terjadi secara mekanik sebetulnya bahannya tidak jauh beda dengan batu kapur secara organik yang membedakannya adalah terjadinya perombakan dari bahan batu kapur tersebut kemudian terbawa oleh arus dan biasanya diendapkan tidak jauh dari tempat semula. Sedangkan yang terjadi secara kimia jenis batu kapur yang terjadi dalam kondisi iklim dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut ataupun air tawar. Dalam kesempatan kali ini akan dibahas lebih lanjut mengenai industry olahan kapur dan proses pengolahan batu kapur sehingga menjadi bahan jadi.

3 1.2 Rumusan masalah Adapun rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah: 1. Bagaimana sifat fisik dan kimia dari bahan baku dan produk yang dihasilkan oleh industry kapur? 2. Pada proses, berapa data kuantitatif yang harus digunakan agar produk dihasilkan berkualitas baik? 3. Bagaimana klasifikasi proses dari pembentukan batu kapur? 4. Reaksi apa saja yang terjadi saat proses berlangsung? 5. Bagaimana uraian proses yang berlangsung selama pengolahan batu kapur dan jelaskan fungsi dari masing-masing alat yang ada pada uraian proses? 6. Apa saja kegunaan bahan olahan batu kapur? 1.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah: 1. Menginformasikan kepada pembaca mengenai industry kapur 2. Menjelaskan proses yang terjadi dalam pembentukan batu kapur 3. Menjelaskan uraian proses yang terjadi saat pengolahan berlangsung 4. Menjelaskan fungsi dari alat-alat dan symbol yang digunakan saat proses pengolahan

4 BAB II PEMBAHASAN 2.1 SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK A. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku Batuan Kapur Rumus Molekul : (CaCO 3 ) Sifat : padat, keras Ciri-ciri fisik : Putih kotor, keras, dan berongga kecil Komposisi Kimiawi : CaO, SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, MgO, Na 2 O H 2 O Berat molekul : 100,08 gr/mol Titik leleh : 2570 C Density : 3,32 gr/ml Titik didih : 2850 C Dapat larut dalam air dan asam Gas (CO 2 ) Berat molekul : 44, 0095 gr/mol Titik leleh : -57 C Density : 1,98 x 10-3 gr/ml Titik didih : -78 C Tidak Berwarna Air (H 2 O) Berat molekul : 18,0513gr/mol

5 Titik lebur : 0 C Density : 0,998 gr/ml Titik didih : 100 C Tidak Berwarna, tidak Berasa dan tidak berbau B. Sifat Fisika dan Kimia Produk Kapur (Ca(OH) 2 ) Putih atau sangat muda Berbentuk butiran halusan Sebagian besar terdiri dari kalsiat Larutan Ca(OH) 2 disebut air kapur dan merupakan basa dengan kekuatan sedang Larutan Ca(OH) 2 bereaksi hebat dengan berbagai asam, dan bereaksi dengan banyak logam dengan adanya air Larutan Ca(OH) 2 menjadi keruh bila dilewatkan karbon dioksida, karena mengendapnya kalsium karbonat. Berat jenis : 2,6 2,8 gr/cm DATA KUANTITATIF A. Proses quicklime Basis Batu kapur murni Batu bara Air B. Proses slakelime : 1 ton CaO : 1,87 ton : 0,3 ton : 0,242 ton Basis : 1 ton Ca(OH) 2 Quicklime murni : 0,787 ton Air : 0,242 ton

6 2.3 KLASIFIKASI PROSES A. Proses Klasinasi Batu Kapur menghasilkan Quicklime Bahan dasar kapur ialah batuan kapur. Batu kapur mengandung kalsium karbonat (CaCO 3 ). Pada prosesnya pada vertical shaft kiln, Karbon dioksida akan keluar pada bagian atas jika dipanaskan dengan suhu sekitar 980 o C sehingga tinggal kapurnya saja (CaO). Kalsium oksida ini biasa disebut dengan quicklime. B. Hidrasi Quicklime Kalsium oksida yang dihasilkan dari bahan dasar akan mengambang dan retak- retak, jika ditambahkan air. Selama proses ini, terjadi reaksi dan banyak panas yang dikeluarkan dimana produk yang dihasilkan adalah kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Secara teoritis air yang diperlukan hanya 32% dari berat kapur, namun tidak selalu sama persentasi jumlah air yang diperlukan. Hal ini karena memandang faktor pembakaran, jenis kapur yang digunakan dan sebagainya, sehingga kadang- kadang memerlukan 2 sampai 3 kali volume kapur. Proses ini disebut slaking atau slakelime atau hydrated lime yang artinya sama saja hidrasi Quiclime, dimana hasilnya adalah kalsium hidroksida. Bila kalsium hidroksida ini ditambah air akan menghasilkan mortel kapur. Mortel ini di udara terbuka menyerap karbon dioksida (CO2) yang akan bereaksi, sehingga menghasilkan CaCO 3 yang bersifat keras dan tidak larut dalam air. 2.4 REAKSI KIMIA Reaksi Kimia kapur tohor (slake lime) pada Vertikal Shaft Kiln CaCO3 CaO + CO2 (batu kapur) ( kapur tohor) (gas CO 2) Reaksi Kimia kapur padam (quick lime) pada Pug Mill CaO + H 2 O Ca(OH) 2 (kapur tohor) (uap air) (quick lime)

7 2.5 Uraian Proses dan Fungsi Alat yang Digunakan Diagram Alir Pembuatan Kapur pada Proses Kalsinasi dan Hidrasi Kapur

8 URAIAN PROSES Bahan baku berupa batuan kapur dengan ukuran bervariasi diumpan ke dalam pulverizer untuk dilakukannya penghancuran atau penyeragaman ukuran bongkahan batu kapur, hal ini dilakukan untuk memaksimalkan kinerja alat pada proses selanjutnya. Setelah ukuran batuan di seragamkan maka bongkahan batu kapur tersebut dimasukkan ke dalam Vertical shaft kiln, pada Vertical shaft klin terdapat tiga proses yang dilakukan pada bongkahan batu kapur tersebut. Yang pertama yaitu terjadi pada tahap Preheat Zone, dimana bongkahan batu kapur dilakukan pemanasan awal yang bertujuan untuk mendapatkan pemanasan yang rata pada bongkahan dimana akan berpengaruh pada kesempurnaan reaksi yang terjadi pada batu kapur, pemanasan ini berkisar pada suhu 800 o C. Setelah itu pada tahap selanjutnya Calcining, di sini bongkahan batu kapur yang sudah dilakukan pemanasan awal tadi dilakukan pembakaran dimana dilakukan pada suhu berkisar 980 o C dengan bantuan gas pembakar dari Flue gases, dan pada pembakaran ini terjadi penguraian batu kapur dari CaCO 3 menjadi CaO + CO 2,dimana proses reaksinya : CaCO 3 CaO + CO 2 (batu kapur) ( kapur tohor) (gas CO 2) CaO yang disebut kapur tohor akan dilakukan tahap cooling yaitu pendinginan pada suhu normal agar dapat dilakukan peprosesan di tahap selanjutnya, sedangkan gas CO 2 yang panas terlepas dari batu kapur dialirkan kembali untuk pemanasan pada tahapan Preheat Zone yang berada di atas tahapan Calcining, gas menguap keatas melewati bongkahan batu dan keluar melewati Exhaust gases, perjalanan gas CO 2 ini dilakukan untuk pengifisienan konsumsi energi pemanas pada alat. CaO yang telah dilakukan pendinginan pada cooling membentuk serbuk quicklime, dimana serbuk ini merupakan suatu produk tengah berupa kapur tohor. Kemudian CaO yang berupa kapur tohor dilakukan penghalusan pada Tube mill grinding, dan dilakukan pemisahan dari bahan atau zat pengotor lain yang tidak diperlukan pada proses selanjutnya. Untuk mendapatkan Ca(OH) 2 maka CaO harus dilakukan pereaksian dengan H 2 O yang terjadi pada Pug mill, CaO yang

9 halus direaksikan dengan H2O yang berupa Water Steam dimana akan menghasilkan Ca(OH) 2 dimana reaksinya adalah : CaO + H 2 O Ca(OH) 2 (kapur tohor) (uap air) (quick lime) Setelah didapat Ca(OH) 2 maka dilakukan pengeringan kembali dengan kondisi steam dan selanjutnya dilakukan pengayakan pada Screen classifier untuk menghasilkan slaked lime yang baik, apabila proses reaksi CaO dan H 2 O belum terjadi sempurna maka bahan akan di umpan kembali ke Pug Mill. FUNGSI ALAT Pulvirizer : menghancurkan batu kapur Vertical Shaft Kiln Terdiri dari 3 bagian yaitu: o Preheat : proses pemanasan pada batu kapur yang di telah hancur o Kalsinasi : proses pemisahan suatu senyawa dari batu kapur dengan

10 o Cooling Tube mill cara pembakaran (flue gases). : proses pendinginan setelah pembakaran : menghaluskan batu kapur manjadi lebih kecil Pug mill : menghaluskan dan memekatkan powdered quicklime dengan penambahan uap air Screen classifier : tempat pengayakan kapur pekat sehingga diperoleh kapur yang sempurna.

11 2.6 KEGUNAAN A. Kegunaan kapur tohor (CaO) antara lain: Pemurni gula Pemurni gas Dicampur dengan kokas (batubara atau minyak) untuk pembuatan karbit Dicampur dengan Fluorspar dan soda digunakan untuk industri logam Penyerap air dalam gas, minyak, dan bahan pelarut Untuk pupuk dan menetralkan tanah dari keasaman B. Kegunaan larutan kapur mati (Ca(OH) 2 ) antara lain: Pembuatan oksida Ethylen, perantara aktif untuk plastik dan deterjen Pelapis kertas yang mengkilap Dicampur dengan klorida untuk pembuatan larutan pembersih tekstil Pembuatan TCC untuk tapal gigi, kosmetik dan tablet Pemurni bijih logam dan pembuatan logam-logam bukan besi Campuran untuk cat dan vernis Mengekstrak manesisi dari air laut Pembuatan nicotine sintesis Pengisi dan pengembang karet dan kertas Dicampur dengan gas khlorit untuk pembuatan pupuk pembersih untuk pupuk pembunuh hama tanaman Pembuatan obat-obatan yang mengandung (Ca(OH) 2 Pembuatan soda kapur untuk penyerap gas

12 BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Kapur merupakan salah satu bahan yang memiliki banyak funsi di kehidupan manusia dalam bidang pembangunan, kesehatan, industri maupun yang lainnnya. Bahan ini telah dipakai sejak zaman kuno. Kualitas kapur tergantung pada bahan baku dan proses pemanasannya, kapur memiliki berbagai macam jenis yaitu : Kapur Tohor (CaO), yaitu hasil pembakaran batu alam yang komposisinya sebagian besar berupa kalsium karbonat. Kapur Padam (Ca(OH) 2 ), yaitu hasil pemadaman kapur tohor dengan air dan membentuk hidrat. Kapur Udara, yaitu kapur padam yang apabila diaduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras di udara karena pengikatan karbon diokasida. Kapur Hidrolisis, yaitu kapur padam yang apabila di aduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras baik didalam air atau di udara. Bahan baku pembuatan kapur adalah: Batu Kapur Gas (CO2) Air

13 DAFTAR PUSTAKA Dryden,CE Outlines of Chemical Technology. East West Press Couper, James R Chemical Process Equipment. Elsevier: USA Austin, George. Industri Proses Kimia Edisi 5 Jilid 1. Penerbit Erlangga. 1996

14 PERTANYAAN DAN JAWABAN 1. Mulyati Pertanyaan : Apabila Ca(OH) 2 bereaksi dengan asam apa yang terjadi? efektikah apabila digunakan sebagai bahan baku? Jelaskan Jawab : Ketika Ca(OH) 2 direaksikan dengan asam, maka produk yang didapat akan mengurangi kadar Ca(OH) 2 itu sendiri. Jika direaksikan dengan asam yang tergolong kuat, maka akan membentuk produk berbentuk garam. Sebagai contoh dalam hal ini yaitu sebagai berikut. Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 CaSO 4 + 2H 2 O sehingga hasil produk olahan batu kapur yang didapatkan kurang sempurna dan tidak efektif untuk digunakan karena sudah terbentuk produk sampingan lain dalam reaksi tersebut. 2. Bayu Fajri Pertanyaan : dalam proses pembakaran yang terjadi di dalam vertical shaft kiln, bahan bakar apakah yang lebih efektif digunakan? Untuk proses pengolahan batu kapur ini, berapakah suhu yang digunakan dalam proses pemanasan maupun pembakaran, apakah menggunakan suhu mencapai suhu titik leleh dari batu kapur itu sendiri? Jawab ; Pada proses ini bahan bakar yang lebih efektif untuk digunakan ialah batubara karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi walaupun berperingkat rendah dan dibandingkan bahan bakar lain, untuk sekarang, batubara lebih murah dari bahan bakar lainnya seperti minyak dan gas bumi. Pada proses Preheat Zone suhu yang digunakan adalah C. Pada proses ini tujuannya adalah untuk mendapatkan pemanasan yang rata pada bongkahan dimana akan berpengaruh pada kesempurnaan reaksi yang terjadi pada batu kapur. Sedangkan pada proses Calcining (pembakaran) suhu yang digunakan adalah C karena pada proses ini terjadi penguraian batu kapur dari CaCO 3 menjadi CaO + CO 2,dimana proses reaksinya : CaCO 3 CaO + CO 2 (batu kapur) ( kapur tohor) (gas CO 2)

15 3. Ahmad Banuaji Pertanyaan : apakah CO 2 yang dihasilkan dari proses pengolahan batu kapur dapat mencemari udara sekitar? Jelaskan Jawab : tentu tidak, CO 2 merupakan produk dari pembakaran sempurna, sehingga tidak bersifat radikal bebas yang dapat mencemari udara sekitar, dan juga CO 2 di sini dapat dimanfaatkan kembali dalam proses pembakaran di dalam vertical shaft kiln, sehingga proses penggunaan energi panas di sini menjadi lebih efisien. 4. Ayu Difa Pertanyaan : tolong jelaskan bagaimana proses kerja dalam industry ini melewati sebah control process, dan bagaimana konfigurasi dalam control process ini dalam mengatur tekanan dan suhu sehingga produk yang dihasilkan bisa berbentuk sempurna? Jelaskan Jawab : berdasarkan uraian proses yang dijelaskan pada flowsheet, control process dilakukan secara manual oleh operator, hal yang dilakukan oleh operator di sini ialah pengawasan (monitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik dan intervensi dari luar (external intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control system. 5. Nyayu Aisyah Pertanyaan : pada proses yang terjadi pada pug mill, supply air yang digunakan dalam proses pembentukan Ca(OH) 2 berasal dari mana? Dan ada berapa macam pemanfaatan energy yang digunakan dalam uraian proses! jawab : Supply air berasal dari boiler karena seperti yang kita ketahui boiler merupakan alat yang dapat menghasilkan uap air. Boiler berfungsi untuk mengubah wujud suatu fluida dari cair menjadi gas. Perubahan wujud tersebut terjadi karena penambahan kalor. Kalor yang ditambahkan dapat diperoleh dengan cara pembakaran bahan bakar fosil maupun non fosil, reaksi inti atom, ataupun merupakan gas buang dari sisa ekspansi turbin gas.

16 Ada 2 proses yang memanfaatkan energy yaitu pada vertical shaft kiln dan boiler. Energy yang dimanfaatkan berupa energy konvensional yaitu batubara yang memiliki nilai kalor yang cukup tinggi sehingga dapat dimanfaatkan pada proses pembakaran. 6. Zurriyati Pertanyaan : jelaskan jenis-jenis dari bahan baku batu kapur yang digunakan pada proses ini? Jawab : Kapur Tohor (CaO), yaitu hasil pembakaran batu alam yang komposisinya sebagian besar berupa kalsium karbonat. Kapur Padam (Ca(OH) 2 ), yaitu hasil pemadaman kapur tohor dengan air dan membentuk hidrat. Kapur Udara, yaitu kapur padam yang apabila diaduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras di udara karena pengikatan karbon diokasida. Kapur Hidrolisis, yaitu kapur padam yang apabila di aduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras baik didalam air atau di udara.