SEMINAR TA 2012 PABRIK SILIKA DARI ABU SEKAM PADI DENGAN PROSES PRESIPITASI Merlyn Werdi L.R. NRP. 2309 030 001 Disusun Oleh : Dosen Pembimbing : Insani Cahyaningrum NRP. 2309 030 029 Ir. Sri Murwanti, M.T. NIP. 19530226 198502 2 001 PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS
Pemanfaatan sumber daya alam yang belum maksimal Sekam Padi Melimpah Abu Sekam Padi Melimpah Silika (SiO 2 ) Manfaat Silika Banyak Kandungan silika dalam abu sekam padi 93,4%
MANFAAT SILIKA Industri Pemakai Karet dan Plastik Cat dan Tinta Pestisida dan Insektisida Karet Silikon Pasta gigi dan Farmasi Kosmetik Fungsi Sebagai bahan penguat Sebagai bahan pemadat, pengental dan peningkat adsorbs Sebagai carrier Sebagai reinforcing filler untuk menggantikan silica pyrogenic yang harganya mahal Sebagai bahan aktif tambahan dan penarik daya abrasi Pemadat, anticaking
Data konsumsi dan produksi silika Tahun Produksi (Ton) Konsumsi (Ton) 2009 129.911,3 136.040,014 2010 151.175,43 137.859,38 2011 167.991,26 140.417,798 (BPS:Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia Vol.III)
Lokasi pendirian Pabrik: Indramayu, Jawa Barat Lokasi pabrik silika Kapasitas Produksi 15.200 ton/tahun (45.906,7 kg/hari) Akan didirikan pada tahun 2016 Pabrik ini direncanakan beroprasi selama 24 jam, 330 hari/tahun
Dasar pertimbangan Ditinjau dari lokasi sumber bahan baku berdekatan dengan sumber bahan baku ( abu sekam padi ). Ditinjau dari area pemasaran produk mudah didistribusikan melalui jalur transportasi darat. Alat angkutan (transportasi) Transportasi dapat optimal ditinjau dari segi biaya dan jarak angkut yang ditempuh. Sumber air Lokasi yang dipilih dekat dengan sumber air yang mana sangat diperlukan dalam proses produksi.
MACAM PROSES PEMBUATAN SILIKA Proses Aldcroft Proses Chevallier Proses Esch Proses Johson United States Patent, 1978
PERBEDAAN MASING-MASING PROSES Parameter Aldcroft Chevallier Esch Johson Produksi -Surface area 401 m 2 /g 250 m 2 /g 45 m 2 /g 149 m 2 /g produk (CTAB) Bahan Baku +NaCl - - - Suhu Operasi 100 o C 90 o C 85 o C 89 o C Safety Peralatan + + - +
PROSES TERPILIH Proses yang terpilih adalah Proses Aldcroft Produk yang dihasilkan dari proses Aldcroft lebih baik daripada yang lain (surface area produk lebih besar). Energi yang dibutuhkan dalam proses ini juga tidak terlalu besar dan safety peralatan cukup terjamin, sementara penambahan NaCl tidak akan terlalu berpengaruh pada biaya produksi karena harganya cukup ekonomis.
SPESIFIKASI BAHAN BAKU UTAMA DAN BAHAN BAKU PENDUKUNG ABU SEKAM PADI (BAHAN BAKU UTAMA) Kadar Silika 93,4%. Tidak mudah larut dalam air Berbentuk padatan halus NaOH (BAHAN BAKU PENDUKUNG) Larut dalam air Density: 2,126 gr/cm3 (25 o C) Kelarutan: 347 g/100 ml H 2 O (100 o C) H 2 SO 4 (BAHAN BAKU PENDUKUNG) Korosif Spesifikasi Gravity : 1,839 (14,5 o C) Kemurnian: 98%
FLOW DIAGRAM
NERACA MASSA NAMA ALAT MASUK (kg/ hari) KELUAR (kg/ hari) Tangki pelarutan NaOH 91324,77 91324,77 Tangki pencampuran abu sekam padi dan NaOH 139.105,89 139.105,89 Leaching Tank 139.105,89 139.105,89 Tangki pelarutan NaCl 25 757,58 25 757,58 Tangki pengenceran natrium silikat 292.729,845 292.729,845 Tangki pengenceran H2SO4 11.722,47 11.722,47 Reaktor 337.378,79 337.378,79 Tangki penampung slurry 337.378,79 337.378,79 Rotary Drum Vacum Filter 861.912,69 861.912,69 Heater dry air 19 865,87 19 865,87 Spray Dryer 247.294,98 247.294,98 Ball Mill 45.906,70 45.906,70 Screen 45.906,704 45.906,704
NERACA PANAS NAMA ALAT MASUK (Kcal/harri) KELUAR (Kcal/hari) Heater leaching 9.607.105,053 9.607.105,053 Leaching tank 12.050.100,67 12.050.100,67 Cooler 6.887.481,46 6.887.481,46 Tangki pengenceran natrium silikat 1.100.334,87 1.100.334,87 Heater natrium silikat 5.665.761,19 5.665.761,19 Tangki pelarutan NaCl 83 148 83 148 Heater NaCl 1 308,486 1 308,486 Tangki Pelarutan Asam Sulfat 39.667,639 39.667,639 Heater Asam Sulfat 311.747,38 311.747,38 Reaktor 33.819.865,03 33.819.865,03 Tangki Penampung Slurry 17.662.376,13 17.662.376,13 Rotary Drum Vacum Filter 8.234.747,92 8.234.747,92 Heater dry air 2.539.063,348 2.539.063,348 Spray Dryer 1 851 765,49 1 851 765,49 Ball Mill 217.869,82 217.869,82
Spesifikasi Reaktor Jumlah Bentuk = 3 unit = silinder vertical dengan tutup dan dasar Flanged & Dished Head Volume tangki = 11.690,507 ft 3 Volume liquid = 9.352,406 ft 3 Diameter Tangki Tinggi Tangki Tinggi Liquid Shell : ID Tebal OD Bahan A Welded = 21,492 ft = 32,238 ft = 25,793 ft = 257,125 in = 0,389 in = 258,708 in =carbon steel SA-212 grade =doubled welded butt joint ts Ds hd pb lb Da hd d2 d1 th Hs th Kete Ds Hs hd th d1 d2 Da pb lb
Flanged and dished head : ID : 257,125 in Tebal : 0,791 in OD : 258,708 in Bahan : carbon steel SA-212 grade A Welded : double welded butt joint Icr : 13 ¾ in r : 180 in a : 128,563 in AB : 114,813 in BC : 166,25 in AC : 120,238 in b : 59,762 in OA : 61,652 in Spesifikasi pengaduk : Tipe : propeller dengan 4 buah baffel Jumlah : 1 Diameter : 2,185m Putaran : 30 rpm Power motor : 3Hp Spesifikasi Jaket : Tebal Jacket = 0,38 in
UTILITAS Kebutuhan Air di Pabrik Silika : No Air yang digunakan Kebutuhan air ( m 3 /hari) 1. 2. 3. 4. 5. Air sanitasi Air pendingin Air umpan boiler Air proses Make Up water 41,25 286,15 90,4 317 23,34 Total 758,14 Flowsheet Utilitas
KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA Area Unit Penanganan Pengolahan Awal Tangki H 2 SO 4 Dipasang rambu peringatan daerah berbahaya Dilakukan pengecekan berkala pemasangan tangga dan pegangan pemasangan level gauge 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
INSTRUMENTASI dan PENGENDALIAN PROSES Area Unit IPP Pengolahan Awal Leaching (D-110) Level Indikator Temperatur controller Proses Utama Reaktor (R-210) Temperatur Controller Tahap akhir Sray Dryer (B-310 Temperatur Controller
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA Limbah Padat Limbah padat berupa abu sekam padi yang berasal dari proses Leaching yang mengandung Al 2 O 3, K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO, ZnO, Mn, PbO. Limbah Cair Limbah cair ini berupa filtrat yang berasal dari proses RVF. filtrat ini terdiri dari karbon, asam sulfat, garam, dan natrium sulfat. Untuk limbah cair yang berupa asam sulfat, garam, dan natrium sulfat, dapat diolah dengan reaksi berikut : NaCl + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HCl NaHSO 4 + NaCl Na 2 SO 4 + HCl Dari reaksi tersebut dihasilkan natrium sulfat yang dapat dimanfaatkan oleh industri lainnya. Limbah Cair Karena limbah gas hanya berupa gas N 2, O 2, H 2 O (g) excess yang jumlahnya sangat kecil maka limbah tersebut dapat langsung dibuang ke lingkungan tanpa ada pengolahan secara khusus.
SPESIFIKASI PRODUK UTAMA SILIKA Bentuk Warna : powder : putih Rumus Molekul : SiO 2 Kadar SiO 2 : 98 % Kadar Fe 2 O 3 : 0,02% Kadar H 2 O : 0,002% Solubility in water : 0,012 g/100ml density : 2,634 g/cm 3 Surface area : 5-100 m 2 /g Ukuran : 200 mesh
KESIMPULAN Kapasitas pabrik Silika sebesar = 45.906,7 kg/hari, dengan bahan baku : Abu Sekam Padi = 47.781,12 kg/hari Total kebutuhan air pabrik Silika= 758,14 m 3 /hari Macam limbah yang dihasilkan : Limbah cair berupa filtrat dari proses RVF Limbah gas flue gas reaksi dari tangki spray dryer yang dibuang ke udara karena jumlahnya yang sangat kecil. Limbah padat berupa abu sekam padi yang berasal dari proses Leaching yang mengandung Al 2 O 3, K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO, ZnO, Mn, PbO.