BAB I

110

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian PabrikSetelah memasuki era pasar bebas dan pembangunan yang pesat, maka bangsa indonesia dihadapkan dengan situasi pembangunan yang besar agar mampu bersaing dengan negara lain di dunia, serta agar mampu menaikkan taraf hidup masyarakatnya. Setiap pembangunan yang dilakukan tentu tidak terlepas dari pembangunan industri dan industri yang akhir-akhir ini banyak didirikan adalah industri dalam bidang kimia. Diantara produk yang dihasilkan dari industri di bidang kimia adalah Aluminium Sulfat. Hal ini sangat begitu penting karena mampu mengurangi ketergantungan kita terhadap industri Luar Negeri serta mampu mengurangi pengeluaran yang dilakukan oleh negara.1.2. Kapasitas Pabrik

Kebutuhan Aluminium Sulfat di Indonesia setiap tahunnya semakin meningkat. Faktor untuk memilih besarnya kapasitas produksi Aluminium Sulfat diantaranya:

Jumlah produksi, ekspor maupun impor Alumunium sulfat di Indonesia Jumlah kebutuhan alumunium sulfat di indonesia Ketersediaan utilitas penunjanga) Tabel 1.1.

Data Impor Aluminium Sulfat di Indonesia dari tahun 2010 sampai 2014.TAHUNJJUMLAH (KG)HARGA (US$)

2010247188

2011215894

2012463082

2013243369

2014200823

(Sumber : BPS, 2014)

b) Tabel 1.2.

Data Ekspor Aluminium Sulfat, jumlah dan harga pada tahun 2010-2014TAHUNJJUMLAH (KG)HARGA (US$)

201022335068

201141202714

201263537782

201359831413

201452644028

(Sumber : BPS, 2014)1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik

Kedudukan suatu pabrik akan ditentukan oleh pemilihan lokasi pabrik itu sendiri yang akan menentukan kelangsungan dari produksi pabrik tersebut. Ada beberapa faktor yang harus diperlukan untuk menentukan lokasi pabrik, yaitu:1. Penyediaan Bahan Baku

Lokasi pabrik yang berdekatan dengan bahan baku akan mempermudah akses bahan baku menuju lokasi proses pabrik dan mampu memperkecil biaya transportasi bahan baku.2. Daerah pemasaran

Lokasi pabrik harus berdekatan dengan konsumen atau dengan daerah pemasaran. Hal ini mempermudah produk untuk mudah dan cepat dipasarkan.3. Tenaga Kerja

pabrik haru didirikan dan ditempatkan didaerah yang memiliki jumlah tenaga kerja yang banyak dan mudah dipeoleh mulai dari pekerja kasar sampai ketingkat sarjana. Dan diharapkan dapat membuka lapangan pekerjaan bagi masyarakat sekitar pabrik.4. Transportasi

Dengan tersedianya transportasi yang memadai maka mempermudah distribusi dari produsen ke konsumen, letak pendirian pabrik ini dekat dengan jalan raya, kereta api, pelabuhan dan lapangan udara sehingga transportasi bahan baku, penyaluran dan karyawan pabrik tidak mengalami kesulitan.

5. Kebutuhan energi

Proses sebuah pabrik memerlukan air yang cukup besar yaitu untuk air pendingin, steam generator, dan air proses lainnya serta untuk kebutuhan sehari-hari bagi karyawannya, masyarakat sekitar pabrik. Oleh sebab itu lokasi pabrik harus berada di daerah sumber air yang kapasitasnya konstan, misalnya : air laut, sungai, danau dan sumber air.

Lokasi pabrik aluminium sulfat tempat di daerah Karawang Jawabarat, berdasarkan pertimbangan sebagai berikut antara lain :

1. Bahan baku

2. Daerah pemasaran

Pemilihan lokasi pabrik mendekati daerah pemasaran sebagian produk aluminium sulfat yang dihasilkan dipasarkan di daerah purwakarta sendiri kemudian Cilegon Banten dan sebagian lagi dieksport ke negara lain.

3. Penyediaan air

Sumber air untuk keperluan pabrik diambil dari waduk jatiluhur yang dapat menyediakan air untuk keperluan pabrik yang kemudian diolah sesuai kebutuhan.

4. Buruh

Masyarakat di daerah purwakarta Jawabarat. Memiliki jumlah penduduk yang sangat tinggi, sehingga mudah mencari pekerja.5. Sarana transportasi

Lokasi pabrik berada di Purwakarta Jawa Barat berdekatan tol cikampek dan dengan jalan yang menghubungkan dengan kota-kota besar diantaranya Karawang, Bekasi, Tangerang, Jakarta dan Banten. Selain itu lokasi pabrik juga berdekatan dengan Pelabuhan Tanjung Priok dan pelabuhan udara halim perdana kusuma sehingga memudahkan dalam hal mengangkut bahan baku pendamping lainnya.6. Tenaga listrik dan bahan bakar

Tenaga listrik diperoleh dengan operasiona sendiri yang didapat dengan membei bahan bakar dari pertamina terdekan7. Area Tanah

Kawasan di daerah Purwakarta banyak digunakan untuk undustri besar dan industri kecil.1.4. Tinjauan Pustaka

Alum berasal dari kata latin alumen, dipakai dalam industri kertas dan pengolahan air. Alum mempunyai senyawa Al2(SO4)3. Proses pembuatan alum pada dasarnya mereaksikan bahan-bahan yang mengandung alumina dengan asam sulfat.

Pada awalnya alum dibuat dari bahan galian yang terdapat dalam tambang batu bara, bahan galian tersebut pada umumnya mengandung 16 sampai 23% Al2O3. Setelah dihancurkan kemudian direaksikan dengan menggunakan air. Proses ini dilaksanakan sampai tahun 1961, kemudian ditutup karena tidak memadai (Sumber : Mcketta, 1997).

Untuk memenuhi kebutuhan aluminium sulfat yang semakin meningkat, para industriawan dan para ilmuwan berlomba-lomba mencari bahan. Sumber bahan baku yang baru untuk proses pembuatan yang lebih efisien. Pada umumnya aluminium sulfat dibuat dari bauksit dan asam sulfat 60oBe 81% pada titik normal larutan, disertai dengan pengadukan selama 10 jam, hanya dapat melarutkan 16% dari jumlah aluminium sulfat yang ada di dalam lempung.

Sumber sulfat yang mudah, seperti lumpur asam yang dibuang oleh pabrik penyulingan minyak bumi atau cairan lain yang mengandung sulfat, harus diteliti kemungkinannya untuk menghasilkan aluminium sulfat. Dengan menggunakan air kawah ijen untuk menebus bauksit, lebih dari 90% dalam cairan alam dapat dipungut sebagai aluminium sulfat.

Aluminium sulfat dapat dibuat dari asam sulfat dan bauksit berdasarkan reaksi sebagai berikut :

Al2SO3 + 3H2SO4 ( Al2 (SO4)3 + 3H2O

Konsentrasi asam sulfat yang dipakai adalah 60oBe, karena bila konsentrasi asam sulfat yang dipakai lebih besar dari 60oBe, terdapat bauksit yang tidak terbasahi oleh asam sulfat (TB. Agra, 1975).

Alum dapat juga dibuat dalam bentuk cair dan bentuk padatan sedangkan proses pembuatannya dapat dilakukan secara batch bila kapasitas kurang dari 50 ton/hari. Secara komersial alum dapat diproduksi dalam 2 bentuk yaitu bentuk padatan Al2 (SO4)3. 3H2O dan dalam bentuk cairan Al2(SO4)3, 27% alum merupakan kristal monoklin, tidak berbau, tidak berwarna dan senyawa kimianya berbentuk Al2(SO4)3. 18 H2O, sedangkan alum dapat bentuk endapan, berbentuk kristal, kadang-kadang didapati warna hijau kecoklatan yang disebabkan karena bahan ikutan pada umumnya berupa Fe dan senyawa organik (Sumber : Kirk dan Othmer, Vol. 2, 1981).

Aluminium sulfat biasanya dijual teknis dan bebas besi. Aluminium sulfat bebas besi biasanya diproduksi di Amerika Serikat langsung dari bauksit atau clay. Bauksit dicampur dengan asam sulfat dengan titik didih zat terlarut. Kekuatan asam bervariasi dari 20-50%, tergantung pada kealamian dari produk dan batas pada pertengahan langkah pemurnian. Padatan dipindahkan dengan sedimentasi. Larutan yang bersih dituangkan dan dijual dalam bentuk cairan, konsentrasi H2SO4 kira-kira 61,5oBe dan kemudian dibiarkan mengeras membentuk blok padat. Di saat gumpalan yang didinginkan, blok-blok saling bertumbukan dan jatuh, kemudian dikelompokkan (Zang Q, 2000).

Aluminium sulfat dapat dibuat dari asam sulfat dan bauksit sehingga dapat digunakan pada industri kertas untuk klarifikasi dan kontrol pH dari proses air. Sebagai isolasi dan penyekatan selulosa, bahan koagulan pada proses penjernihan air buangan dan penanganan air minum, zat kimia penyamak kulit, sebagai pelekat kertas yang digunakan dalam industri kertas, sebagai bahan penambah pembuatan tekstil, supaya tekstil tahan air, sebagai bahan pembuatan sabun.

Aluminium sulfat pada umumnya diproduksi dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat dan juga dapat diproduksi dari hidrat alumina. Di Amerika Serikat berdasarkan pada isi ekivalen dari 17% Al2O3, 1 ton aluminium sulfat dihargai $ 40 per ton. Batas ini menyarankan potensial aluminium sulfat dievaluasi dengan aplikasi asam sulfat yang murah (Luo Q, 2000).

1.4.1. Macam-Macam Proses

a. Proses Kering (Mc. Ketta Vol.3, 197)

Bauksit dari silo penyimpan bahan baku diangkut dengan conveyor dan dilarutkan dalam suatu tangki yang dilapisi timah hitam untuk memperoleh konsentrasi larutan. Kemudian larutan NaOH 10% dimasukkan ke dalamnya, dipanaskan dengan agitasi. pH campuran diatur 7-10 dengan jalan mengencerkannya dengan air. Al(OH)3 yang terbentuk kemudian diendapkan dalam alat yang disebut tangki pengendapan. Endapan yang terbentuk selanjutnya disaring pada drum berputar penyaring hampa dan sebagian dikembalikan sebagai pembawa yang bertujuan untuk mempercepat proses pengendapan. Aluminium hidroksida yang tersaring kemudian disuspensikan ke dalam sejumlah air pada suatu tangki dan selanjutkan dilarutkan lagi dalam NaOH dengan memanaskan larutan. CO2 dilewatkan terhadap larutan ini untuk mengatur pH antara 7-10. Di sini akan terbentuk endapan yang berbentuk gel. Hasil endapan yang berbentuk alumina gel disaring dan dicuci di alat penggerak pengering berputar, gel dikeringkan pada suhu 400-800oC. Akan didinginkan di alat pendingin berputar, dari alat pendingin berputar dimasukkan ke alat mesin penghancur sehingga didapatkan produk yang diinginkan.

b. Proses Basah (Sumber : Faith Keyes, 1957)

Bauksit dari silo penyimpan bahan baku diangkut dengan conveyor dan diumpankan ke dalam reaktor. Sementara asam sulfat (H2SO4) yang berasal dari tangki penyimpan dialirkan dengan pompa dan dipanaskan lewat pemanas untuk diumpankan ke dalam reaktor. Di dalam reaktor terjadi reaksi selama 15-20 jam.

Al2O3 + 3H2SO4 ( Al2(SO4)3 + 3H2O

Reaksi yang terjadi adalah eksotermis, sehingga mengeluarkan panas untuk kelangsungan reaksi dan sebagai pemanas digunakan steam. Produk yang keluar dari reaktor pada kondisi 105-110oC (1 atm) dipompa ke dalam tangki pencuci untuk dilarutkan dan dicuci dari impuritas yang terkandung di dalamnya seperti SiO2, Fe2O3 dan Abu. Impuritas yang berupa padatan dipisahkan di dalam thickener. Adapun asam sulfat sisa reaksi dinetralkan dengan BaS (Barium Sulfida) sehingga terjadi pengendapan larutan yang berasal dari thickener dimasukkan ke dalam evaporator untuk diuapkan. Dan Al2(SO4)3 dikristalkan di dalam alat pengkristal sehingga terbentuk Al2(SO4)3.18H2O yang masih basah. Dari alat pengkristal yang Al2(SO4)3.18H2O terbentuk dikeringkan dengan alat pengering setelah melewati screw conveyor kemudian disimpan ke dalam silo penyimpanan setelah melewati alat pengangkutan dan elevator.

1.4.2. Kegunaan Produk

Produk aluminium sulfat berupa kristal putih yang sebagian besar digunakan :

a. Sebagai klarifikasi dan kontrol pH dari proses air

b. Sebagai isolasi atau penyekatan selulosa

c. Sebagai bahan pengendap pada proses buangan dan penanganan air minum

d. Sebagai zat kimia penyamak kulit

e. Sebagai pelekat kertas yang digunakan dalam industri kertas

1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia

1. Spesifikasi bahan baku, Bauksit

Rumus molekul: Al2O3Bentuk

: Batuan mineral

Berat molekul

: 101,94 kg/kgmol

Spesifikasi gravity: 3,990

KemurnianAl2O3: 35,4%

Fe2O3: 0,7%

SiO2: 47,7%

Ash: 13,2%

H2O: 3,0%

Titik lebur

: 1999 to 2032oC

Larut

: dalam alkali, asam

Tidak larut

: air panas, air dingin

2. Spesifikasi bahan baku, asam sulfat

Rumus molekul

: H2SO4Berat molekul

: 98,02 kg/kg mol

Titik didih normal

: 167oC

Spesific Gravity (0/4oC): 1,65oTitik beku

: -83,9oC

Kemurnian

: 98%

Tekanan

: 0,0001 mbr

Titik lebur

: -15oC

Kenampakan

: tidak berwarna, merupakan cairan yang

Pekat

Kelarutan

: - larut tak terhingga dalam air

- terurai dalam alkohol 95%

Jenis

: larutan

(Sumber : Perrys ed s, tabel 3.1, p. 3-6)

3. Spesifikasi pembantu

Rumus molekul

: BaS

Bentuk

: kristal kubus tidak berwarna

Berat molekul

: 169,4 kg/kg mol

Spesifikasi gravity (151oC): 4,25o (/pref

Terdekomposisi terurai: terurai dalam air, tidak melarut

dalam alkohol 95%

4. Spesifikasi produk

Rumus molekul

: Al2 (SO4)3 . 18H2O

Berat molekul

: 666,41

Bentuk

: kristal putih yang larut dalam air

Spesifikasi gravity

: 1,69 (17oC)

Terdekomposisi pada suhu: 86,5oC

Kelarutan dalam air: 31,3 gram / 100 ml (0oC) pada 7oC

: 89 gram / 100 ml (100oC) tidak larut dalam

etanol pH 1% larutan adalah 3,4 larutan

dalam air (86,9 gr/100%)

pH

: 1

(Sumber : Perry, ed.S, Tabel 3.1, p3-6 s/d 3-24)

1.5. Tinjauan Proses Secara Umum

Dalam perancangan pabrik Aluminium sulfat ini menggunakan proses kering dengan pertimbangan lebih mudah perancangannya, lebih sering digunakan perancangan dan pengoperasiannya mudah.

Bahan baku kaolin dan asam sulfat dari tangki penyimpan dimasukkan ke dalam reaktor. Kemudian produk yang keluar berupa cairan dipompakan ke dalam tangki pencuci untuk dilarutkan dan dicuci kemudian impuritas yang berupa padatan dipisahkan dalam thickener dan dinetralkan. Setelah itu dimasukkan ke evaporator untuk dikristalkan dengan cara menguapkan sebagian besar air sehingga akan terbentuk kristal dan dikeringkan ke dalam rotary dryer, setelah melewati screw conveyor.

Langkah yang terakhir yaitu kristal yang masih basah dipanaskan dengan kadar yang diinginkan dan hasilnya disimpan dalam silo penyimpan.