Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam...

65
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Sejarah Pupuk Pupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi sudah mulai aus dengan tingkah manusia memproduksi pangan yang dilakukan secara kontinyu, tanpa jarak waktu. Pupuk pun menjadi partner, sepanjang siklus, sejauh perjuangan. Pupuk tak lain adalah senjata ampuh untuk menumbuhkan apa saja, untuk memperoduksi pangan sebanyak yang kita inginkan. Saat ini, pupuk yang digunakan sebagian besar petani adalah pupuk kimia (urea, TSP, Poska), sebagian lagi pupuk organik (nutrilake). Pupuk kimia masih popular, lantaran harganya yang murah dan efektivitasnya. Sekali Kimia Industri_Pupuk| 3

Transcript of Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam...

Page 1: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Pupuk

Pupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan

untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun

lalu, bumi sudah mulai aus dengan tingkah manusia memproduksi pangan yang

dilakukan secara kontinyu, tanpa jarak waktu. Pupuk pun menjadi partner, sepanjang

siklus, sejauh perjuangan. Pupuk tak lain adalah senjata ampuh untuk menumbuhkan

apa saja, untuk memperoduksi pangan sebanyak yang kita inginkan. 

Saat ini, pupuk yang digunakan sebagian besar petani adalah pupuk kimia (urea,

TSP, Poska), sebagian lagi pupuk organik (nutrilake). Pupuk kimia masih popular,

lantaran harganya yang murah dan efektivitasnya. Sekali tebar dalam jumlah

kilogram, tanah telah mengandung unsure nitrat dan posfat yang sangat dibutuhkan

tumbuhan. Namun, setelah melihat perkembangannya, pupuk jenis kimiawi ini pun

mengandung problem, yaitu ekses kimiawinya yang cukup membahayakan, seperti

reduksi amoniak.

Zaman ini ditandai dengan bergesernya pola dan gaya hidup masyarakat, khususnya

golongan menengah dalam memandang makanan. Mereka, mulai berorientasi pada

produk yang dikenal ‘alami’ atau ‘organik’. Maka menjamurlah produk olahan

makanan di gerai-gerai toko yang berlabel organik. Mulai dari jenis beras, jus, buah-

Kimia Industri_Pupuk| 3

Page 2: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

buahan. Dan tampaknya, pola konsumsi ini sudah menjadi semacam style, yang

bersifat khusus. Namun, ini belum bersifat massif, karena petani yang di lapangan

belum terlalu paham dengan pola itu, yang mereka ketahui adalah efisiensi dan

produktivitas, tentu dengan tambahan pupuk.

Di daratan Inggris, tepatnya di Harpenden, dekat lingkaran puing-puing kuil

Romawi, satu rumah besar telah dibangun pada awal abad ketiga belas. Rothamsted

Manor, terbuat dari bata dan kayu, dikelilingi pagar dan parit yang lebar, luasnya 120

hektar, telah dihuni oleh beberapa generasi sekian abad, sampai seorang anak

delapan tahun mewarisinya pada 1814, bernama John Bannet Lawes.

Lawes bersekolah di Eton, kemudian melanjutkan ke Oxford, di sana ia belajar

geologi dan kimia. Di sekolah cambangnya tumbuh subur, namun ia tak

mendapatkan gelar. Saat kembali ke Rothamsted, ia lalu melakukan sebuah teknik

pengolahan tanah yang akhirnya mengubah cara orang bertani sejak saat itu.

Kisah John Bannet Lewis dimulai dengan tulang, kata sebagian orang berhubungan

dengan kapur. Sebelumnya, selama berabad-abad para petani Hertfordshire telah

menggali kapur sisa mahluk laut purba yang terkubur di bawah lapisan lempung

tanah mereka untuk ditebarkan pada parit-parit di sekitar lading mereka, karena telah

terbukti menyuburkan tanaman lobak dan biji-bijian. Dari kuliahnya di Oxpord,

Lawes tahu bahwa kapur yang ditebarkan di lading-ladang bukan merupakan

makanan tambahan bagi tanaman, melainkan bahan melunakkan tanah sehingga

tidak terlalu asam. Jadi, apa sesungguhnya yang menyebabkan tanaman lebih subur?

Seorang ahli kimia Jerman, Justus von Liebig, tidak lama sebelumnya mencatat

bahwa tulang-tulang yang dijadikan tepung dapat mengembalikan kebugaran tanah.

Setelah direndam dahulu dalam asam sulfat encer, tulisnya, bubuk tulang itu bahkan

lebih mudah dicerna. Lawes mencobanya di ladang lobak, dan ia terkesan.

Justus von Liebig dikenang sebagai pelopor industry pupuk, tetapi ia mungkin tak

berkeberatan andai ia bisa menukar kehormatan itu dengan sukses luar biasa yang

diraih oleh John Bannet Lawes. Von liebig tidak pernah berpikir untuk mematenkan

prosesnya. Setelah sadar betapa merepotkan bagi para petani yang sibuk untuk

Kimia Industri_Pupuk| 4

Page 3: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

membeli, merebus, dan menggiling tulang, kemudian membeli asam sulfat dari

pabrik gas di London untuk merendam bubuk tulang, dan menggiling hasilnya yang

menjadi keras lagi. Dan, Lawes justru mematenkan metode itu atas namanya sendiri.

Dengan paten di tangan, ia membangun pabrik pupuk buatan pertama di dunia di

Rothmasted tahun 1841. Tidak lama kemudian ia menjual “superfosfat” kepada

semua tetangganya.

Pabrik pupuknya pindah ke lahan yang lebih besar dekat Greenwich di Sungai

Thames. Sewaktu penggunaan bahan penyubur tanah kimiawi menyebar, pabrik-

pabrik Lawes makin banyak, dan daftar produknya pun bertambah panjang.

Produknya tidak hanya bubuk tulang dan mineral fosfat, tetapi juga dua pupuk

nitrogen: natrium nitrat dan ammonium sulfat (keduanya belakangan digantikan

dengan ammonium nitrat yang lazim digunakan sekarang). Lagi-lagi, von Liebig

yang telah menemukan nitrogen sebagai komponen penting asam-asam amino dan

asam-asam nukleat yang vital bagi tumbuhan itu terlambat berfikir untuk

memanfaatkan temuannya. Sementara von Liebig sibuk menerbitkan temuannya,

Lawes mematenkan campuran nitratnya.

Untuk mempelajari mana pupuk yang paling efektif, 1834 Lawes memulai rangkaian

lahan uji yang masih diterapkan sampai sekarang, yang menjadikan Rothamsted

Research baik sebagai pusat penelitian pertanian paling tua di dunia, juga sebagai

tempat eksperimen lapangan berkelanjutan yang paling lama di dunia. Lawes dan

John Henry Gilbert, ahli kimia yang menjadi mitranya selama 60 tahun, yang sama-

sama menjadi sasaran kebencian Justus von Liebig, mulai dengan menanami dua

Kimia Industri_Pupuk| 5

Page 4: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

bidang ladang: yang satu ditanami lobak, yang lain ditanami gandum. Mereka

membagi keduanya dalam 24 lajur, kemudian menerapkan perlakuan yang berbeda

kepada setiap lajur.

Kombinasi-kombinasi yang diterapkan meliputi pemakaian pupuk nitrogen dalam

jumlah banyak, sedikit, atau tidak sama sekali; pemakaian bubuk tulang mentah,

superfosfat buatannya, atau tanpa fosfat sama sekali; pemakaian mineral-mineral

seperti senyawa kalium, magnesium, belerang, natrium; dan pemakaian pupuk

kandang mentah atau pupuk kandang olahan. Ada lajur yang ditaburi batu kapur

setempat, ada yang tidak. Tahun-tahun berikutnya, sebagai plot dirotasi dengan jelai,

kacang, havermut, semanggi, dan kentang. Sebagian lajur diistirahatkan secara

berkala, sebagian lain ditanami terus menerus dengan tumbuhan yang sama.

Sebagian difungsikan sebagai control, tanpa penambahan apa pun. 

1850-an, hasil panen bertambah ketika pupuk nitrogen dan fosfat diberikan,

sedangkan penambahan mineral mikro berpengaruh baik terhadap sebagian tanaman,

tapi berpengaruh buruk kepada tanaman lain. Bersama Gilbert, setelah pengambilan

sampel yang sangat cermat dan pencatatan hasil-hasilnya, Lawes bersedia menguji

teori apa pun – entah ilmiah, awam, atau tidak masuk akal – tentang apa yang

membantu pertumbuhan tanaman. Menurut George Vaughn Dyke, penulis

biografinya, percobaannya meliputi pembuatan superfosfat dari tepung gading, dan

melumuri tanaman dengan madu. Satu eksperimen yang masih dilakukan sampai

sekarang adalah tidak menggunakan tanaman pangan sama sekali, tapi hanya

menggunakan rumput.

Sehamparan padang penggembalaan purba tidak jauh dari Rothamsted Manor dibagi

menjadi lajur-lajur dan diberi perlakuan dengan bermacam-macam senyawa nitrogen

anorganik dan penambahan mineral. Belakangan Lawes dan Gilbert menambahkan

tepung ikan serta pupuk kandang dari ternak yang diberi bermacam-macam

makanan. Dalam abad kedua puluh, dengan peningkatan hujan asam, lajur-lajur itu

dibagi lagi, sebagian ditaburi kapur untuk menguji pertumbuhan dalam kondisi angka

pH atau keasaman berbeda-beda.

Dari eksperimen di ladang rumput ini, mereka melihat bahwa walaupun pupuk

nitrogen anorganik membuat rumput pakan tumbuh setinggi pinggang, namun

Kimia Industri_Pupuk| 6

Page 5: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

keanekaragaman hayati menjadi korban. Sementara 50 spesies rumput, gulma,

kacang-kacangan, dan sayur-sayuran bisa tumbuh di lajur-lajur yang tidak diberi

pupuk, lajur-lajur bersebelahan yang diberi nitrogen hanya ditumbuhi dua atau tiga

spesies. Karena petani tidak ingin benih tumbuhan lain bersaing dengan benih yang

mereka tanam, mereka tidak berkeberatan dengan hasil tersebut, tetapi tidak

demikian dengan alam. 

Itu suatu paradoks, tetapi begitu juga Lawes. Pada 1870-an, setelah menjadi kaya

raya, ia menjual bisnis pupuknya tetapi gairahnya untuk bereksperimen ia lanjutkan.

Di antara beberapa hal yang diperhatikannya adalah berapa lama sebidang lahan

dapat ditanami tanpa henti. Penulis biografinya mencatat bahwa ia pernah

mengatakan bahwa petani mana pun yang berfikir dapat “menghasilkan panen sama

bermutu entah ketika ia menggunakan beberapa kilogram bahan kimia atau ketika

menggunakan sekian ton pupuk kandang,” petani itu hanya berhayal. Lawes

memberikan nasihat kepada siapa pun yang bertanam sayuran dan biji-bijian bahwa,

kalau ia yang melakukannya, ia akan “memilih sebuah tempat yang memungkinkan

pasokan besar pupuk kandang dengan harga murah”.

Perkembangan berikutnya semakin pesat, dengan ditemukannya teknologi dan

metode pembuatan pupuk, industri-industri pertanian semakin giat berproduksi.

Hingga tiba sebuah revolusi, khususnya di dunia ketiga seperti di Indonesia, yaitu

revolusi hijau, dimana intensifikasi dan massifikasi pertanian digenjot. Dengan

logika efisiensi, kecepatan, dan produksi massal, penggunaan pupuk pun semakin

massif. negara penghasil pangan seperti Indonesia pun pada akhirnya memperoleh

surplus dan bebas pangan.

2.2 Pengertian Pupuk

Pupuk adalah substansi / bahan yang mengandung satu atau lebih zat yang

dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman atau dapat dengan

pengertian lain merupakan material tertentu yang ditambahkan ke media tanam atau

tanaman dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara yang dibutuhkan

tanaman sehingga dapat berproduksi dengan baik. Pupuk memang sengaja dibuat

mengandung bahan-bahan yang mendukung pertumbuhan dan perkembangan

Kimia Industri_Pupuk| 7

Page 6: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

tanaman. Menurut pengertian ini, bahan yang walapun mengandung zat yang

dibutuhkan tanaman tetapi tidak dibuat dengan sengaja untuk memberikan nutrisi

kepada tanaman tidak bisa dikatagorikan sebagai pupuk. Sebagai contoh, sisa

tanaman yang jatuh ke tanah dan menyediakan N bagi tanah tidak bisa dikatakan

sebagai pupuk.

Dalam pemberian pupuk perlu diperhatikan kebutuhan tumbuhan tersebut, agar

tumbuhan tidak mendapat terlalu banyak zat makanan. Terlalu sedikit atau terlalu

banyak zat makanan dapat berbahaya bagi tumbuhan. Pupuk dapat diberikan lewat

tanah ataupun disemprotkan ke daun. Salah satu jenis pupuk organik adalah kompos.

2.3 Pupuk Berdasarkan Sumbernya

Dilihat dari sumber pembuatannya, terdapat dua kelompok besar yaitu pupuk

alami (bahasa Inggris: manure) dan pupuk buatan (Ing. fertilizer). Pupuk alami

mencakup semua pupuk yang dibuat dari sisa-sisa metabolisme atau organ hewan

dan tumbuhan, sedangkan pupuk buatan dibuat melalui proses pengolahan oleh

manusia dari bahan-bahan mineral. Pupuk buatan biasanya lebih "murni" daripada

pupuk organik, dengan kandungan bahan yang dapat dikalkulasi. Pupuk alami

sukar ditentukan isinya, tergantung dari sumbernya, keunggulannya adalah ia

dapat memperbaiki kondisi fisik tanah karena membantu pengikatan air secara

efektif.

2.3.1 Proses Pembuatan Pupuk Buatan

a. Pembuatan Amonia

Pupuk Urea yang dikenal dengan nama rumus kimianya NH2CONH2 pertama

kali dibuat secara sintetis oleh Frederich Wohler tahun 1928 dengan

mereaksikan garam cyanat (sianat) dengan ammonium hydroxide.

Bahan baku pembuatan Pupuk Urea adalah Amoniak dan Karbondioksida,

yang mana kedua bahan baku tersebut dihasilkan dari pabrik Amoniak.

Amoniak dan Karbondioksida berasal dari sintesa gas alam. Jadi disini kami

Kimia Industri_Pupuk| 8

Page 7: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

akan membahas proses pembuatan Amoniak terlebih dahulu kemudian di

lanjutkan dengan proses pembuatan pupuk urea.

Reaksi N2 + 3H2 2NH3 merupakan reaksi

kesetimbangan eksoterm. Kesetimbangan reaksi untuk konversi yang paling

tinggi di peroleh pada teakanan tinggi dan suhu yang lebih rendah.

Kp =PNH 3

PH 2. PN 2

Untuk menghasilkan konversi tinggi perlu suhu rendah tetapi kecepatan

reaksi akan naik jika suhu dinaikkan. Pemilihan proses umumnya

menggunakan tekanan tinggi dan suhu tinggi, atau suhu antara 500-550 C

dengan tekanan sedang dengan beban recycle yang lebih tinggi.

Ada 4 macam proses yang berbeda untuk mendapatkan suatu amonia, yaitu:

1. Tekanan sangat tinggi (900-1000 atm) beroperasi pada temperatur 500-

600 C dan yield 40-80 %.

2. Tekanan tinggi (600 atm) temperatur 500 C yield 15-20 % misalnya :

casale.

3. Tekanan moderat (200-300 atm) temperatur 500-550 C, yield dengan

katalis terbaru 10-30 % misalnya : haber bosch, kellog.

4. Tekanan rendah (100 atm) temperatur 400-425 C, yield 8-20 %, misalnya

mont cenis.

Kecenderungannya lebih banyak ke arah menggunakan tekanan yang cukup

rendah dengan meningkatkan beban resirkulasi, karena menimbang mahalnya

harga tangki bertekanan. Juga cenderung untuk mengguanakan single-train

yang besar (yang berkapasitas reaktor 1000 ton/hari) sehingga ongkos

produksinya rendah, hal mana di mungkinkan dengan digunakannya

kompresor sentrifugal yang dapat menekan gas alam hingga 280 atm atau

lebih.

Rumus molekul amoniak adalah NH3, berdasarkan rumus molekul tersebut

amoniak terbentuk dari gugus N dan H yang masing-masing dapat diperoleh

Kimia Industri_Pupuk| 9

Page 8: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

dari H2(Hidogen) dan N2 (Nitrogen). H2 adalah salah satu komponen gas

sintesa yang diperoleh dari pemrosesan gas alam yang mengandung 80 – 95

% CH4(Metan). Sedang N2 diperoleh dari udara yang mengandung 79% N2

dan 21% O2.

Tahapan Proses

1. Desulfurisasi.

Gas alam pada umumnya mengandung sulfur dalam bentuk H2S atau Sulfur

Anorganik dan Sulfur Organik seperti mercaptan yang rumus molekulnya RS.

Kadar sulfur anorganiknya di dalam gas alam yang diterima industri pupuk

adalah relatif kecil yaitu berkisar 0,18 -0.3 ppm sedang sulfur organiknya

relatif tidak ada.

Kadar sulfur dalam gas alam yang diijinkan untuk memasuki Primary

Reformer maksimum adalah 0,1 ppm. Untuk menyerap sulfur dari gas yang

dari gas  alam digunakan ZnO sebagai adsorbent ini bukan katalis.

Keberhasilan adsorbsi sulfur anorganik praktis diadsorbsi pada temperatur

yang lebih rendah (200-250oC) dibandingkan dengan sulfur organik (250-

400oC).

Kimia Industri_Pupuk| 10

Page 9: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Kondisi operasi di Desulfurisasi:

Pressure                     : 35-40 kg/cm2G

Temperature Inlet         : 350-400oC

Temperature Outlet      : 330-380oC

2. Primary Reformer.

Ke dalam Primary Reformer dimasukan Steam bersama gas alam yang keluar

dari Desulfurisasi. Sebelum bertemu katalis yang berada dalam tube yang

dipanasi secara radiasi oleh burner-burner (seperti burner pada kompor gas),

campuran steam dan gas terlebih dahulu dipanasi hingga temperatur reaksi

530-650oC. Hal ini sesuai dengan jenis reaksinya yang endotermis.

Disamping reaksi reforming, reaksi shift juga terjadi di Primary Reformer.

Untuk menjamin bahwa reaksi berjalan sesempurna mungkin, rasio steam

terhadap carbon yang ada dalam gas alam (S/C) dijaga sekitar 3,1-4 (mol/mol)

Kondisi operasi Primary Reformer :

Pressure                : 35 – 40 kg/cm2G

Temperature Inlet : 530 – 650oC

Temperature Outlet : 770 – 811oC

Kadar CH4Outlet : 9 – 16 % berat

Kadar CO Outlet : 8 – 9 % berat

Kadar H2 Outlet : 65 – 70 % berat.

3.Scondary  Reformer.

Pada dasarnya Scondary Reformer berfungsi untuk menyempurnakan reaksi

reforming yang telah terjadi di Primery Reforming. Kalau Primery Reformer

sumber panasnya untuk reaksi reforming yang endotermis disuplay oleh

burner-burner yang memberikan  panasnya secara radiasi, maka sumber 

Kimia Industri_Pupuk| 11

Page 10: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

panas di Scondary Reformer disuplay oleh udara yang dimasukkan  ke

Scondary Reformer menggunakan kompresor udara.

Reaksi pembakaran O2 dari udara dengan H2 hasil reaksi reforming di

Primary Reformer :

O2 + H2 H2O + Panas ( exothermic)

Akan menghasilkan panas yang akan dipakai oleh reaksi reforming Scondary

Reformer. Campuran hasil  reaksi di Scondary Reformer ini akan 

menyisakan N2 yang praktis tidak/belum bereaksi dengan H2 dan campuran

gas lainnya. N2 akan bereaksi dengan H2 nantinya di Converter Amoniak

setelah menjalani berbagai proses pemurnian berikutnya. Adapun reaksi yang

terjadi di scondary reformer adalah sebagai berikut :

CH4 + udara CO + 2H2 + N2

Kondisi operasi di Scondary Reformer :

Pressure                      : 35-40 kg/cm2G

Temperature Inlet        : 520-560oC

Temperature Outlet     : 950-1050oC

CH4 Outlet                  : 0,2-1,0 % berat

CO Outlet                   : 10-13 % berat

H2 Outlet                    : 54-56 % berat

4. Shift converter, CO2 removal dan metanasi

Karbondioksida yang ada dalam gas hasil reaksi yang terjadi pada scondary

reformer (Reforming Unit) dipisahkan dahulu di Unit Purification, Karbon

dioksida yang telah dipisahkan dikirim sebagai bahan baku Pabrik Urea. Sisa

Karbon dioksida yang terbawa dalam gas proses, akan menimbulkan racun

pada katalisator Ammonia Converter, oleh karena itu sebelum gas proses ini

dikirim ke Unit Synloop & Refrigeration terlebih dahulu masuk ke

Methanator.

Konverter Sintesis Amonia.

Kimia Industri_Pupuk| 12

Page 11: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Konverter ini terdiri dari selongsong (cangkang) tekanan tinggi berisi bagian

katalis dan penukar kalor. Bagian katalis adalah selongsong berbentuk

silinder yang ditempatkan di dalam selongsong tekanan tinggi tadi sehingga

terdapat anulus di antara kedua selongsong itu. Untuk menjaga supaya katalis

selalu berada pada suhu optimum, agar hasil maksimum, gas umpan dingin

diinjeksikan sebagai pendingin kejut di antara unggun – unggun katalis.

Unggun paling atas berisi katalis paling sedikit. Oleh karena gradien suhu

pada unggun – unggun berikutnya lebih landai, ukuran unggun pun diatur

bergradasi, yaitu makin ke bawah makin besar. Penukar kalor terdapat di

bawah bagian katalis. Penukar kalor ini memberikan pemanasan awal

terhadap gas gas umpan yang mengambil kalor dari gas panas hasil reaksi

dari unggun katalis paling akhir. Titik pemasukan gas pendingin kejut paling

atas memungkinkan gas umpan masuk tanpa pemanasan pendahuluan, dan

memudahkan pengendalian suhu gas masuk ke unggn katalis pertama.

Gas umpan masuk dari puncak konverter dan mengalir ke bawah antara

selongsong tekanan dan dinding bagian katalis. Gas itu mendinginkan

selongsong dan sementara itu menjadi panas. Gas tersebut kemudian masuk

ke dalam penukar kalor di bagian bawah konverter, dan dengan bersikulasi di

Kimia Industri_Pupuk| 13

Page 12: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

dalam tabung penukar kalor, gas itu dipanaskan lebih lanjut oleh gas keluaran

yang panas. Sebagian dari gas umpan dimasukkan ke dalam langsung dari

atas unggun pertama, di mana gas itu bertemu dengan umpan yang telah

mengalami pemanasan pendahuluan. Arus gabungan itu, pada suhu 370oC

sampai 425oC, lalu masuk ke dalam unggun yang pertama. Gas tersebut

mengalir ke bawah melalui katalis dan suhu naik dengan cepat bersamaan

dengan berlangsungnya reaksi pembentukan amonia. Kemudian melalui kisi

penunjang katalis, masuk ke dalam ruang antara unggun pertama dan kedua.

Di sini suhu diturunkan dan kandungan amonia diencerkan dengan injeksi gas

umpan dingin. Dengan cara ini, suhu di semua unggun katalis dapat

dikendalikan sehingga didapatkan suhu optimum dan hasil maksimum. Gas

mengalir ke bawah melalui unggun- unggun katalis selanjutnya.

5. Compression Synloop & Refrigeration Unit

Gas proses yang keluar dari Methanator dengan perbandingan Gas Hidrogen

dan Nitrogen = 3 : 1, ditekan atau dimampatkan untuk mencapai tekanan yang

diinginkan oleh Ammonia Converter agar terjadi reaksi pembentukan uap ini

kemudian masuk ke Unit Refrigerasi sehingga didapatkan amoniak dalam

fasa cair yang selanjutnya digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea.

Hasil/Produk pada proses  diatas adalah gas amonia cair serta karbon dioksida

yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea.

Adapun Reaksi-reaksi yang terlibat dalam proses pembuatan NH3 dan

CO2 adalah sebagai berikut :

1. Reaksi Desulfurisasi

H2S + ZnO ZnS +H2O

2. Reaksi Reforming

a. Dalam primary reformer

CH4(g) + H2O (g) katalis Ni CO + 2H2(g) H = 54,3 kkal

400 psig

Kimia Industri_Pupuk| 14

Page 13: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

b. Dalam secondary reformer

CH4 + udara katalis Ni Cu + 2H2 +aN2

1730oF

3. Reaksi shift

CO + H2O katalis FeO + Cr2O3 CO2 + H2 H=-9,2 kkal

400oC

4. Reaksi Metanasi

a. CO + 3H2 Katalis Ni CH4 +H2O (eksoterm)

315oC

b. CO2 +4H2 CH4 +2H2O

5. Reaksi absorpsi/penyerapan CO2

K2CO3 + CO2 + H2O DEA 2KHCO3 + Panas

6. Reaksi pelepasan CO2

2 KHCO3 K2CO3 + CO2 + H2O + Panas

7. Reaksi sintesa amoniak

N2 + 3H2 2NH3 H=-11,0 kkal (padda 18oC)

H=-13,3 kkal (pada 659oC)

Katalisator

Katalisator adalah suatu senyawa yang berfungsi untuk mempercepat suatu

reaksi kimia. Secara fisik katalisator tidak berubah bentuk walaupun terlibat

dalam suatu reaksi kimia. Dari bentuknya katalisator di pabrik Amoniak

sebagian besar berbentuk padatan. Hanya DEA (Dietanol Amione) yang

berbentuk cairan.

Katalisator yang dalam bentuk padatan ini disuplai dari pembuatnya dalam

kondisi masih teroksidasi. Untuk mengaktifkanya katalisator harus terlebih

dahulu direduksi (penurunan bilangan oksida) menggunakan pereduksi H2

dan CO2, akan tetapi yang umum dipakai adalah H2 karena kenaikan

Kimia Industri_Pupuk| 15

Page 14: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

temperatur yang dihasilkan dari aktifasi/reduksi katalis masih dapat

dikendalikan dibandingkan bila menggunakan CO sebagai pereduksi.

Berikut adalah salah satu contoh reaksi reduksi katalis Fe3O4 dengan H2 :

3Fe2O3 + H2 — 2Fe3O4 +H2O + Panas

Katalisator yang aktif (tereduksi) bila terkena udara ( O2 ) akan bereaksi

dengan cepat dan menghasilkan panas yang besar (pyrophoric) dan sulit

dikendalikan, oleh karena itu katalisator baru selalu disuplai oleh penjual

dalam bentuk teroksidasi agar pada saat dibuka drumnya ketika akan

dimasukkan ke dalam reaktor tidak bereaksi dengan udara.

Untuk menjaga katalisator tetap tinggi aktifitasnya maka beberapa beberapa

racun katalis berikut harus dipastikan tidak masuk ke dalam sistem reaksi :

Sulfur

Carbon

Cl-

Phospat

Khusus untuk katalis synthesa amoniak disamping racun-racun diatas berikut

racun-racun lainnya yang dapat menurunkan aktifitas katalis :

CO

CO2

H2O

b. Pembuatan Pupuk Urea

Diagram pembuatan urea menurut menurut proses resirkulasi total adalah

sebagai berikut

CO2 camp.hasil lar. Urea

but.

Kimia Industri_Pupuk| 16

SINTES

A

U

R

DEKOMP

OSI

SI

KRISTAL

ISA

SI

&

Page 15: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Reaksi 95% urea

NH3 NH3

Lar. Karbamat CO2 lar. induk

Pembuatan urea secara komersil dari NH3 dan CO2 melalui 2 tahap reaksi

kesetimbangan sebagai berikut :

2NH3(g) + CO2(g) NH2CONH4(l) ΔH =-28 kkal/mol

NH2CONH4(l) NH2CONH2(l) + H2O(l) endoterm

Reaksi tahap 1 sangat eksotermis dan berlangsung dengan cepat sehingga

panas reaksi yang di hasilkan harus segera dihilangkan agar temperatur

campuran reaktan tidak naik. Sedangkan panas yang diserap reaksi 2

masih lebih kecil. Secara praktis reaksi pembentukan urea hanya

berlangsung dalam fasa cair (153 C titik leleh amm karbamat) sedangkan

fasa cair tersebut mengandung amm. Karbamat, amonia dan CO2 terlarut

yang mudah menguap, sehingga pada temperatur yang tinggi diperlukan

tekanan tinggi agar fasa cair tetap dapat terjaga.

Konversi karbamat menjadi urea berkisar antara 50-80 %, yang tidak

terkonversi kemudian dipisahkan dari urea dan air, dan diresirkulasi ke

dalam reaktor. Tahap pemisahan dan resirkulasi inilah yang menjadi ciri

dari teknologi proses urea yang berbeda – beda.

Larutan karbamat adalah sangat korosif sehingga dibutuhkan bahan

konstruksi reaktor yang khusus, misalnya stainless steel dengan pasifasi

injeksi oksigen atau paduan khusus dengan Ti dan Cr. Sifat korosif ini

bertambah bila temperatur lebih tinggi, sehingga pada proses komersil

kondisi sintesa ini berlangsung pada 170-210 C, 150-250 atm dan

Kimia Industri_Pupuk| 17

RECOVE

RY

Page 16: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

NH3/CO2 = 0,15 sampai 0,65 yang pada dasarnya merupakan kompromi

antara tekanan yang wajar dan laju korosi yang dapat diterima dengan

kecepatan reaksi dan derajat konversi yang memadai.

Selama sintesa urea, terjadi pula reaksi samping pembentukan senyawa

biuret yang tidak diinginkan karena merupakan racun bagi tanaman.

Pembentukan senyawa ini menurut persamaan :

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3 endotermis

Konsentrasi senyawa ini harus dibawah 1 % (0,7-0,8). Dalam persamaan

diatas terlihat bahwa biuret dapat terbentuk bila kadar NH3 rendah serta

kontak dengan temperatur tinggi terjadi cukup lama.

Produksi sintesa terdiri atas urea, biuret, amonium karbamat, air dan

kelebihan amoniak. Untuk pemisahan urea dari produk lain dilakukan

dengan pemanasan pada tekanan rendah, sehingga terjadi reaksi

kesetimbangan sebagai berikut :

NH2CONH2 CO2 + 2NH3

Akan tetapi bersama dengan itu terjadi pula hidrolisa urea yang akan

mengurangi produksi urea :

NH2CONH2 + H2O CO2 + 2NH3 –q2

Reaksi diatas terjadi pada temperature tinggi , tekanan rendah , dan waktu

tinggi yang lama , sejalan dengan kondisi terbentknya biuret. Sehingga

dekomposisi dilakukan dalam 3 tahap berupa ekspansi hingga tekanan

17,24, dan 1 atmosfir.

Untuk memisahkan gas-gas tersisa dari larutan urea dilakukan dengan

menghembuskas udara melalui larutan dari dasar gas-separator, yang juga

berfungsi untuk mengubah besi fero dari alat yang terkorosi menjadi besi

feri yang dapat dipisahkan dengan saringan.

Kimia Industri_Pupuk| 18

Page 17: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Terdapat beberapa cara untuk mengolah gas hasil dekomposisi ini yaitu :

Dengan proses sekali lewat (once through), dimana semua gas NH3 dan

CO2 diteruskan ke proses “down stream “ untuk pembuatan senyawa nitrogen

lain seperti HNO3, NH4NO3,(NH4)2SO4 dan lain-lain.

Diserap dengan larutan urea yang berasal dari larutan untuk proses

kristalisasi dan pembutiran , sehingga NH3 dan CO2 diserap dan bergabung

kembali menjadi ammonium karbamat, yang diresirkulasi kereaktor,

sedangkan NH3 berlebih dicairkan dan dipisahkan sebagai bahan baku.

Larutan kemudian dipekatkan dan dikristalisasi dalam vakum setelah

dibersihkan dari minyak dan logam-logam teroksidasi. Kristal urea

dipisahkan dengan sentrifuge, kemudian dikeringkan dengan udara panas

hingga kadar airnya dibawah 0,31. Kristal kering dilelehkan dan

dibutirkan didalam menara pembutir (priling tower). Sejumlah larutan

induk yang mengandung biuret dikembalikan keseksi recovery sebagai

larutan pengabsorpsi NH3 dan CO2 sehingga memberikan reaksi sebagai

berikut :

NH2CONHCONH2 + NH3 2NH2CONH2

Bahan  baku  : Gas CO2  dan  Liquid  NH3  yang di supply dari Pabrik

Amoniak. Proses pembuatan Urea di bagi menjadi  6 Unit yaitu :

Diagram Pembuatan Urea

Kimia Industri_Pupuk| 19

Page 18: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

1.    Sintesa Unit

Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa

dengan mereaksikan Liquid NH3 dan gas CO2 didalam Urea Reaktor dan

kedalam reaktor ini  dimasukkan juga larutan Recycle karbamat yang berasal

dari bagian Recovery.

Tekanan operasi disintesa adalah  175 Kg/Cm2 G. Hasil Sintesa Urea dikirim

ke bagian Purifikasi untuk dipisahkan Ammonium Karbamat dan kelebihan

amonianya setelah dilakukan Stripping oleh CO2.

2.    Purifikasi Unit

Amonium Karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan Ammonia di Unit

Sintesa diuraikan dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan

pemanasan dengan  2 step penurunan tekanan, yaitu pada 17 Kg/Cm2 G. dan

22,2 Kg/Cm2 G. Hasil peruraian berupa gas  CO2 dan NH3 dikirim kebagian

recovery, sedangkan larutan Ureanya dikirim ke bagian Kristaliser.

3.    Kristaliser Unit

Larutan Urea dari unit Purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vacum,

kemudian kristal Ureanya dipisahkan di Centrifuge. Panas yang di perlukan

Kimia Industri_Pupuk| 20

Page 19: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

untuk menguapkan air diambil dari panas Sensibel Larutan Urea, maupun

panas kristalisasi Urea dan panas yang diambil dari sirkulasi Urea Slurry ke

HP Absorber dari Recovery.

4.    Prilling Unit

Kristal Urea keluaran Centrifuge dikeringkan sampai menjadi 99,8 % berat

dengan udara panas, kemudian dikirimkan kebagian atas prilling tower untuk

dilelehkan dan didistribusikan merata ke distributor, dan dari distributor

dijatuhkan kebawah sambil didinginkan oleh udara dari bawah dan

menghasilkan produk Urea butiran (prill). Produk Urea dikirim ke Bulk

Storage dengan Belt Conveyor.

5.    Recovery Unit

Gas Ammonia dan Gas CO2 yang dipisahkan dibagian Purifikasi diambil

kembali dengan 2 Step absorbasi dengan menggunakan Mother  Liquor

sebagai absorben, kemudian direcycle kembali ke bagian Sintesa.

6.    Proses Kondensat Treatment Unit

Uap air yang menguap dan terpisahkan dibagian Kristalliser didinginkan dan

dikondensasikan. Sejumlah kecil Urea, NH3 dan CO2 ikut kondensat

kemudian diolah dan dipisahkan di Stripper dan Hydroliser. Gas CO2 dan gas

NH3 nya dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover. Sedang air

kondensatnya dikirim ke Utilitas.

Kimia Industri_Pupuk| 21

Page 20: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Pada umumnya pupuk dengan kadar N yang tinggi dapat membakar daun

tanaman sehingga pemakaiannya perlu lebih hati-hati. Jangan memberikan

pupuk urea ini terlalu dekat dengan tanaman. Sedangkan Bentuk dan sifat-

sifat Urea adalah  berupa kristal putih yang  mudah larut dalam air serta

mempunyai sifat fisis sebagai berikut :

Density (padat pada 20 o C ) : 1335 kg/m3

Titik leleh ( melting Point ) : 132 o C

Panas Spesifik (Melt ) : 126j/mol/o C

Panas peleburan ( Melt Point ) : 13,6 kj/mol

Berat Molekul : 60,056

Kimia Industri_Pupuk| 22

Page 21: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Limbah cair urea

Penyerapan tersebut perlu dilakukan karena bila limbah yang mengandung

senyawa nutrien tinggi, misalnya lembah pupuk urea yang masuk ke perairan,

maka dalam jangka panjang akan menyebabkan eutrofikasi. Beberapa dampak

dapat muncul akibat eutrofikasi, yakni bau dan rasa yang tidak sedap,

kekurangan (deplesi) oksigen pada malam hari, penetrasi cahaya ke dalam

kolam air berkurang, kematian ikan, dan keracunan pada hewan maupun

manusia.

Pengolahan limbah cair industry pupuk urea menggunakan chlorella sp pada

berbagai konsentrasi fosfat. Pemanfaatan alga dalam pengolahan limbah cair

industry pupuk akan menimbulkan dampak positif bagi lingkungan yaitu dapat

bertindak sebagai biokatalis dalam menurunkan kandungan bahan organic dan

anorganik dalam limbah. Mikroalga yang dimanfaatkan anatara lain Chlorella

sp juga memiliki kandungan gizi yang tinggi.

Dampak limbah cair  industri pupuk urea

Menurunkan kualitas lingkungan

Limbah cair yang dihasilkan oleh proses produksi dari industri pupuk urea dapat menimbulkan adanya rasa dan bau yang tidak sedap pada penyediaan air bersih, akibat adanya amoniak dalam limbah cair tersebut

Berdampak pada kesehatan makluk hidup

Kimia Industri_Pupuk| 23

Page 22: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Bahan beracun yang terkandung dalam limbah cair industri pupuk mampu merusak sel hewan terutama pada classis mamalia termasuk manusia, akibat adanya amoniak. Apabila senyawa amniak dalam konsentrasi yang tinggi masuk dalam perairan dapat membahayakan kehidupan hewan, biota air, maupun manusia disekitarnya. Misalnya dampak amoniak pada ikan dapat menyebabkan kerusakan pada insang, sehingga konsekuensi respirasi ikan akan terganggu. insang penting untuk keseimbangan asam-basa dalam pengaturan pH darah ikan serta untuk pertukaran ion seperti natrium dan klorida dalam darah. Oleh karena itu, kerusakan insang akan mengganggu terjadinya sejumlah  proses penting dalam metabolisme ikan. Amoniak juga menyebabkan kerusakan kulit, sirip, dan usus. Paparan amoniak yang lebih kronis menyebabkan terhambatnya pertumbuhan, mematiakan sistem kekebalan serta merusak sistem syaraf.

 

Pengelolahan limbah cair industri pupuk urea

1. Equalisasi

Yaitu pengolahan air limbah yang berfungsi untuk meratakan beban pencemar air limbah (mencampur untuk menjadi lebih homogen)  serta untuk mengurangi atau mengendalikan variasi karakteristik air limbah agar tercapai kondisi optimum untuk proses lebih lanjut.

2. Netralisasi

Yaitu suatu proses pengolahan air limbah yang digunakan untuk menetralkan asam atau basa karena beberapa limbah industri umumnya bersifat asam atau basa, sehingga memerlukan netralisasi sebelum dialirkan ke proses lebih lanjut atau dibuang ke badan air penerima.

3. Pengelolaan fisik / pengendapan

Yaitu suatu proses pengolahan air limbah untuk mengurangi padatan tersuspensi. Pada proses pengendapan ini partikel padat dibiarkan mengendap ke dasar tangki yang biasanya untuk mempercepat proses sedimentasi ditambahkan bahan kimia.

4. Pengolahan biologi

Yaitu suatu proses pengelolaan air limbah yang bertujuan untuk mengurangi zat organik melalui mekanisme oksidasi biologis. Pengolahan secara biologi terdiri dari:

a)      Kolam aerasi

Yaitu kolam yang diberikan perlakuan aerator sehingga akan mampu untuk meningkatkan oksigen terlarut dalam air limbah tersebut sehingga dapat mencukupi kebutuhan mikroba

Kimia Industri_Pupuk| 24

Page 23: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

b)      Nitrifikasi dan Denitrifikasi

Yaitu pengolahan air limbah dengan cara menghilangkan nitrat melalui proses biologis

c)      Lumpur aktif

Yaitu melibatkan sejumlah mikroorganisme yang merupakan biomasa aktif yang mampu mereduksi substrat dan memiliki permukaan yang dapat menyerap.

d)     Trickling filter

Yaitu kumpulan benda padat yang berbentuk silinder, pada tempat tersebut di berikan kerikil, pasir dan substrat untuk menyaring air limbah yang akan disemprotkan dari atas silinder tersebut. Pada kerikil dan pasir tersebut akan membentuk lapisan biofilm sehingga mampu untuk mendegradasi bahan organik yang berada pada air limbah tersebut

Menurut kami secara biologi pengelolaan limbah cair industri pupuk urea yang paling tepat adalah menggunakan gabungan proses Nitrifikasi-Denitrifikasi dengan lumpur aktif sera microalgae, karena apabila menggunakan Nitrifikasi-Denitrifikasi dengan lumpur aktif saja akan menyebabkan kadar COD limbah cair ini rendah, sehingga proses nitrifikasi-denitrifikasi heterotrofik tersebut memerlukan banyak masukan sumber karbon, dalam hal ini adalah Metanol. Selain itu, kinerja proses tidak terkendali ketika terjadi fluktuasi karakteristik limbah yang ekstrim.

Menanggapi masalah tersebut, untuk menguraikan limbah cair urea kadar tinggi dan ammonia kadar tinggi alternative yang digunakan dalam pengelolaan limbah cair industri pupuk adalah dengan gabungan proses Nitrifikasi-Denitrifikasi dengan lumpur aktif sera microalgae. Karena Microalgae merupakan mikroba autotrof yang mampu memanfaatkan (NH2)2CO dan NH3-N sebagai sumber nitrogen (sumber N) dan  gas karbon dioksida (CO2) sebagai sumber karbon (sumber C). Dalam skala besar  microalgae selalu berasosiasi dengan bakteri/mikroba lain. Pada dasarnya, interaksi bakteri algae mampu memurnikan air sungai. Aktivitas metabolisme bakteri heterotropik-aerobik menghasilkan CO2, NH4

+, NO3-, PO4

3- dan sebagainya. Mikroalgae menyerap senyawa-senyawa tersebut dan menghasilkan bahan organik, O2,dan H2O. Oksigen yang diproduksi mikroalgae digunakan oleh bakteri aerobik-heterotrofik diantaranya untuk reaksi nitrifikasi dan bakteri aerobik-denitrifikasi.

Melalui proses fotosintesis, microalgae menggunakan CO2 dari bakteri aerob dan amonia untuk membentuk protoplasma sel dan melepaskan molekul oksigen.

 

Faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan (fotosintesis) microalgae adalah intensitas cahaya, suhu air, Ph, makro dan

Kimia Industri_Pupuk| 25

Page 24: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

mikronutrien, 5 konsentrasi. Walaupun mengandung unsur karbon, karbon pada urea tidak bisa digunakan sebagai sumber hara, karena karbon dalam bentuk teroksidasi dan selama hidrolisis terlepas sebagai CO2 dalam reaksi sebagai berikut:

 

Sumber nitrogen utama yang dapat digunakan oleh microalgae adalah nitrat dan amonia-N, sedangkan penggunaan nitrit dibatasi oleh toksisitasnya. Bila nitrat dan amonia-N terdapat bersama, maka nitrat tidak akan diabsorpsi sampai semua amonia-N habis terserap. Hampir semua microalgae memiliki enzim urease sebagaimana halnya tumbuhan tingkat tinggi. Urea digunakan sebagai sumber N dalam pertumbuhan berbagai jenis microalgae, bahkan juga oleh microalgae yang tidak mempunyai urease.

Bakteri memanfaatkan bahan organik yang dihasilkan oleh microalgae atau berasal dari microalgae mati sebagai sumber karbon untuk mensintesa sel baru dan untuk kebutuhan energi membentuk produk akhir seperti CO2, NH4

+ pada proses respirasi dan sintesis,Microalgae memanfaatkan CO2 sebagai sumber karbon untuk fotosintesis.

c. Pupuk ZA

Amonium Sulfat atau yang biasa disebut ZA merupakan salah satu jenis

pupuk buatan yang berguna bagi tanaman. Pupuk ZA adalah pupuk yang sekaligus

mengandung 2 (dua) unsur hara yaitu Nitrogen (N2) dan unsur hara Sulfur (S).

Nitrogen pada tanaman diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan

bagianvegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar.

Berperan penting dalam halpembentukan hijau daun yang berguna dalam

proses fotosintesis, membentuk protein,lemak dan berbagai persenyawaan

organik, meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan

serta meningkatkan perkembang biakan mikroorganisme di dalam tanah

Unsur hara belerang (S) memiliki manfaat yg besar untuk pertumbuhan

tanaman. Adapun manfaat dari unsur hara belerang (S) yaitu untuk membantu

pembentukan butir hijau sehingga daun lebih hijau, menambah kandungan

protein dan vitamin tanaman, berperan dalam sintesis minyak yang berguna

pada proses pembuatan gula, dan memacu pertumbuhan anakan produktif.

Unsur belerang pada pupuk ZAtermasuk unsur makro yaitu sebesar 24 %.

Kimia Industri_Pupuk| 26

Page 25: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Pupuk ZA mengandung belerang 24% dan nitrogen 21%. Kandungan

nitrogennya hanya separuh dari urea, sehingga biasanya pemberiannya

dimaksudkan sebagai sumber pemasok hara belerang pada tanah-tanah yang

miskin unsure hara ini. Namun, pupuk ini menjadi pengganti urea sebagai

pemasok nitrogen bagi pertanaman tebu karena tebu akan mengalami

keracunan bila diberi pupuk urea.

Produksi pupuk amonium sulfat ((NH4)2SO4) atau pupuk ZA dapat

menggunakan beberapa macam bahan baku, salah satunya adalah dengan menggunakan

amoniak dan asam sulfat murni. Di Indonesia, amoniak diproduksi oleh

beberapaperusahaan. Hal ini menunjukkan bahwa bahan baku untuk pupuk ZA masih

dapatterpenuhi. Pupuk sangat dibutuhkan di berbagai komoditas, baik yang

termasuk kedalam sektor pertanian (tanaman pangan, hortikultura, perkebunan

dan peternakan),maupun sektor-sektor diluar pertanian yaitu kehutanan,

perikanan dan perindustrian. Tertentu terutama padi, pupuk merupakan

kebutuhan pokok petanidalam meningkatkan produksi padi.

Bahan Baku Produksi Pupuk ZA

Bahan baku pembuatan Amonium Sulfat adalah amoniak dan asam sulfat.

Untuk kebutuhan amoniak dalam negeri diperoleh dari PT.Pupuk Kujang, Jawa

Barat yang mampu memproduksi amoniak dengan kapasitas produksi 540.197

ton/tahun pada tahun 2006. PT. Timur Raya Tunggal, Jawa Barat mempu

menyediakan asam asulfat dengan kapasitas produksi 396.000 ton/tahun dan

PT. Sud Chemic Indonesia dengan kapsitas produksi 297.000 ton/tahun

Teknologi Proses Produksi

Dalam proses pembuatan pupuk ZA, dikenal ada empat jenis proses.

Diantaranya :

A. Reaksi Netralisasi

Kebanyakan dari produk Amonium Sulfat dibuat dari proses netralisasi dengan

mereaksikan amoniak dan asam sulfat kuat pada tekanan atmosfer. Reaksi yang

terjadi sebagai berikut :

Kimia Industri_Pupuk| 27

Page 26: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

2NH3(g) + H2SO4(l) → (NH4)2SO4(s) + Q

Reaksi yang berlangsung adalah reaksi eksotermis (65,5 kcal/gmol). Panas

yang timbul ini dikendalikan dengan pendinginan menggunakan air pada

reactor. Dalam proses ini lebih effisien karena reaksi antara Amoniak dan

Asam Sulfat terjadi di saturator yang mempunyai 2 fungsi yaitu sebagai

penetral dan pembentukan kristal (kristalisasi). Amonium Sulfat yang

terbentuk dipompakan ke centrifuge dimana dipisahkan antara kristal dan

mother liquor. Kristal dikeringkan di dalam rotary dryer dengan menggunakan

udara panas.

B. Amonium Sulfat dari Proses Karbonisasi Batu Bara

Pada tahun 1920-an proses karbonasi batu bara ini sangatlah populer di

kalangan industri. Tapi pada perkembangannya proses ini makin lama makin

berkurang seiring dengan meningkatnya instalasi oil gas process

dan penggunaan minyak serta gas alamuntuk pemanasan. Di lain pihak batu

bara yang dikarbonasi tetap digunakan untuk memproduksi Amonium Sulfat.

Untuk memproduksi Amonium Sulfat dari batu bara ada tiga cara yaitu cara

langsung, tidak langsung, semi langsung.

Pada proses langsung, mula-mula semua gas didinginkan untuk penghilangan

sejumlah besar tar sebelum dialirkan ke saturator jenis bubble atau spray.

Kristal Amonium Sulfat dipisahkan dari liquor nya, kemudian dicucidi dalam

centrifuges, dikeringkan, kemudian dibawa ke penyimpanan.

Untuk proses langsung ini memiliki banyak sekali kelemahan terutama pada

impuritas produk yang dikarenakan kontaminasi dari tar, pyridine, ataupun

komponen organik lainnya yang nantinya akan mengakibatkan harga

ammonium sulfat yang dijual di pasaran menjadi jauh berkurang, dan

klorid dari minyak, tampungan air yang digunakan akan menyebabkan

Amonium Klorida dan menyebabkan korosi, kecuali telah dipasangi peralatan

khusus pencegah korosi. Namun proses ini juga memiliki kelebihan yaitu biaya

investasi dan operasi yang rendah, karena keterbatasan dari proses langsung

ini maka mulailah dicari metodebaru yaitu proses tidak langsung. Pada proses

Kimia Industri_Pupuk| 28

Page 27: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

ini gas panas dari oven mula-mula didinginkan dengan sirkulasi wash

liquor dan scrubbing air.

Liquor yang telah dikombinasikan kemudian dipisahkan dengan Amoniak

bebas di dalam kolom striping. Kemudian setelah di striper liquor  tersebut diolah

dengan larutan basa untuk pemisahan Amonium klorida setelah itu barulah

dialirkan ke dalam reactor saturator yang kemudian dibentuk Amonium Sulfat

Untuk metode semi langsung gas didinginkan dan kemudian

dihilangkan tarnya sert untuk memproduksi kondensatnya yang mengandung

cukup banyak amoniak. Untuk proses semi langsung ini diproduksi dengan

hasil Amonium Sulfat yang lebih murni dan dengan yield recovery Ammonia

yang lebih tinggi.

C. Reaksi antara gypsum dan amonium karbonat

Di negara Inggris, Austria dan India, Ammonium Sulfat diproduksi dengan

reaksi antara kalsium Sulfat dan Ammonium karbonat. Metode ini dikenal juga

sebagai Mersseburg Process, yang menggunakan gypsum dan Kalsium Sufat

Anhidrat.

Reaksi yang terjadi adalah :

NH3(g) + H2O(1) → NH4OH(aq) (-8.320 cal/gmol)

2NH4OH(aq) + CO2(g) → (NH4)2CO3(S) + H2O(1) (-22.080 cal/gmol)

CaSO4.H2O(aq) + (NH4)2CO3(s) → CaCO3(S) + (NH4)2SO4(S) + H2O(1) (-

3.900cal/gmol)

Proses ini digunakan pada negara-negara yang memiliki sumber

Kalsium Sulfat tetapi tidak memiliki Sulfur untuk memproduksi Amonium

Sulfat. Baik produk dari proses ini dapat digunakan pada industri

semen atau juga dapat digunakan pada pabrik Kalsium Amonium Sulfat.

D. Reaksi antara amoniak dan sulfur dioksida

Kimia Industri_Pupuk| 29

Page 28: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Pada proses ini, dibagi menjadi dua jenis proses. Diantaranya adalah :

Proses Marino Amonium Sulfat dibuat dengan de sulfurisasi udara Amoniak cair

dengan Sulfur Dioksida bereaksi di dalam reaktor kristaliser  yang terbuka. Dalam

pencampuran antara Sulfur dioksida, oksigen, air, dan Amoniak juga ditambah

vanadium pentoxide pada suhu 200-450oC dan tekanan 0,1-5 atm.

SO2 + ½ O2 + H2O + 2NH3 → (NH4)2SO4 +128,7 kkal/gmol

Kemudian dipisahkan di centrifuge dan dikeringkan di rotary dryer . Proses

Piritas Espanolas (PE)Amonium Sulfat dapat dibuat dengan mengabsorbsi gas

sulfur pada pelarut organik dan menghasilkan sulfit / kaya liquor  dengan udara

untuk memproduksi sulfat. Kemudian ditambahkan Amoniak untuk

menghasilkan Amonium Sulfat. Setelah itu dipisahkan dari solvennya,

disentrifugasi, dikeringkan. Solvent yang digunakan biasanya adalah Toluena.

2C7H7NH2 + SO2 + H2O → (C7H7NH3)2SO3

(C7H7NH3)2SO4 + ½O2 → (C7N7NH3)2SO4

(C7N7NH3)2SO4 + 2NH → 2C7H7NH2 + (NH4)2SO4

Namun untuk proses produksi pupuk ZA, proses yang sering digunakan adalah

proses Netralisasi karena :

Lebih ekonomis

Proses lebih sederhana

Bahan baku mudah didapat

Tanpa menggunakan katalis

Proses Produksi Pupuk ZA

Proses yang sering digunakan dalam pembuatan pupuk ZA adalah proses netralisasi

karena memiliki beberapa keuntungan. Bahan baku yang digunakan

dalamproses pembuatan pupuk ZA dengan metode netralisasi adalah amoniak

dan asam sulfat (reaktan murni). Digunakan metode netralisasi karena mudah,

Kimia Industri_Pupuk| 30

Page 29: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

cepat, memiliki konversiyang tinggi, dan menggunakan bahan baku yang mudah

didapat. Dibawah ini merupakan gambar diagram alir proses pembuatan pupuk

ZA denganmetode netralisasi

1) Tahap Penguapan

Dalam proses pembuatan pupuk ZA, alat yang digunakan pada tahap

penguapan ini adalah vavorizer

2) Tahap Netralisasi

Alat yang digunakan pada tahap netralisasi pada proses pembuatan pupuk

ZA adalah saturator.

Kebanyakan dari produk Amonium Sulfat dibuat dari netralisasi dengan

mereaksikan Amoniak dan Asam Sulfat kuat pada tekanan atmosfer.

Reaksi tersebut adalah sebagai berikut

2NH3 (g) + H2SO4 (l) → (NH4)2SO4 (s) + Q

Reaksinya adalah eksotermis (65,5 kcal/gmol). Panas yang timbul ini

dikendalikan dengan pendinginan menggunakan air pada reaktor. Dalam

proses ini lebih effisien karena reaksi antara Amoniak dan Asam Sulfat

terjadi di saturator yang mempunyai dua fungsi yaitu sebagai penetral

(netralisasi) dan pembentukan kristal (kristalisasi).

3) Tahap Pemisahan

Pada tahap pemisahan pada proses pembuatan pupuk ZA, alat yang

digunakan adalah Centrifuge. Amonium Sulfat yang terbentuk pada proses

Kimia Industri_Pupuk| 31

Page 30: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

sebelumnya, kemudian dipompakan ke centrifuge dimana dipisahkan antara

kristal dan mother liquor .

4) Tahap Pengeringan

Tahap akhir dalam proses pembuatan pupuk ZA adalah tahap

pengeringan. Tahap pengeringan adalah proses untuk menghilangkan

sejumlah cairan volatile yang terdapat dalam padatan dengan cara

evaporasi. Dalam industri pupuk seperti ammonium sulfat (ZA), proses

pengeringan biasanya dilakukan dengan menggunakan rotary dryer. Untuk

dapat mendesain dan menganalisa kinerja suatu rotary dryer , perlu

diketahui terlebih dahulu karakteristik pengeringan bahan padatyang

dikeringkan. Hal ini dapat dilaksanakan secara eksperimen

denganmenggunakan alat tray dryer . Selama proses pengeringan dalam tray

dryer terjadi peristiwa fundamental secara bersamaan yang meliputi

transfer panas dari media pengering(biasanya udara) ke padatan yang

dikeringkan dan transfer massa air dari padatanyang dikeringkan ke

media pengering (udara).

5) Tahap Penyerapan

Tahap penyerapan dilakukan jika setelah tahap pengeringan masih tersisa

cairanyang tidak  volatile.

6) Tahap Penampungan Produk 

Produk/hasil yang didapatkan ditampung untuk selanjutnya dianalisis

kadar nitrogen,kadar sulfur, kadar air dan ukuran butirannya.

Limbah Industri

Dalam pabrik pembuatan pupuk ZA selama proses produksinya menghasilkan

bebraopa limbah , antara lain :

1. Limbah Gas

Limbah gas adalah suatu limbah yang berasal dari debu-debu hasil produksi

yang ikut keluar bersama udara luar. Debu ini diolah terlebih dahulu sebelum

dibuang ke udara. Proses pengolahan limbah debu melalui proses wet Cyclone

dimana debu tersebut dibasahi dengan air kemudian dimasukkan ke dalam

tangki penampungan dan kemudian dapat dibuang.

Kimia Industri_Pupuk| 32

Page 31: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

2. Limbah Cair

Limbah cair ini diperoleh dari proses flushing peralatan yang dilakukan secara

berkala dan juga berasal dari oli. Oli ini didapat dari hasi oil separator. Proses

pengolahan limbah cair ini yaitu melalui proses netralisasi dimana limbah cair

tersebuit ditambahkan dengan Ca(OH)2 kemudian dimasukan ke dalam kolam

aerasi. Kolam aerasi ini terdapat bakteri yang dapat menyerap racun atau zat

yang berbahaya sebelum dibuang. Setelah melalui kolam aerasi, amka limbah

cair tersebut akan mengendapa dan tidak berbahaya lagi bagi lingkungan.

3. Limbah Padat

Limbah padat dapat bersumber dari bahan baku, proses dan produksi samping

yang tidak diinginkan. Limbah padat terdiri dari gypsum dan kapur.

Pengolahannya dapat menggunakan prinsip 3R (reuse, reduce, recycle) atau

dumping.

2.3.2 Proses Pembuatan Pupuk Alami

Selain pupuk buatan, terdapat pula pupuk alami sebagai contoh pupuk alami yaitu :

Deskripsi

Pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari bahan organik misal sisa-sisa

tanaman, hewan, manusia, limbah pasar, limbah pabrik, pupuk hiau, mineral alam,

dan lain-lain. Pupuk kompos ini  sangat membantu dalam pertumbuhan sebuah

tanaman dimana pupuk kompos mempunyai bahan yang alami yang dapat membuat

tanaman tumbuh subur.

a. Pembuatan Pupuk Organik

Sebenarnya proses pembuatan pupuk organik itu gampang tapi bagi orang

awam mungkin sulit karena belum berpengalaman dalam membuat pupuk.

Seiring dengan perkembangan teknologi proses pembuatan pupuk menjadi

sangatlah mudah dan gampang bagi orang awam sekalipun karena didukung

dengan mesin yang terbukti  mudah di operasikan, tahan lama, produktif, dan

Kimia Industri_Pupuk| 33

Page 32: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

hemat tenaga. Dalam membuat pupuk yang terpenting adalah kualitasnya

dalam hal ini adalah kandungan unsur hara didalam pupuk dan umumnya

pupuk organik mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Untuk membuat pupuk organik granul kita perhatikan dahulu alur proses

pembuatannya berikut:

 

Keterangan :

1. Bahan Utama

Ada berbagai macam bahan utama pembuatan pupuk organik, sedangkan

yang mudah didapat dengan harga terjangkau antara lain kotoran ayam (KA),

kotoran sapi (KS), kompos (sampah pertanian, perkebunan, pasar), blotong

(bahan samping proses pembuatan gula), kompos limbah jamur, dan masih

banyak lagi bahan yang dianggap tidak berguna disekitar kita yang bisa kita

manfaatkan untuk diolah menjadi pupuk organik. Sebagai contoh kita akan

memproduksi 16 ton pupuk sudah dalam karung selama 8 jam kerja dengan

bahan utama KS dan blotong proses pembuatan menggunakan 1 set mesin

produksi pupuk buatan Maju Jaya Tech yang sudah teruji kemampuannya.

Kimia Industri_Pupuk| 34

Page 33: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Proses pertama siapkan KS ± 6 ton, blotong  ± 9,5 ton, bahan pendukung ± 4

ton.

2. Fermentasi

Proses kedua lakukan fermentasi pada semua bahan utama secara terpisah,

fermentasi biasanya memakan waktu 5 – 30 hari. Proses ini  bertujuan agar

bahan baku utama dapat segera di olah dan memenuhi spesifikasi pupuk

organik seperti diatas. Jika tidak di fermentasi bahan baku utama dapat

diproses sekitar 1 – 2 tahun kemudian. Proses ini membutuhkan bakteri

starter (bakteri pengkompos) dan yang mudah didapat di pasar antara lain

EM4, Stardec, Orgadec, Harmoni, Super Degra, dll, setiap bakteri

pengkompos yang ada dipasar mempunyai perbedaan proses fermentasi,

kualitas serta keunggulannya, dan semua itu tercantum pada kemasannya.

3. Penghalusan

Proses ketiga setelah selesai fermentasi, semua bahan utama dihalusan

dengan crusher type CRC tujuannya agar dalam proses pencampuran

didapatkan campuran yang homogen dan hasil granulasi bulat padat, dalam

proses ini bahan utama haruslah dalam kondisi kering dengan kadar air

maksimal 20%.

4. Pencampuran

Supaya mudah dalam proses granulasi dan untuk memenuhi spesifikasi

standar pupuk organik, bahan bakuutama dicampur bahan pendukung seperti

clay, kapur, dan bahan lain sehingga produk anda mempunyai keunggulan

dibanding produk lain. Prosentase campuran tergantung kualitas pupuk yang

anda inginkan. Sebagai contoh kita akan memproduksi 16 ton pupuk sudah

dalam karung selama 8 jam kerja dengan menggunakan 1 set mesin produksi

pupuk buatan Maju Jaya Tech yang sudah teruji kemampuannya, maka kita

campurkan 5,4 ton KS, 9 ton blotong, 3,6 ton bahan pendukung, campur

semua bahan tadi sampai merata (homogen).

5. Granulasi

Kimia Industri_Pupuk| 35

Page 34: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Proses selanjutnya adalah granulasi. Cara menggranul campuran yang sudah

kita buat tadi adalah sebagai berikut: jalankan semua pan granul, kemudian

masukkan 0,5 ton campuran ke dalam semua pan granul secara merata lalu

jalankan water sprayer (semprotan air) selama ± 5 menit, tunggu beberapa

saat sampai campuran mulai membentuk butiran kemudian tambahkan lagi

campuran ke dalam granulator dikit demi sedikit dan jalankan kembali water

sprayer hingga seluruh campuran didalam granulator terbentuk butiran

kemudian butiran tersebut keluar sendiri dari granulator dan secara otomatis

akan dibawa conveyor masuk kedalam mesin pengeringan. Proses granulasi

bertujuan agar pupuk aman dalam penggunaan efektif dalam pemakaian serta

unik dalam tampilan. Agar proses granulasi efektif dan menghasilkan butiran

bulat padat kita gunakan mesin granulator type GN.

6. Pengeringan

Kemudian kita lakukan proses pengeringan untuk menurunkan kadar air

menjadi 4-20 % dengan  menggunakan dryer type DRY karena sudah teruji

tidak membuat butiran pupuk pecah atau bertambah besar sehingga produksi

meningkat. Proses pengeringan bertujuan agar produk tidak cepat rusak,

membunuh bakteri yang merugikan, menghilangkan bau, dan membunuh

bibit tanaman merugikan yang mungkin tercampur dalam bahanbaku pupuk.

7. Pengayakan

Proses dilanjutkan dengan pengayakan untuk memisahkan ukuran yang

dibawah standar (under size) ukuran standar dan ukuran diatas standar (over

size) mengunakan screen type SC. Proses ini bertujuan agar pupuk yang kita

kemas ukuran butirannya seragam sehingga meningkatkan nilai jual.

8. Pendinginan

Proses selanjutnya pendinginan bertujuan agar pupuk tidak cepat rusak dan

bisa langsung dikemas, kita gunakan mesin pendingin cooler type CL untuk

mempercepat proses produksi, karena outlet mesin ini terintegrasi dengan

karung pupuk.

9. Pengepakan

Kimia Industri_Pupuk| 36

Page 35: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Proses terakhir adalah pengepakan menggunakan karung dengan ukuran

sesuai  permintaan pasar.

Cara lain dalam pembuatan kompos :

1. Siapkan Bak plastik (beri beberapa lubang untuk mengeluarkan kelebihan

air)

2. Isi wadah bak plastik dengan pasir setelah itu masukkan sampah organik

dan sampah seperti sayuran, buah, atau dedaunan.

3. Lalu masukkan lagi kotoran ternak seperti kotoran ayam, kotoran kambing

atau lainnya.

4. Lalu taburi dengan abu gosok kemudian ditaburi tanah secukupnya.

5. Diamkan selama 1 – 2 bulan dan jaga bak plastik tersebut agar tetap

lembab. 

bak untuk wadah kompos

b. Pembuatan Pupuk Kandang

1. Tentukan suatu lokasi di sekitar kandang yang dapat dijadikan sebagai

tempat pembuatan pupuk kandang.

2. Pada tempat yang telah ditentukan tersebut digali sebuah lubang dengan

ukuran sesuai kebutuhan, tetapi dalamnya tidak boleh lebih dari 1,0 m.

Kimia Industri_Pupuk| 37

Page 36: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Lubang yang terlalu sempit dan terlalu dalam akan menyulitkan

pengambilan pupuk kandang dari lubang yang dibuat.

3. Dinding lubang tempat penampungan pupuk kandang sebaiknya terbuat

dari bahan yang dapat mencegah terjadinya rembesan air dari bagian luar

lubang. Misalnya palstik.

4. Lantai lubang tempat penampungan pupuk kandang jangan disemen,

tetapi dibiarkan saja tetap dari tanah agar air dari kotoran sapi dapat

merembes kebawah tanah.

5. Kotoran sapi dan sisa-sisa pakan ditimbun kedalam lubang dan setelah

penuh (jangan terlalu penuh keatas) lubang ditutup dengan tanah bekas

galian setebal 30 cm.

6. Membuat naungan sederhana berupa atap dari daun rumbia ataupun dari

dedaunan kering lainnya.

7. Membiarkan selama sekitar 3 bulan dan setelah itu barulah dapat

digunakan sebagai pupuk tanaman.

8.

2.4 Pupuk Berdasarkan Kandungannya

Terdapat dua kelompok pupuk berdasarkan kandungan: pupuk tunggal dan pupuk

majemuk. Pupuk tunggal mengandung hanya satu unsur, sedangkan pupuk

majemuk paling tidak mengandung dua unsur yang diperlukan.

a. Pupuk Tunggal (single fertilizer)adalah pupuk yang mengandung 1 unsur

hara, contohnya :

KCl -----------à K

TSP ----------à P

b. Pupuk Majemuk (compound fertilizer) adalah pupuk yang mengandung

lebih dari 1 unsur hara, contohnya :

D A P --------à mengandung N & P

Mutiara 16 : 16 :16 --------à mengandung N, P, K

Kimia Industri_Pupuk| 38

Page 37: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Membuat Pupuk N P K 

Pupuk NPK

Membuat pupuk majemuk NPK, adalah  dengan cara blending. Yaitu, semua

bahan baku di campur, sesuai kebutuhan. Jadilah dia pupuk mejamuk curah. 

Cara yang rumit adalah cara granulasi kimia. Ini umumnya dikerjakan di

pabrik-pabrik besar dengan peralatan cukup modern.  Butuh dana besar. 

Ada beberapa cara reaksi kimia yang dilakukan, diantaranya adalah melalui

pembuatanNitrophosphate.  Proses pembuatan nitrophosphate (juga dikenal

sebagai proses Odda) adalah metode untuk produksi industri pupuk nitrogen

yang ditemukan oleh Erling Johnson di kota Odda, Norwegia sekitar tahun

1927. Proses ini melibatkan pengasaman batuan fosfat dengan asam nitrat

untuk menghasilkan campuran asam fosfat dan kalsium nitrat.

Ca3 (PO4) 2 + 6 HNO3 + 12 H2O → 2 H3PO4 + 3 Ca (NO3) 2 + 12 H2O

Campuran didinginkan di bawah 0 derajat Celcius, di mana kalsium nitrat

mengkristal dan dapat dipisahkan dari asam fosfat.

 

Kimia Industri_Pupuk| 39

Page 38: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Pabrik Pupuk

Kalsium nitrat hydrat yang dihasilkan digunakan untuk memproduksi pupuk

nitrogen. Filtrat terutama terdiri dari asam fosfat dengan beberapa asam nitrat

dan sisa-sia kalsium nitrat, dan ini dinetralkan dengan amonia untuk

menghasilkan pupuk majemuk.

Ca (NO3) 2 + 4 H3PO4 + 8 NH3 → CaHPO4 + 2 NH4NO3 + 3 (NH4)

2HPO4

Jika ditambahkan kalium klorida atau kalium sulfat, hasilnya adalah  pupuk

NPK. Tinggal menghitung berapa porsi N, P, dan K yang akan dibuat, maka

akan bisa dibuat pupuk majemuk NPK 10-10-10, atau NPK 15-15-15, atau

NPK berapa yang diinginkan,

Kalsium nitrat dapat di terapkan sebagai pupuk, tetapi sering diubah menjadi

nitrat dan amonium karbonat kalsium menggunakan karbon dioksida dan

amonia.

Ca (NO3) 2 + 2 NH3 + CO2 + H2O → 2 NH4NO3 + CaCO3

Pembuatan secara ganulasi fisika.  Cara ini tidak membutuhkan terlalu

banyak investasi, mudah dalam aplikasinya, dan hasil yang digunakan cukup

homogen dan cukup stabil.

Kimia Industri_Pupuk| 40

Page 39: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

 

Granulator Mini

Secara sederhana dapat dijelaskan bahwa bahan baku yang mengandung  N,

P, K dicampur dan ditambahkan blender. Blender ini bisa berupa air. Urea

dan/atau ZA  biasanya digunakan sebagai bahan baku untuk unsur hara

N.  DAP atau superphos (karena SP36 tidak diproduksi lagi) sebagai sumber

unsur P (Phospor), dan ZK atau KCl sebagai sumber K ( kalium). Bahan-

bahan ini sedapat mungkin di tepungkan.   Bahan-bahan, setelah digiling

sampai mesh tertentu yang cukup halus, dapat di granulasi dengan Pan

Granulator dengan diameter kecil, bisa dari ukuran 30 cm sampai ukuran 1 m.

Kemiringan Pan Granulator, kecepatan putaran, penambahan filler yang pas.

Disini seringkali harus dilakukan  trial dan error agar tahu persis mana yang

paling bagus hasilnya.

Pemilihan bahan untuk sumber N, P, dan K, harus mempertimbangkan untuk

tanaman apa pupuk ini dibuat.  Bila akan digunakan untuk kentang , melon,

semangka, tembakau, tentunya kita harus menggunakan bahan-bahan yang

bebas Clhor dan N yang kita gunakan sebagian harus menggunakan N Nitrat.

Dan bila kita tujukan untuk tanaman padi, jagung, dan tanaman serealia

lainnya sebaiknya kita gunakan N dari Urea ataupun ZA, karena memang N

Nitrat kurang bagus untuk tanaman serealia. ,Sedangkan untuk unsur K bisa

kita gunakan dari KCl, karena tanaman tersebut cukup tahan dengan  unsur

khlorida.

Kimia Industri_Pupuk| 41

Page 40: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Cara membuat pupuk NPK:

1. Menentukan kandungan pupuk NPK yang akan dibuat. Untuk lebih

mempermudah penjelasan kita contohkan akan membuat pupuk NPK

dengan kandungan 20:15:10.

2. Menghitung kebutuhan pupuk NPK yang akan dibuat. Misalnya kita akan

membuat 200 Kg pupuk NPK dengan kandungan 20:15:10.

3. Menghitung jumlah masing-masing unsur hara yang dibutuhkan. Unsur N :

20% X 200 = 40 kg. Unsur P : 15% X 200 = 30 Kg. Unsur K : 10% X 200

= 20 Kg.

4. Mengkonfersikan kebutuhan masing-masing unsur hara dengan pupuk

tunggal yang telah dipersiapkan (Urea, SP36 dan KCl). Kandungan N

dalam urea adalah 54% maka untuk mendapatkan N 40 Kg maka

dibutuhkan Urea (100 : 54) X 40 = 74 Kg Urea. Untuk mendapatkan unsur

P 30 Kg dibutuhkan SP36 (100 : 36) X 30 = 83,3 Kg SP36. Sedangkan

kebutuhan unsur K sebesar 20 Kg akan diperolaeh dari KCl (100 : 45) X

20 = 44,4 Kg.

5. Oleh karena itu NPK dengan komposisi 20 : 15 : 10 sebanyak 200 Kg

setara dengan Urea 74 Kg + SP36 83,3 Kg + KCl 44,4 Kg.

2.5 Pabrik Pupuk di Indonesia

1. PT PUPUK SRIWIDJAJA

Kimia Industri_Pupuk| 42

Page 41: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Didirikan pada tanggal 24 Desember 1959 dengan kegiatan usaha produksi dan

pemasaran pupuk serta industri kimia lainnya. Kapasitasproduksi per tahun pupuk

urea sebanyak 2.262.000 ton dan 1.499.000 ton amonia. Beberapa anak perusahaan

yang berada di bawahnyamenghasilkan melamin, fabrikasi peralatan pabrik

serta bisnis hotel dan apartemen. Anak perusahaan tersebut adalah PT Sri

Melamin Rejeki, PT Slipi Sri Indopuri dan PT Puspetindo

2. PT PETROKIMIA GRESIK

Berdiri 31 Mei 1975, produk utama PT Petrokimia Gresik adalah pupuk Urea, SP-36,

ZA, NPK, Phonska, DAP, ZK dan kimia lainnya. Kapasitas produksi per tahun

445.000 ton Amonia, 460.000 ton urea, 650.000 ton ZA, 300.000 ton Phonska, SP 36

1.000.000 ton , 22 5.000 ton DAP, 160.000 ton NPK “Kebomas” dan 10.000 ton

ZK. Perusahaan yang berada di bawah Petrokimia Gresik adalah PT Petrosida

Gresik, PT Petrocentral,PT Petronika, PT Petrowidada, PT Kawasan Industri

Gresik,PT Puspetindo dan PT Petrokimia Kayaku.

3. PT PUPUK KUJANG

Perusahaan ini diresmikan pada tanggal 9 Juni 1975 di Dawuan, Cikampek, dengan

bidang usaha industri pupuk urea dan industri kimia lainnya.Memiliki dua

unit pabrik pupuk urea dengan kapasitas terpasang 1.156.000 ton/tahun dan 713.000

Kimia Industri_Pupuk| 43

Page 42: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

ton/tahun amonia. Anak perusahaan PT Pupuk Kujang adalah PT Sintas Kurama

Perdana,PT Kujang Sud Chemie Catalyst, PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Multi

Nitrotama Kimia danPT Kawasan Industri Kujang Cikampek

4. PT PUPUK KALTIM

PT Pupuk Kalimantan Timur beroperasi sejak tanggal7 Desember 1977 di Bontang,

Kalimantan Timur, dengan bidang usaha industri pupuk urea dan kimia lainnya. Pada

tahun 2006, kapasitas terpasang per tahun produksi pupuk urea sebanyak 2.980.000

ton dan 1.848.000 ton amonia.Perusahaan ini memiliki beberapa anak perusahaan,

yaitu PT Kaltim Industrial Estate, PT DSM Kaltim Melamin, PT Rekayasa Industri

dan PT Kaltim Sahid Baritosodakimia.

5. PT PUPUK ISKANDAR MUDA

Produsen pupuk urea dan kimia lainnya ini didirikan pada 24 Februari 1982 di

Lhokseumawe, Nangroe Aceh Darussalam. Kapasitas terpasang PIM-1 dan PIM-2

per tahun adalah 1.170.000 ton urea dan 762.000 amonia. Perusahaan inimempunyai

satu anak perusahaan yakni PT Ima Persada.

Kimia Industri_Pupuk| 44

Page 43: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

2.6 Manfaat

Nitrogen (N) diserap oleh akar dalam bentuk ion nitrat NO3- atau ion

ammonium NH4+ yang berasal dari penguraian sisa-sisa organisme serta

senyawa nitrogen hasil fiksasi nitrogen oleh bakteri dan petir. Nitrogen

berfungsi untuk bahan síntesis asam amino, protein, asam nukleat, klorofil,

merangsang pertumbuhan vegatatif, membuat bagian tanaman menjadi lebih

hijau karena mengandung butir hijau yang penting dalam proses fotosíntesis

dan mempercepat pertumbuhan tanaman.

Kekurangan unsur Nitrogen menyebabkan warna daun menjadi hijau muda

dan akhirnya kuning (menyebabkan klorosis), pertumbuhan lambat dan

tanaman menjadi kerdil dan buah masak sebelum waktunya. Sebaliknya,

kelebihan Nitrogen dapat menghambat pembungaan dan pembuahan.

Phosphor (P) diserap oleh akar dalam bentuk ion HPO42- atau ion H2PO4

- yang

berasal dari sisa-sisa organisme. Sebenarnya, di alam terdapat banyak batuan

fosfat berupa senyawa Ca3(PO4)2, tetapi sukar larut dalam air sehingga tidak

dapat diserap oleh tumbuhan. Phosphor berfungsi memacu pertumbuhan akar

pada benih dan tumbuhan muda, mempercepat pembungaan dan pemasakan

buah atau biji, serta berguna pada pembentuan asam nukleat (inti sel),

fosfolopid (lemak), dan protein dan koenzim.

Kekurangan Phosphor menyebabkan pertumbuhan terhambat, daun mudah

rontok, pembentukan buah dan biji jelek, dan terjadi nekrosis atau kematian

sel.

Kalium (K) diserap oleh tumbuhan dalam bentuk ion K+ yang berasal dari

berbagai mineral seperti ortoklas (KSiO8) dan lesit (KSiO6). Kalium berfungsi

sebagai katalisator dalam pembentukan karbohidrat (fotosintesis) dan protein,

memperkokoh tubuh tumbuhan dan meningkatkan daya tahan tanaman

terhadap serangan hama.

Pupuk organik mempunyai banyak manfaat selain menghasilkan tanaman

yang dipupuk dengan pupuk organik aman dan baik untuk dikonsumsi pupuk

organik juga dapat digunakan untuk memperbaiki struktur tanah,

Kimia Industri_Pupuk| 45

Page 44: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK), meningkatkan kemampuan

menahan air, meningkatkan aktifitas biologi tanah, meningkatkan kadar pH

tanah, mengaktifkan mikro organisme, dan lain-lain.

Manfaat unsur hara Nitrogen yang dikandung pupuk Urea :

-          Membuat tanaman lebih hijau dan segar

-          Mempercepat pertumbuhan

-          Menambah kandungan protein hasil panen

Gejala tanaman yang kekurangan pupuk Urea/Nitrogen :

-          Tanaman berwarna pucat kekuningan

-          Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil

-          Pertumbuhan buah tidak sempurna.

-          Kekurangan yang parah daun menjadi kering dimulai dari bagian bawah

tanaman terus ke bagian atas tanaman.

2.7 Dampak Penggunaan Pupuk Bagi Lingkungan

Pupuk kimia adalah zat substansi kandungan hara yang dibutuhkan oleh

tumbuhan. Akan tetapi seharusnya unsur hara tersebut ada di tanah secara alami

dengan adanya siklus hara tanah misalnya tanaman yang mati kemudian dimakan

binatang pengerat/herbivora, kotorannya atau sisa tumbuhan tersebut diuraikan

oleh organisme seperti bakteri, cacing, jamur dan lainnya. Siklus inilah yang

seharusnya dijaga, jika menggunakan pupuk kimia terutama bila berlebihan maka

akan memutuskan siklus hara tanah tersebut terutama akan mematikan organisme

tanah, maka hanya akan subur di masa sekarang tetapi tidak subur di masa

mendatang. Untuk itu, perlu dijaga dengan pola tetap menggunakan pupuk oganik

bukan pupuk kimia.

Dampaknya zat hara yang terkandung dalam tanah menjadi diikat oleh

molekul-molekul kimiawi dari pupuk sehingga proses regenerasi humus tak dapat

dilakukan lagi. Akibatnya ketahanan tanah/ daya dukung tanah dalam

memproduksi menjadi kurang hingga nantinya tandus. Tak hanya itu penggunaan

pupuk kimiawi secara terus-menerus menjadikan menguatnya resistensi hama

akan suatu pestisida pertanian.

Kimia Industri_Pupuk| 46

Page 45: Web viewPupuk mungkin sudah seperti makanan pokok, walau sebenarnya hanya makanan untuk tanah. Dalam kondisi bumi sekarang ini, dan juga beberapa dasawarsa tahun lalu, bumi

Masalah lainnya adalah penggunaan Urea biasanya sangat boros. Selama

pemupukan Nitrogen dengan urea tidak pernah maksimal karena kandungan

nitrogen pada urea hanya sekitar 40-60% saja. Jumlah yang hilang mencapai 50%

disebabkan oleh penguapan, pencucian (leaching) serta terbawa air hujan (run

off). Efek lain dari penggunaan pupuk kimia juga mengurangi dan menekan

populasi mikroorganisme tanah yang bermanfaat bagi tanah yang sangat

bermanfaat bagi tanaman.

Lapisan tanah yang saat ini ada sudah parah kondisi kerusakannya oleh

karena pemakaian pupuk kimia yang terus menerus dan berlangsung lama,

sehingga mengakibatkan :

a. Kondisi tanah menjadi keras

b. Tanah semakin lapar dan haus pupuk

c. Banyak residu pestisida dan insektisida yang tertinggal dalam tanah

d. Mikroorganisme tanah semakin menipis

e. Banyak Mikroorganisme yang merugikan berkembang biak dengan baik

f. Tanah semakin sedikit memiliki unsur hara baik makro maupun mikro

g. Tidak semua pupuk dapat diserap oleh tanaman

Kimia Industri_Pupuk| 47