Industri Amonium Sulfat (Pupuk ZA)

     KLIPING

DASAR KOMPUTASI PROSES DAN

INSTRUMENT KONTROL

INDUSTRI AMONIUM SULFAT (PUPUK ZA)

Guru Pembimbing:

Imam Muhlis, S. T.

Moch. Eko Prasetyo, S. T.

Penyusun:

1.     Eka Ristanti Andayani   6468/1350.042

2.     Eka Sofianti Rahayu        6469/1351.042

SMK NEGERI 1 CERME GRESIK

KOMPETENSI KEAHLIAN KIMIA INDUSTRI

TAHUN 2016

Jalan Jurit Kec. Cerme Telp. (031) 7992471, Fax. (031) 7994569 Gresik

E-mail: smkn1cermegresik@yahoo.co.id ; Web Site: http://smkn1cermegresik.com

     1.      Bagaimana proses fisika dan proses kimia di masing-masing instrument alat?

a.    Tahap Penguapan (Proses Fisika)

Dalam proses pembuatan pupuk ZA alat yang digunakan saat penguapan adalah vaporizer. Amonia atau NH3 merupakan zat yang pada suhu ruangan memiliki fase liquid atau cair. Maka dari itu ammonia perlu diuapkan untuk memperoleh fase gasnya. Dengan begitu gas amonia bisa bereaksi dengan asam sulfat membentuk ammonium sulfat (ZA)

b.    Tahap Netralisasi (Proses Kimia)

Alat yang digunakan pada tahap netralisasi pada proses pembuatan pupuk ZA adalah saturator. Kebanyakan dari produk Amonium Sulfat dibuat dari netralisasi, yaitu reaksi yang melibatkan basa dengan asam sebagai reaktannya. Dalam hal ini gas amonia (basa) dan asam sulfat (asam kuat). Reaksi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Reaksi netralisasinya adalah sebagai berikut:

2NH₃(g) + H₂SO₄(aq) à (NH₄)₂SO₄(s) = -274 KJ/mol (-65,5 Kcal/gmol)

Reaksinya adalah reaksi eksotermis, yaitu reaksi yang menghasilkan panas, dalam hal ini sebanyak 65,5 kcal/gmol. Panas yang timbul ini dikendalikan dengan pendinginan menggunakan air pada reactor. Dalam proses ini lebih efisien karena reaksi antara Amoniak dan Asam Sulfat terjadi di saturator yang mempunyai dua fungsi yaitu sebagai penetral (netralisasi) dan pembentukan Kristal (kristalisasi).

c.    Tahap Pemisahan (Proses Fisika)

Pada tahap pemisahan pada proses pembuatan pupuk ZA, alat yang digunakan adalah centrifuge. Amonium sulfat yang terbentuk pada tahap netralisasi, kemudian dialirkan ke centrifuge yang terdapat screen 30 mesh untuk memisahkan kristal dan larutannya. Mother liquor dialirkan kembali ke tahap netralisasi.

d.   Tahap Pengeringan (Proses Fisika)

Peralatan utamanya adalah rotary dryer yang fungsinya mengeringkan kristal ammonium sulfat sampai kandungan air 0,15 % berat (maksimal). Kristal ZA basah dialirkan ke rotary dryer dan dikontakkan dengan udara kering (panas) secara searah dan untuk mencegah penggumpalan ZA sebelum masuk dryer ditambahkan anti caking armoflo 11 (2,5%). Debu ZA ditarik dengan kompressor dan masuk ke cyclone separator kemudian dsemprot dengan air, dimana cairannya ditampung dalam tangki sebagai umpan saturator sedangkan udara yang lolos dapat langsung dibuang ke udara bebas.

e.    Tahap Penampungan Produk (Proses Fisika)

Produk atau hasil yang didapatkan ditampung untuk selanjutnya dianalisis kadar nitrogen, kadar sulfur, kadar air, dan ukuran butirannya. Produk ZA memiliki kadar Nitrogen 20,80% berat (minimal), asam sulfat 0,1% berat (maksimal) air 1% berat (maksimal) dan ukuran kristal 75% tertinggal pada mesh 30.

     2.      Sebutkan bahan-bahan yang digunakan?

a.         Ammonia (Bahan Baku)

Wujud                  : cair
Kenampakan        : tidak berwarna
Bau                       : khas ammonia
Tekanan                : 3-4 kg/cm²
Temperatur           : 85 ^oC
Komposisi            : • NH3 min : 99,0-99,5 % berat
                               • H2O max : 0,5-1 % berat  

b.         Asam Sulfat (Bahan Baku)

Wujud                  : cair
Kenampakan        : tidak berwarna
Bau                       : khas asam sulfat
Tekanan                : 5 kg/cm²
Komposisi            : • H₂SO₄ min : 98,0-99,5 % berat
                               • H₂O max : 0,2-2,0 % berat

c.         Armoflow  (Bahan Penunjang)

Armoflow sebagai bahan anti caking.

d.        Ammonium Sulfat (Produk)
Wujud                  : padat

Bentuk                 : kristal
Kenampakan        : putih
Ukuran                 : tertahan US mesh 30
Komposisi            : • Nitrogen min : 20,80 %
                               • Asam bebas max : 0,10 %
                               • H₂O max : 1,0 %

     3.      Bagaimana reaksi kimia pada proses?

Reaksi kimia pada pembuatan amonium sulfat terjadi pada tahap netralisasi di saturator. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2NH₃(g) + H₂SO₄(aq) à (NH₄)₂SO₄(s) = -274 KJ/mol (-65,5 Kcal/gmol)

     4.      Sebutkan instrument alat beserta simbolnya dan identifikasi instrument kontrolnya!

a.      Instrument Alat Utama

No	Nama Alat	Simbol Alat	Instrument Kontrol	Fungsi Alat
1.	Vaporizer		Pressure Control Flow Control Temperature Control	Mengubah amoniak cair menjadi amoniak gas dengan tekanan 10 kg/cm2 dan suhu 187–190oC)
2.	Saturator / Cristalizer		Temperature Control Flow Control Level Control	Tempat terjadinya reaksi netralisasi dan kristalisasi (105-106oC)
3.	Centrifuge		Flow Control Level Control	Untuk memisahkan kristal amonium sulfat yang terbentuk dengan larutan induk
4.	Rotary dryer		Temperature Control Rotary Speed Control	Untuk mengeringkan kristal amonium sulfat
5,	Bucket Elevator		Speed Control	Untuk mengangkut produk ke pengemasan

b.      Instrument Alat Pendukung

No	Nama Alat	Simbol Alat	Instrument Kontrol	Fungsi Alat
1.	Kondensor		Temperature Control Pressure Control	Untuk mengembunkan sebagian uap NH3
2.	Pompa Sentrifugal		Flow Control	Untuk memompa bahan-bahan
3.	Condensate Tank		Level Control Volume Control	Sebagai tempat penampungan untuk kondensat NH3
4.	Mother Liquor Tank		Level Control Volume Control	Sebagai tempat penampungan larutan induk
5.	Kompresor		Flow Control	Untuk menyedot debu dari dryer dan elevator menuju ke siklon
6.	Cyclone		Pressure Control Volume Control	Untuk memisahkan debu dengan udara bersih

c.       Simbol Instrument Alat

No	Nama Instrument Kontrol	Simbol
1.	Temperature Control
2.	Flow Control
3.	Level Control
4.	Pressure Control
5.	Volume Control

5.      Bagaimana proses pengolahan limbah pada pabrik ammonium sulfat?

Dalam pabrik pupuk ZA ini selama proses produksi menghasilkan limbah:

1)   Limbah Gas

Sumber: Debu yang terikut bersama udara dari unit pengeringan.

Debu ZA masuk ke wet cyclone untuk menyedot udara panas sekaligus menyedot debu produk pada dryer dan bucket elevator. Di siklon debu disemprot dengan air dan air masuk ke tangki penampungan sedangkan udara bersih bisa dilepaskan.

2)   Limbah Cair

Sumber: flusing peralatan yang dilakukan secara berkala.

Limbah dari tangki penampungan limbah dinetralisasi dengan menambahkan Ca(OH)₂. Kemudian masuk ke kolam aerasi dan dilakukan penambahan bakteri. Setelah itu masuk ke equalizer untuk pengendapan.

     6.      Apa kegunaan hasil produknya?

·         Memperbaiki kualitas dan meningkatkan produksi serta nilai gizi hasil panen dan pakan ternak karena peningkatan kadar prtotein pati, padi, gula, lemak, vitamin, dll.

·         Memperbaiki rasa dan warna hasil panen.

·         Tanaman lebih sehat dan lebih tahan terhadap gangguan lingkungan (hama, penyakit, kekeringan).

     7.      Gambarkan diagram alir beserta instrument kontrolnya!