PENENTUAN KADAR FOSFAT PADA AIR UMPAN RECOVERY BOILER DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA
KARYA ILMIAH
RUMONDANG T.P. SARAGIH 062401032
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
PENENTUAN KADAR FOSFAT PADA AIR UMPAN RECOVERY BOILER DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA
KARYA ILMIAH
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya.
RUMONDANG T.P. SARAGIH 062401032
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
iii
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama Nomor Induk Program Studi Departemen Fakultas
: PENENTUAN KADAR FOSFAT PADA AIR UMPAN RECOVERY BOILER DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA : KARYA ILMIAH : RUMONDANG T.P. SARAGIH : 062401032 : DIPLOMA 3 KIMIA ANALIS : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui Medan, Juni 2009
Diketahui / Disetujui Oleh, Departemen Kimia FMIPA USU Ketua
Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 131 459 466
Dosen Pembimbing
Drs.Abdi Negara Sitompul NIP. 130 422 445
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
iv
PERNYATAAN
PENENTUAN KADAR FOSFAT PADA AIR UMPAN RECOVERY BOILER DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA
KARYA ILMIAH
Saya Mengakui Bahwa Karya Ilmiah ini adalah Hasil Karya Saya Sendiri, kecuali beberapa Kutipan dan Ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juni 2009
RUMONDANG T.P. SARAGIH 062401032
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
v PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-Nya yang besar sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan karya ilmiah ini yang merupakan salah satu untuk memperoleh gelar Ahli Madya Program Diploma 3 Kimia Analis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. Adapun judul karya ilmiah ini “Penentuan Kadar Fosfat pada Air Umpan Recovery Boiler dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea”. Di dalam penulisan karya tulis ilmiah ini, penulis juga menyadari bahwa karya ilmiah ini tersusun dan dapat selesai dengan baik karena adanya dukungan dan campur tangan dari berbagai pihak yang mendukung penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kepada ke dua orang tua tercinta, J. Saragih Napitu dan ibunda D. Silalahi, yang senantiasa memberikan dukungan baik moril maupun material serta doa kepada penulis. 2. Bapak Drs. Abdi Negara Sitompul, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak mengarahkan, memberikan bimbingan dan membantu penulis dalam menyelesaikan Karya Ilmiah ini dengan baik. 3. Bapak DR. Eddy Marlianto, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. 4. Ibu DR. Rumondang Bulan Nasution, MS, selaku Ketua Jurusan Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
5. Bapak Arlodis Nainggolan, selaku Pembimbing Lapangan, bapak vi Irwan kelana Putra, selaku Training and Development Center Section Head, bapak Jhonny Marpaung, yang telah banyak mengarahkan dan membimbing penulis selama melakukan praktek kerja lapangan. 6. Buat adikku tersayang, Irma, Bona, Ganda yang selalu memberikan semangat dan doa kepda penulis. 7. Abang-abang dan Kakak-kakak di Labortorium Quality Control Pulp dan Laboratorium Boiler yang membantu penulis selama melakukan praktek kerja lapangan. 8. Buat Abang Julius T.F. Siahaan tersayang yang telah memberikan dukungan, doa dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini dengan baik. Terima kasih banyak buat dukungan, doa dan semangat yang telah diberikan. 9. Teman-teman seperjuangan penulis, Betty Purba, Nora Pardede, Mellisa Manullang buat kerjasama dalam melaksanakan PKL di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea. 10. Buat teman-teman satu kos yang selalu memberikan motifasi dan semangat kepada penulis. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan karya ilmiah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari berbagai pihak demi kesempurnaan penulisan karya ilmiah ini. Akhir kata, penulis mengucapkan banyak terima kasih dan berharap semoga karya tulis ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan mahasiswa/i dan dipergunakan sebagaimana mestinya.
Medan, Juni 2009 Penulis,
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
(Rumondang T.P. Saragih) NIM. 062401032
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
vii
ABSTRAK
Pemberian garam fosfat pada air umpan boiler bertujuan untuk mencegah korosi dan pembentukan deposit
pada dinding
boiler.
Pembentukan deposit dan korosi tersebut terjadi akibat adanya garamgaram kalsium dan magnesium yang terdapat pada air yang digunakan dalam boiler. Bila kadar fosfat tinggi atau berkurangnya fosfat dalam air umpan boiler akan menyebabkan terbentuknya korosi atau pembentukan deposit yang berakibat panas yang tidak merata pada boiler dan energi yang dibutuhkan pada boiler semakin tinggi untuk menghasilkan uap. Dari hasil analisa yang dilakukan diperoleh bahwa kadar fosfat yang diukur setiap 3 jam telha memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea yaitu sebesar 5-10 ppm sedangkan hasil analisa yang dilakukan kadar fosfatnya sebesar 5-8 ppm.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
viii
DETERMINATION OF PHOSPATE CONCENTRATION AT RECOVERY BOILER BY SPECTROFOTOMETER UV-VIS IN PT.TOBA PULP LESTARI, Tbk-PORSEA
ABSTRACT
Giving phospate into bait boiler water have a purpose to prevent korosi and deposit formation at boiler wall. Korosi and phospate formation are caused by chemical process of calsium and magnesium in the boiler water. If level of phospate is too high or low in bait boiler water, it will cause korosi and deposit formation that can cause heat wich not flatten at boiler and the energy that is needed at boiler is higher to produce steam. From analysis result is obtained level of phospate that is measured energy 3 hours that fulfill the rules specified by PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea equal is 5-10 ppm but the result of analysis by 5-8 ppm.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
ix
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN .............................................................................
iii
PERNYATAAN .............................................................................
iv
PENGHARGAAN...........................................................................
v
ABSTRAK .................................................................................... vii ABSTRACT .................................................................................. viii DAFTAR ISI .................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ...........................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xii BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN ..........................................................
1
1.1 Latar Belakang .........................................................
1
1.2 Permasalahan ...........................................................
2
1.3 Tujuan ....................................................................
2
1.4 Manfaat ...................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ..................................................
4
2.1 Air..........................................................................
4
2.1.1 Klasifikasi air .................................................
4
2.1.2 Penggunaan air ...............................................
6
2.2 Pengolahan Air Umpan Boiler ....................................
6
2.2.1 Pengolahan eksternal .......................................
7
2.2.2 Pengolahan internal .........................................
10
2.2.3 Perawatan boiler .............................................
11
2.3 Fosfat .....................................................................
12
2.3.1 Pengertian umum ............................................
12
2.3.2 Pengontrolan fosfat .........................................
13
2.4 Spektofotometri........................................................
14
2.4.1 Prinsip dan dasar teori .....................................
14
2.4.2 Diagram balok spektrofotometer ......................
16
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
BAB 3
BAHAN DAN METODE .................................................
x 19
3.1 Peralatan dan Bahan..................................................
19
3.1.1 Alat ...............................................................
19
3.1.2 Bahan ...........................................................
19
3.2 Prosedur ..................................................................
20
3.2.1 Pembuatan reagent ammonium molybdat vanadat ..........................................................
20
3.2.2 Pembuatan karutan standart fosfat .....................
20
3.2.3 Kalibrasi ........................................................
20
3.2.4 Penentuan kadar fosfat (PO 4 3 ) ...........................
21
DATA DAN PEMBAHASAN ..........................................
22
4.1 Data .......................................................................
22
4.1.1 Data kalibrasi ..................................................
22
4.1.2 Data sampel ....................................................
22
4.1.3 Analisis data ...................................................
23
4.2 Pembahasan .............................................................
24
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................
27
5.1 Kesimpulan .............................................................
27
5.2 Saran ......................................................................
27
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................
28
BAB 4
BAB 5
LAMPIRAN
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
xi DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Karakteristik air permukaan dan air bawah tanah ...............
6
Tabel 4.1
Data Kalibrasi ...............................................................
22
Tabel 4.2
Data Sampel ..................................................................
23
Tabel 4.3
Metode Least Quare .......................................................
23
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Balok Spektrofotometer .................................
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
16
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia semakin berkembang seiring dengan kebutuhan manusia akan sandang dan kertas, hal ini didorong pula oleh perkembangan ilmu pendidikan dan teknologi (IPTEK). Salah satu kebutuhan manusia yang meningkat yaitu kertas, hal inilah yang mendorong didirikannya PT. Toba Pulp Lestari, Tbk yang berlokasi di Desa Sosor Ladang, Porsea – Toba Samosir, Sumatera Utara. Untuk proses pengolahan Pulp maka air sangat dibutuhkan. Sumber air yang digunakan pada proses ini berasal dari Sungai Asahan. Oleh karena itu, sangat perlu dilakukan pengolahan terhadap air tersebut agar dapat memenuhi syarat sebelum digunakan sebagai air umpan boiler. Boiler atau ketel uap adalah suatu alat yang dirancang khusus untuk mengubah air menjadi uap air panas (steam) yang berfungsi untuk menggerakkan turbin, selanjutnya energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin tersebut diubah menjadi energi listrik. Air yang digunakan sebagai air umpan boiler (boiler feed water) yaitu air yang kualitasnya baik atau air bebas mineral (demineralized Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
water) dengan tujuan mencegah terjadinya perkaratan dan pengerakan pada boiler dan alat-alat perlengkapan lainnya. Selain itu, untuk mengontrol kualitas air dari air umpan, analisa terhadap air dilakukan setiap waktu dengan menambahkan bahan kimia seperti hidrazin, natrium klorida dan fosfat. Penambahan fosfat diperlukan, untuk menjaga pH, konduktivitas dan sebagai anti karat dengan cara mengikat silika dan pengotorpengotor lainnya di dalam boiler sehingga uap yang dihasilkan bebas dari pengotor-pengotor atau kontaminan. Berdasarkan hal tersebut di atas, penulis tertarik menyajikan topik tentang “Penentuan Kadar Fosfat pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektofotometri UV-VIS di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea”.
1.2 Permasalahan Dari uraian di atas, timbul permasalahan yaitu berapa rata-rata kadar fosfat setiap 3 jam pengukuran yang terdapat pada boiler.
1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
Untuk mengetahui kadar fosfat yang ditambahkan pada air umpan murni sebagai air umpan boiler pada PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Untuk mengetahui batasan kadar fosfat yang diperbolehkan pada air umpan boiler pada PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.
Untuk mengetahui cara kerja penentuan kadar fosfat pada air umpan boiler dengan metode spektofotometri pada PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.
1.4 Manfaat Adapun manfaat yang diperoleh dari penentuan kadar fosfat pada air umpan boiler yang dipantau setiap 3 jam adalah untuk mengendapkan mineral-mineral agar tidak mengerak pada boiler sehingga boiler yang digunakan tidak cepat rusak dan dapat mengurangi biaya produksi dari alat. Selain itu, untuk memberikan informasi bagi PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea berapa besar kadar fosfat yang digunakan dalam proses air boiler.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Air merupakan senyawa sederhana yang mempunyai peranan yang sangat penting bagi kehidupan. Semua makhluk hidup di dunia ini membutuhkan air dan tanpa air tidak ada kehidupan. Kebutuhan manusia terhadap air menyangkut 2 (dua) hal, yaitu : air untuk kebutuhan manusia sebagai makhluk hayati dan air untuk kehidupan manusia sebagai makhluk yang berbudaya. Kita membutuhkan air dalam berbagai kegiatan untuk memenuhi
kebutuhan
perindustrian,
aktivitas
hidup, rumah
misalnya: tangga
pertanian, yang
peternakan,
membutuhkan
dan
menggunakan air.
2.1.1 Klasifikasi air Air dikatakan memiliki kualitas yang baik jika air tersebut dalam keadaan air murni. Air murni adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H 2 O. Untuk mengetahui air murni maka perlu diketahui sumbernya dan secara umum dibedakan atas : a. Air hujan
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Air hujan adalah air yang dihasilkan dari hasil persipitasi dari awan, atmosfir yang mengandung uap air. Dalam keadaan murni, air ini sangat bersih jika tidak terkontaminasi oleh kotoran-kotoran dari industri dan debu, selain itu air ini tidak mudah merusak logamlogam. b. Air permukaan Yaitu air yang berupa air yang tergenang atau air yang mengalir seperti danau, sungai, rawa-rawa dan laut. Pada umumnya, air ini telah terkontaminasi dan banyak mengandung bakteri yang kaya akan CO 2 serta zat-zat kimia lainnya yang sifatnya merusak. c. Air tanah Yaitu air permukaan yang meresap ke dalam tanah dan kualitasnya tergantung pada lapisan tanah yang dilaluinya. Air tanah dibagi atas 3 (tiga) bagian, yaitu air tanah dangkal, air tanah dalam (air sumur bor) dan mata air. Jika air tanah sebelum digunakan harus diolah terlebih dahulu dan persediaan air permukaan tidak tercemar terlalu berart maka perbedaan diantara kedua sumber air ini tidak begitu berarti. Salah satu diantaranya dapat dipilih secara otomatis karena tidak ada defenisi kemurnian yang membedakan air tanah dan air permukaan. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat perbandingannya sebagai berikut : No 1
Parameter Suhu
Air Permukaan Berubah sesuai dengan musim
Air Bawah Tanah Relatif konstan
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
2
Kekeruhan dan tersuspensi
Rendah sampai dengan 0 (nol)
4 5
zat Jumlahnya berubahubah, kadang-kadang tinggi Kandungan Mineral Bervariasi sesuai dengan kondisi tanah, curah hujan dan efulen yang masuk 2+ 2+ Fe dan Mn Biasanya sedikit CO 2 Biasanya tidak ada
6 7
Oksigen terlarut NH 3 / NH 4
Besar dan konstan, jauh lebih besar dari air permukaan Biasanya ada Sering ada dalam jumlah besar Biasanya 0 (nol) Sering ditemukan
8 9
H2S NO 3
3
Hampir lewat jenuh Ditemukan pada air yang tercemar Tidak ada Jumlah kecil
Sering ada Kadang-kadang tinggi 10 Mikroorganisme Bakteri, virus Bakteri ferro sering ditemukan Tabel 2.1 Karakteristik air permukaan dan air bawah tanah
2.1.2 Penggunaan air Penggunaan baku mutu air (kualitas air) pada sumber air sesuai dengan surat keputusan No.Kep-02/MENKLH/I/1988, bahwa air menurut kegunaannya dapta dibedakan menjadi : a. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu. b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga. c. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri dan listrik tenaga air.
2.2
Pengolahan Air Umpan Boiler
Untuk mencegah terjadinya masalah-masalah yang timbul pada boiler (air sungai asahan) yang akan digunakan sebelum masuk ke boiler, pengolahan air boiler meliputi : 1. Pengolahan eksternal, yaitu pengolahan terhadap air dari sumber air (air sungai Asahan) yang akan digunakan sebelum masuk ke boiler, bertujuan
untuk
mengurangi
senyawa-senyawa
kimia
seperti
kesadahan, silika, gas-gas dan padatan-padatan lainnya. Hal ini dapat dilakukan melalui pertukaran ion atau resin penukar kation dan resin penukar anion. 2. Pengolahan internal, yaitu pengolahan terhadap air umpan boiler, air boiler, uap (steam) ataupun air pengisi dengan memperbaiki keadaan kiminya, hal ini dapat dilakukan dengan penambahan fosfat, natrium klorida dan hidrazin.
2.2.1 Pengolahan eksternal Kualitas air umpan boiler tergantung pada pemurnian air pada eksternal treatment. Apabila pengadaan air tidak dapat disesuaikan dengan Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
persyaratan boiler, maka perlakuan pada eksternal treatment perlu ditingkatkan. Adapun proses pengolahannya, yaitu : a. Tahap filtrasi Air yang keluar dari tangki penjernihan (filter warter tank) di area water treatment plant masih mengandung sedikit kotoran yang terbawa residual klorin dan pada tahap filtrasi ini, kotoran-kotoran yang terbawa tersebut disaring dan air yang keluar menjadi jernih dan mempunyai kekeruhan (turbidity) yang rendah serta residual klorinnya tinggal 1 ppm.
b. Tahap penukar / penghilang ion Air proses yang sudah disaring dengan karbon filter akan dihilangkan ionnya (terutama ion-ion zat anorganik) dengan resin penukar ion, agar air yang dihasilkan tidak menyebabkan kerak (oleh ion-ion Ca + , Mg 2+ , SiO 2 dan sebagainya) dan yang menyebabkan korosi (ion-ion C1 - , SO 4 2 -, Fe 2+ , CO 3 2 - dan sebagainya) pada pemakaian air untuk kriteria yang tinggi. Air yang sudah jernih tersebut masih mengandung ion-ion logam pengganggu dan selanjunya air itu dikirim ke tahap pengolahan untuk penghilangan/penukaran ion gas dihasilkan air bebas mineral (demin water) melalui penukar kation dan penukar anion.
c. Resin penukar Secara umum, resin penukar ion dibagi menjadi 2 (dua) kelompok, yaitu : 1). Penukar kation Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Pada penukar kation berlangsung pertukaran ion-ion positif antara air dengan resin. Kation-kation yang terdapat dalam air seperti kalsium, magnesium, natrium akan diikat oleh resin, sementara resin akan melepaskan kation H + ke dalam air. Persamaan reaksi yang terjadi dalam penukar kation adalah :
Ca(HCO 3 ) 2 + 2RZH
Ca(RZ) 2 + 2H 2 CO 3 )
MgCl2 + 2RZH
Mg(RZ) 2 + 2HCl
Na 2 SO 4 + 2RZH
2Na(RZ) + 2H 2 SO 4
Ca(RZ) 2 + 2HCl
2RZH + CaCl3
Mg(RZ) 2 + 2HCl
2RZH + MgCl2
Na(RZ) + HCl
RZH + NaCl
operasi
regenerasi
Adapun fungsi dari penukar kation adalah :
Menghilangkan/mengurangi kesadahan
yang
disebabkan
oleh
garam-garam kalsium dan magnesium.
Menghilangkan/mengurangi alkalinitas dari garam-garam alkali (karbonat, hidroksida, dikarbonat).
Menghilangkan/mengurangi zat pada pelarut (klorida, sulfat dan bikarbonat).
2). Penukar anion
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Pada penukar anion berlangsung pertukaran anion-anion yang terjadi antara air dengan resin. Anion-anion yang terdapat dalam air seperti CO 3 2 -, SO 4 2 - , Cl- dan silika akan diikat oleh resin, sedangkan resin akan melepaskan anion hidroksida (OH). Persamaan reaksi yang terjadi dalam penukar anion adalah : H 2 CO 3 + 2RZOH
(RZ) 2 + 2H 2 CO 3 )
HCl + RZOH
RZCl + H 2 O
H 2 SO 4 + 2RZOH
(RZ) SO 4 + 2H 2 O
H 2 SiO3 + 2RZOH
(RZ) 2 SiO3 + 2H 2 O
H 2 CO 3 + 2NaOH
Na 2 CO 3 + 2RZOH
RZCl + NaOH
NaCl + RZOH
H 2 SO 4 + 2NaOH
2RZOH + Na 2 SO 4 +
(RZ) H2SiO3 + 2NaOH
Na 2 SiO3 + 2H 2 O
operasi
Regenerasi
Adapun fungsi dari penukar anion adalah :
Mengikat anion-anion dari asam-asam karbonat, sulfat klorida dan silika yang dihasilkan dari penukar kation.
Menghilangkan/mengurangi sebagian besar atau semua garamgaram mineral sehingga air yang dihasilkan tidak mengandung garam-garam mineral (disebut proses demineralisasi).
2.2.2 Pengolahan internal
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Pengolahan mineral dilakukan untuk menghindari pembentukan kerak dan korosi pada boiler selama pengoperasian boiler. Sistem pengolahan internal di PT. Toba Pulp Lestari, Porsea adalah : 1. Air yang telah melewati pengolahan eksternal atau air yang telah bebas dari mineral ditampung pada bak penampungan (mixing tank). 2. Air lalu dipompakan dan dialirkan ke economizer. Economizer ini mempunyai fungsi sebagai pemanas awal feed water dari bawah ke atas yang diteruskan ke drum boiler, lalu drum boiler digunakan untuk mengatur sirkulasi air dari uap (steam) yang dihasilkan oleh pipa-pipa penguapan. Di dalam drum ini terdapat sperator yang berfungsi untuk memisahkan steam dan air. 3. Air dari drum boiler dipanaskan lebih lanjut di superheter. Superheter berfungsi untuk menaikkan temperature uap (steam) yang dihasilkan uap drum dengan memanfaatkan panas dari steam drum. Uap (Steam) masuk ke superheter 1 dari temperatur
355 0 C lalu dialirkan ke
superheter 2 dan dinaikkan temperaturnya sampai 380 0 C dengan cara menginjeksikan feed water. Kemudian uap masuk ke superheter 3 dan keluar dari superheter 3 dengan temperatur 480 0 C lalu dikirim ke turbin
sehingga
menghasilkan
energi
mekanik
(energi
gerak)
selanjutnya generator akan mengubahnya menjadi energi listrik.
2.2.3 Perawatan boiler
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Salah satu cara pemeliharaan terhadap alat yang digunakan agar akan
menyebabkan
efisiensi
boiler
menurun.
Untuk
melakukan
pencegahan dengan penambahan natrium fosfat yang dapat bertahan lama yaitu
dengan
penambahan
bahan
kimia
yang
berfungsi
sebagai
pencegahan pembentukan deposit/kerak di dalam pipa boiler dan penurunan tingkat korosi logam. a. Pencegahan pembentukan deposit Air
yang
kandungan
mengandung silika
menimbulkan
dan
hardness zat-zat
pengerakan
pada
(kekerasan)
terlarut
yang
pipa-pipa
tinggi,
turbidity,
tinggi
cenderung
boiler
yang
akan
membentuk suatu lapisan tipis pada bagian dalam pipa boiler. Lapisan tersebut tidak dapat ditempeli oleh kotoran-kotoran yang terbawa oleh feed water sehingga mencegah terbentuknya formasi pengerakan.
b. Penurunan tingkat korosit Logam akan mengalami korosi pada pH rendah (<7), untuk itu perlu dilakukan penambahan bahan kimia untuk menaikkan pH air sebelu m dipakai sebagai air boiler, agar memberikan efek korosi yang minimum. Bahan kimia yang dipakai untuk mengatur pH feed water adalah natrium klorida. Selain dengan cara penurunan pH pada boiler juga diperlukan bahan kimia untuk mengikat CO 2 yang terlarut di dalam feed water karena oksigen (O 2 ) akan mengakibatkan depolarasi Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
katoda sehingga menyebabkan korosi. Bahan kimia yang dipakai untuk mengikat oksigen terlarut adalah hydrazine (N 2 H 4 ).
2.3
Fosfat (PO 4 3 )
2.3.1 Pengertian umum Fosfat adalah senyawa fosfor yang anionnya mempunyai atom fosfor yang dilengkapi oleh empat atom oksigen yang terletak pada sudut tetrahedron. Fosfat total dapat diukur langsung dengan cara kalorimeter atau melalui proses digestasi lebih dahulu sebelum pengukuran sampel. Ada 3 (tiga) jenis asam fosfat yang dikenal orang, yaitu : asam orto fosfat (H 3 PO 4 ), asam pirofosfat (H 4 P 2 O 7 ) dan asam metafosfat (HPO 3 ). Ortofosfat adalah paling stabil dan paling penting (zat-zat ini sering disebut fosfat saja), larutan pirofosfat dan metafosfat berubah menjadi ortofosfat perlahan-lahan pada suhu biasa, dan lebih cepat dengan didihan. Asam ortofosfat adalah asam berbasa tiga yang membentuk tiga deret garam. Ortofosfat primer, misalnya NaH 3 PO4; ortofosfat sekunder, misalnya Na 2 HPO 4 ; dan ortofosfat tersier Na 3 PO 4 . Setiap senyawa fosfat terdapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi atau terikat dalam sel organisme dalam air. Dalam air limbah senyawa fosfat dapat berasal dari limbah penduduk, industri dan pertanian. Di daerah pertanian ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai melalui drainase (mengalirkan) dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melalui air buangan penduduk dan Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
industri yang menggunakan bahan deterjen yang mengandung fosfat seperti industri pencucian, industri logam dan sebagainya. Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi pertumbuhan. Macam-macam jenis fosfat juga dipakai untuk pengolahan anti karat dan anti kerak pada pemanasan air.
2.3.2 Pengontrolan fosfat Yang dimaksud dengan pengontrolan fosfat adalah pengontrolan terhadap persediaan fosfat yang larut dalam aklalinitas air dalam boiler sehingga konsentrasinya dapat dipertahankan dengan cara menambahkan natrium
fosfat
yang
mempunyai
alkalinitas
yang
berbeda-beda.
Tergantung pada zat-zat yang terkandung didalam air umpan dan tingkat alkalinitas yang dikehendaki dalam air boiler serta fosfat yang dipilih, maka pengontrolan fosfat dapat dilengkapi dnegan menambahkan alkali dalam bentuk natrium karbonat atau natrium hidroksia. Fungsi utama dari fosfat dalam aplikasi tekanan tinggi adalah memberikan suatu pertahanan alkalinitas pada air boiler. Larutan fosfat dapat dicampur dari tiga dasar sumber fosfat yaitu : natrium fosfat, dinatrium fosfat dan trinatrium fosfat. Kehadiran kation hidrogen dalam senyawa fosfat akan mempengaruhi sejumlah alkalinitas air boiler dan Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
hubungan pH air boiler. Selama tekanan boiler meningkat, sejumlah alkalinitas dikurangi guna memperkecil kemampuan untuk berkarat. Dengan penambahan bahan kimia tertentu, maka garamgaram kalsium dan magnesium sebagai kalsium fosfat dan magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida atau magnesium silikia apabila terdapat ion silika.
2.4
Spektrofotometri
2.4.1 Prinsip dan dasar teori Spektrofotometer merupakan suatu alat yang terdiri dari spektro fotometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang dan fotometer alat pengukur intensitas
cahaya
yang
ditransmisikan
atau
diabsorbsi.
Jadi,
spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan. Metode spektrofotometer didasarkan pada pengubahan cahaya polikromatis dari sumber cahaya dan menjadi cahaya monokromatis oleh monokromator, kemudian diteruskan melalui filter dan akan melewati sampel dimana sebagian cahaya akan diserap dan sebagian lagi akan ditransmisikan dan cahaya ini akan dideteksi oleh detektor dan diperkuat oleh adanya amplifier dan hasilnya akan dicatat oleh recorder. Hubungan antara absorbsi radiasi dengan panjang gelombang melalui medium yang menyerap pertama kali dinyatakan oleh Bouguer, Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
meskipun kadang-kadnag dianggap berasal dari Lambert sehingga pernyataannya berbunyi :”Tenaga radiasi yang ditransmisikan berkurang secara eksponensial jika tebal medium penyerap bertambah secara aritmatik. Sementara Beer mengeluarkan suaratu pernyataan yang bertentangan terhadap pernyataan Lambert yaitu cahaya yang digunakan harus monokromatis, bila tidak demikian maka akan diperoleh dua nilai absorbansi pada dua panjang gelombang. Jika suatu sistem mengikuti pernyataan Beer, grafik antara absorbansi terhadap konsentrasi akan menghasilkan garis lurus, dimana absorbansi berbanding langsung terhadap konsentrasi. Hukum Lambert dan Beer menunjukkan hubungan sebagai berikut : T=
Pt = 10 − abc Po
Pt Log (T) = Log = -abc Po 1 Pt Log = log = abc = A T Po -Log (T) i,e.A = abc 1 -1 =T T A = abc
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Dimana : a = tetapan absorbsivitas b = jarak tempuh optik c = konsentrasi T = transmisi A = absorbansi
2.4.2 Diagram balok spektrofotometer Diagram balok peralatan spektrofotometer dapat digambarkan sebagai berikut : 1
2
Amplifier/ Penguat
4
3
recorder
5
Gambar 2.1 Diagram Balok Spektrofotometer Keterangan : 1 2 3 4 5
= = = = =
Sumber Radiasi Monokromotor Sampel/Kuvet Detektor Amplifier dan Recorder
1. Sumber radiasi Beberapa
sumber
radiasi
yang
sering
digunakan
pada
spektrofotometer yaitu : lampu pijar dengan filamen wolfram, lampu hidrogen (deutrium), lampu tungsten, lampu merkuri. Karakteristik energi yang dipancarkan oleh masing-masing lampu berbeda-beda yang fungsinya untuk memancarkan suatu sinar radiasi yang dapt menembus Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
sampel yang nantinya dapat dibaca oleh recorder dimana sumber sinar radiasi akan melewati monokromator. 2. Monokromotor Sumber sinar yang dipancarkan dari sumber radiasi difokuskan ke celah masuk lalu dikumpulkan oleh celah atau cermin dan difokuskan ke celah
luar
selanjutnya
diteruskan
menuju
sampel.
Fungsi
dari
monokromator ini yaitu untuk mendapatkan radiasi monokromatis lalu mengubah atau memancarkannya menjadi radiasi polikromatis. 3. Sampel/Kuvet Kebanyakan
spektrofotometer
melibatkan
larutan
sehingga
diperlukan suatu wadah/kuvet untuk menempatkan cairan/larutan. Kuvet yang digunakan harus memancarkan energi radiasi dalam daerah spektral. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet ada 2 (dua) macam, yaitu : kuvet dari leburan silika dan kuvet dari gelas. Kuvet dari leburan silika dapat dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pada daerah pengukuran 190-1100nm, dan kuvet dari bahan gelas dipakai pada pengukuran 380-1100nm karena bahan dari gelas dapat mengabsorbsi sinar radiasi. 4. Detektor Setelah melewati sampel, sinar radiasi tersebut diterima oleh detektor. Detektor merupakan salah satu bagian spektrofotometer yang penting sehingga detektor yang dipilih harus mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap radiasi yang diterima, mempunyai kemampuan untuk Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
memberikan respon terhadap radiasi pada panjang gelombang dalam waktu
serentak.
Fungsi
detektor
dalam
spektrofotometer
adalah
mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik. Sinyal yang diterima kemudian dilewatkan melalui sebuah amplifier dan akhirnya diterima oleh pembaca (recorder). 5. Amplifier dan Recorder Berbagai alat dapat digunakan untuk pembacaan sinyal yang dihasilkan oleh detektor, diantaranya meter terkalibrasi untuk transmitasi ataupun absorbansi, sistem pembacaan digital, x-y recorder dan sistem komputerisasi.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1 Peralatan dan Bahan 3.1.1 Alat-alat
Gelas Beaker 100 mL
Gelas Beaker 500 mL
Gelas Beaker 1000 mL
Spatula/batang pengaduk
Labu takar 100 mL
Labu takar 500 mL
Labu takar 1000 mL
Pipet volum 10 mL
Pipet volum 20 mL
Pipet volum 50 mL
Spektrofotometer UV/VIS 21D
3.1.2 Bahan-bahan
Sampel air recovery boiler
Na 2 HPO 4 (kristal)
Amonium Molybdat [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O]
Ammonium Metavanadat [NH 4 VO 3 ]
Asam nitrat (HNO 3 ) (sp. g 1,42)
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
3.2
Air bebas mineral (Demineralized water)
Prosedur
3.2.1 Pembuatan reagent ammonium molybdat-vanadat
40 g ammonium molybdat [(NH4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H2 O] dilarutkan dengan air bebas mineral (Demineralized water) sebanyak 400 mL dalam gelas Beaker 500 mL.
1,0 g ammonium metavanadat [NH 4 VO 3 ] dilarutkan dalam 300 mL air bebas mineral (Demineralized water) dan ditambahkan 200 mL asam nitrat ( HNO 3 ) dalam gelas Beaker 100 mL.
Lalu larutan pertama dimasukkan ke dalam larutan kedua dan ditambahkan air bebas mineral (Demineralized water) hingga volumenya menjadi 1000 mL.
3.2.2 Pembuatan larutan standar fosfat
1,4948 g Na 2 HPO 4 ditimbang, lalu dimasukakn ke dalam labu takar 1000 mL.
Kemudian dilarutkan dengan air demin water sampai garis tanda dan diaduk hingga homogen (diperoleh konsentrasi fosfat 1000 ppm).
Kemudian dari larutan tersebut dibuat larutan seri standar fosfat (PO 4 3 ) yang konsentrasinya sebesar 1, 2, 3, 4 dan 5 ppm.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
3.2.3 Kalibrasi
10
ml
dari
masing-masing
larutan
seri
standar
yang
konsentrasinya sebesar 1, 2, 3, 4 dan 5 ppm diambil dan dimasukakn ke dalam gelas beaker 100 mL.
5 mL reagent ammonium molybdat-vanadat ditambahkan lalu diaduk hingga homogen dan ditunggu kira-kira 2 menit.
Ke dalam kuvet dimasukkan sebanyak ¾ bagian dari volume kuvet.
Diukur
absorbansi
yang
diperoleh
dari
masing-masing
konsentrasi dengan menggunakan spektrofotometer UV/VIS 21D pada panjang gelombang 650 nm.
Setelah diperoleh absorbansi dari masing-masing konsentrasi, lalu dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dan absorbansi.
3.2.4 Penentuan kadar fosfat (PO 4 3 )
10 mL sampel air boiler diambil lalu didinginkan dan dimasukkan ke dalam gelas beaker 100 mL.
Ke dalam kuvet dimasukkan sebanyak ¾ bagian dari volume kuvet.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Diukur kadar fosfat yang terdapat dalam sampel dengan menggunakan spektrofotometer UV/VIS 21D pada panjang gelombang 650 nm.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
BAB 4
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data 4.1.1 Data Kalibrasi Tabel 4.1 Data Kalibrasi No
X
Y
1
1
0,063
2
2
0,083
3
3
0,103
4
4
0,122
5
5
0,147
Keterangan :
X = Konsentrasi (ppm) Y = Absorbansi
4.1.2 Data Sampel Tabel 4.2 Data Sampel Tanggal
18 Jan 2009
19 Jan 2009
20 Jan 2009
Absorbansi PO43-
Waktu Analisa Air Boiler
A1
A2
A3
ARata-Rata
Pukul 09.00 WIB
0,169
0,167
0,168
0,168
Pukul 13.00 WIB
0,167
0,184
0,184
0,183
Pukul 17.00 WIB
0,152
0,184
0,154
0,153
Pukul 09.00 WIB
0,172
0,170
0,171
0,171
Pukul 13.00 WIB
0,205
0,202
0,205
0,204
Pukul 17.00 WIB
0,200
0,198
0,197
0,198
Pukul 09.00 WIB
0,197
0,197
0,196
0,196
Pukul 13.00 WIB
0,184
0,184
0,185
0,184
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
21 Jan 2009
22 Jan 2009
Pukul 17.00 WIB
0,175
0,176
0,177
0,176
Pukul 09.00 WIB
0,192
0,193
0,192
0,193
Pukul 13.00 WIB
0,199
0,201
0,201
0,200
Pukul 17.00 WIB
0,186
0,185
0,185
0,185
Pukul 09.00 WIB
0,191
0,192
0,193
0,192
Pukul 13.00 WIB
0,200
0,199
0,199
0,199
Pukul 17.00 WIB
0,186
0,177
0,177
0,178
4.1.3 Analisis Data
Metode Least Quare Tabel 4.3 Metode Least Quare No
X
Y
XY
X2
1
1
0,063
0,063
1
2
2
0,083
0,166
4
3
3
0,103
0,309
9
4
4
0,122
0,488
16
5
5
0,147
0,735
25
N=5
∑ X = 15
∑ Y = 0,518
∑ XY = 1,761
Keterangan :
∑X
2
= 55
X = Konsentrasi (ppm) Y = Absorbansi A
=
=
n (∑ XY ) − (∑ X ) (∑ Y )
(∑ X )− (∑ Y) 2
2
5 (1,76 ) − (15 )(0,518 ) 5 (55 ) − (225 )
= 0,020 =
(∑ X ) (∑ Y) − (∑ X ) (∑ XY) n (∑ X )− (∑ X )
=
(55) (0,518 ) − (15)(1,761) 5 (55 ) − (225 )
2
B
2
2
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
= 0,041 X=
Y −B A
maka konsentrasi sample
Tanggal 18 Januari 2009 Pukul 09.00 WIB X
=
0,168 − 0,041 = 6,35 ppm 0,020
Pukul 13.00 WIB X
=
0,183 − 0,041 = 7,10 ppm 0,020
Pukul 17.00 WIB X
4.2
=
0,153 − 0,041 = 5,6 ppm 0,020
Pembahasan
Air yang digunakan sebagai air umpan boiler (boiler feed water) yaitu air yang kualitasnya baik atau air bebas mineral (demineralized water) dengan tujuan untuk mencegah terjadinya perkaratan dan pergerakan pada boiler dan alat-alat perlengkapan lainnya. Selain itu, untuk mengontrol kualitas air dari air umpan, analisa terhadap air dilakukan setiap waktu dengan menambahkan bahan kimia seperti hidrazin, natrium klorida dan fosfat. Penambahan fosfat diperlukan untuk menjaga pH, konduktivitas dan sebagai anti karat dengan cara mengikat silika dan
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
pengotor-pengotor lain di boiler sehingga uap yang dihasilkan bebas dari pengotor-pengotor atau kontaminan. Sebelum air umpan boiler digunakan di PT. Toba Pulp Lestari Porsea, maka air yang digunakan terlebih dahulu diproses, mengingat sumber air yang digunakan berasal dari Sungai Asahan yang bermuara di Danau Toba. Untuk mencegah terbentuknya korosi pada dinding ketel boiler walaupun air telah diproses secara baik, namun kalsium dan magnesium yang terdapat pada boiler kadarnya akan meningkat. Untuk mengatasi ini ditambahkan natrium fosfat guna mengikat kalsium maupun magnesium pada boiler tersebut agar jangan terbentuk korosi pada dinding boiler. Penambahan ini bertujuan agar energi atau panas yang dibutuhkan pada uap air yang dihasilkan boiler energinya konstan. Dari hasil analisa data dapat diperoleh bahwa kadar fosfat pada air umpan boiler yang dipantau 3 jam dengan metode spektrofotometer sebesar 5-8 ppm. Sementara kadar fosfat yang ditetapkan di PT. Toba Pulp Lestari Porsea sebesar 5-10 ppm. Jadi, kadar fosfat yang diperoleh dari hasil analisa telah memenuhi standar yang ditetapkan. Hal ini dapat terjadi karena air yang digunakan pada pengoperasian boiler telah mengalami proses pengolahan terlebih dahulu, yaitu melalui resin penukar ion (penukar kation dan penukar anion), sehingga air yang masuk ke dalam boiler adalah air yang sudah murni/air bebas mineral (demineralized
water).
Setelah
masuk
ke
dalam
sistem
operasi,
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
pengolahan air akan dilakukan dengan penambahan bahan kimia seperti hidrazin, natrium klorida dan fosfat. Penambahan natrium klorida untuk menaikkan pH air (feed water) agar tidak terlalu rendah sebab logam-logam mengalami perkaratan pada pH rendah (<7) sedangkan penambahan hidrazin bertujuan untuk mengikat oksigen terlarut yang ada pada air dan penambahan fosfat bertujuan untuk membentuk suatu lapisan tipis pada bagian dalam pipapipa boiler. Bila kadar fosfat terlalu rendah maka akan menyebabkan korosi dan pembentukan deposit sehingga efisiensi boiler menurun, sedangkan bila kadar fosfat terlalu tinggi akan menyebabkan kerak sehingga menghasilkan panas yang tidak merata pada boiler dan energi yang dibutuhkan untuk memanaskan boiler tinggi.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 1. Besarnya fosfat setelah ditambahkan pada air umpan boiler yang dipantau setiap 3 jam dari hasil analisis data adalah : Tanggal 18 Januari 2009, yaitu :
Pukul 09.00 WIB : 6,35 ppm
Pukul 13.00 WIB : 6,35 ppm
Pukul 17.00 WIB : 5,6 ppm
2. Besarnya kadar fosfat yang diperbolehkan pada PT. Toba Pulp Lestari, Porsea adalah antara 5-10 ppm.
5.2 Saran Perlu dilakukan analisis kesalahan total alkalinitas, silika dan parameter-parameter lainnya yang dapat mempengaruhi kondisi dan efisiensi kerja boiler.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
DAFTAR PUSTAKA
Dogremon. 1997. Water Treatment Handbook. Fifth Edition. John Willey & Sons. George T. Austin.1996. Industri Proses Kimia. Jilid Pertama. Edisi Kelima. Jakarta:Erlangga. Gultom, Jamahir. 1996.Diktat Kuliah Teknologi Air. Medan: USU Press. Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press. Linsley, Ray, K. 1986.Teknik Sumber Daya Air. Jilid Dua. Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Mulja. H.M.1995. Analisa Instrumental. Surabaya: Airlangga Universit y Press. Santika, Sri Sumestri. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional. Tobing, Jerry. 2002. Energi (Steam & Liquor Site).
PT. Toba Pulp
Lestari, Porsea. Totok, S. 1996. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Edisi Ketiga, Jakarta: Rineka Cipta. Underwood, A.L.1980. Analisa Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
\Lampiran 1 Konsentrasi Sampel dari Hasil Analisa Tanggal
18 Jan 2009
19 Jan 2009
20 Jan 2009
21 Jan 2009
22 Jan 2009
Waktu Analisa Air Boiler
Konsentrasi PO43- (ppm)
Pukul 09.00 WIB
6,35
Pukul 13.00 WIB
7,10
Pukul 17.00 WIB
5,6
Pukul 09.00 WIB
6,5
Pukul 13.00 WIB
8,15
Pukul 17.00 WIB
7,85
Pukul 09.00 WIB
7,75
Pukul 13.00 WIB
7,15
Pukul 17.00 WIB
6,75
Pukul 09.00 WIB
7,6
Pukul 13.00 WIB
7,95
Pukul 17.00 WIB
7,2
Pukul 09.00 WIB
7,55
Pukul 13.00 WIB
7,9
Pukul 17.00 WIB
6,85
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Lampiran 2 KURVA KALIBRASI STANDART FOSFAT
0,16 0,14
ABSORBANSI
0,12 0,1
Slope 0,08 0,06 0,04 0,02 0 1
2
3
4
5
6
KONSENTRASI
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UV-VIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.
Rumondang T.P. Saragih : Penentuan Kadar Fosfat Pada Air Umpan Recovery Boiler Dengan Metode Spektrofotometri UVVIS Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk – Porsea, 2009.