ISS}.tr': 1Sg3*3n,6.4
a
€ 't .E
:*j 't
!: z t
*_
* -i+.
:
_'.:r
1
il
.
t:,,
..
,
e
!i.,.
,14&'
lsx+
-
:
.,:
i1 t-\'ia:r
ir'jr;i :-'
.''.
J:!:
i:-
-
l
flhISA
20LA
Proceedings of Abstract National conference on Chemical Engineering. science and Applications (chESA 2010) Chemical Engineering Department, syiah Kuira universitv, glloa ncen
fht 20
Asal Instansi
-
r5.10
15.20
MPP E-08
Borneman2, M. Wesslin92
Preparation of Double Layer Mixed Matrix Membrane
Department,
Faculty
= -
of
Mathematics and Natural Science, Syiah
-
I -s.20
15.30
MPP I Lia tr{airiza, E-09 I Hannanur,
Kuala University, 'Membrane Technology Group, Faculty ofScience and Technology University of Twente Jurusan
Studi Pembuatan plastik
Teknik Kimia,
Antibakteri Biodegradabel
Fakultas
dari Campuran Kitosan dan
Pati Jagung Beserta
Teknik Universitas Syiah Kuala 15.30
-
r5.45
15.45
-
16.40
Bakteri
dan
DISKUSI PANEL
16.30
IstirahaVSholat Ashar
SEST 2
t6.30
Pengujian Mekanik, Anti
MPP E-10
Hamdani, Irwansyah,
Muhajir, Subhan
Department
of Mechanical Engineering, Syiah Kuala
Microhydro Power for
Small Scale
Coffee
Processing
Dr. Ir. Komala
University, 2Lembaga
Pontas
Energi Terbarukan
(EBr), 16.40
-
Banda Aceh
16.s0
Jurusan
KimiaFMIPA,
r
6,50
-
Universitas iah Kuala 17.00
M. Husin Ismayanda,
Yuyun lrawati
Jurusan
Teknik Kimia
Sintesis Membran Poliuretan dari Asam Lemak bebas Teroksidasi dan Tolulen Diisosianat
Produksi Pupuk
Ammonium Sulfat Dari
Fakultas
Gipsum Dan Amonium
Teknik, Universitas
Karbonat dalam reaktor
Syiah Kual4 Banda Aceh
xll
berpengaduk menggunakan p_roses
National Conference
on
Chemical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
Produksi Pupuk Ammonium Sulfat Dari Gipsum Dan Amonn Karbonat Dalam Reaktor Berpengaduk Menggunakan Proses Serberg M. Husin Ismayanda, yuyun Irawati Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdunauf No. 7, Darussalam Banda Aceh
Abstrak Pupuk ammonium sulfat dibuat dengan cara meraksikan ammonium karbc:,:r gipsum dengan menggunakan reaktor berpengaduk. penggunaan bahan ba,,._ murah seperti gipsum sebagai sumber sulfat dalam pembuatan ammoniur merupakan suatu keuntungan bagi pabrik. Ammonium sulfat ini lebih dike;.masyarakat dengan nama pupuk zA (zwavelzure Amoniak.; yaqg berfunu. meningkatkan hasil pertanian. Konversi sulfat yang terbaik fiiperoleli r. 63,420 yaitu pada temperatur 80oc, waktu reaksi 120 menit. rasio am-: karbonat dan gipsum 2:1, konsentrasi ammonium karbonat 75yo d,anke-_ putaran pengaduk 700 rpm. Sedangkan konversi ammonia terikat long ,:r diperoleh sebesar 51,88% yaitu pada temperatur 60oc, waktu reaksi l2r r rasio ammonium karbonat dan gipsum 3:1, konsentrasi ammonium karbon,: dan kecepatan putaran pengaduk 700 rpm. zat pad,athalus yang terbentuk :, sebagai hasil tambahan berupa kalsium karbonat, sedangkan hasil amr:: sulfat diambil dari filtratnya. Kata
kunci: gipsum, ammonium karbonat, reaktor berpengaduk. : ammonium sulfat
Abstract Ammonium sulfate u,as made by reacting amntonium carbonate and g1.p:,,"w using stirring reactor. Use of cheap raw material tike g/psunr as source ol : -t,l in making of ammonium sulfate is an advantage to factory. Ammoniunt ., lorcw well by society with the name of ZA (Zwovelzure Ammonia) fertili::, have the function to increase agricultural procluct. The best conversion ol ; to be obtained equal to 63,42% at temperature g0oC, reaction times 120 r*._ ratio of antmonium carbonate g/psum 2: I , concentration of amntoniLtm cor' 75'% and speed of the stirring 700 rpm. while the best conversion of antn"., tied which is to be obtained to 51,88% at temperctture 60oC, reaction tinr::
minute, ratio
of
ammonium carbonate and gypsum 3:1,
concentrar:,_,c
ammonium carbonate 75% and speed of the stiruing 700 rpm. The so:!:: formed to be taken as additional result in theform of calcium carbonate, tri:: t resull of ammonium sulfate was takenfrom the tiquict. Key
words: g/psum, ammonium carbonate, stirred reactor. ammonium fertilizer
Banda Aceh, 22 Desember 2010
National Conference on Chemical ungineering Science and,' pplications (ChESA) 2010
1.
Pendahuluan Indonesia merupakan Negara agraris yang hampir sebagian penduduknya bekerja di sektor pertanian. Berbagai cara dilakukan untuk meningkatkan produksi hasil pertanian, salah satunya adalah penggunaan pupuk. Pupuk yang sering dipergunakan adalah pupuk ammonium sulfat. Pupuk ini lebih dikenal oleh :rrasyarakat dengan nama pupuk ZA (Zwavelzure Amoniak) yang berasal dari bahasa Belanda. Namun akhir-akhir ini permasalahan nasional berupa kelangkaan rupuk kembali mencuat ke permukaan di tengah kencangnya isu revitalisasi di sektor pertanian.
Gipsum merupakan salah satu bahan galian industri atau bahan galian C ini temtama dikonsumsi :leh sektor industri, sektor konstruksi dan bidang kedokteran, baik sebagai bahan :.rku utama maupun sebagai bahan baku penolong. Dalam sektor industri terutama .rdustri semen, pemakaian gipsum akhir-akhir ini menuniukkan peningkatan yang ;,rkup berarti. Untuk memenuhi kebutuhan industri gipsum glalam negeri, -idonesia memproduksi gipsum alam dan gipsum sintesis (Bisri, iq91). Batu gipsum dengan mmus kimia CaSO+.2HzO adalah mineral yang lunak, -,asanya tidak berwama, mempunyai bidang belahan dalam tiga arah, dan -..:rnpunyai kekerasan yang lebih baik karena itu dapat digores dengan kuku. -ldapan gipsum sebagian besar berasal dari kubah garam, untuk pengolalian .:lerhana gipsum digunakan untuk industri semen, bahan cetakan dan sebagainya. - rpsum yang telah dikalsinisir digunakan sebagai hiasan dinding, untuk lemperan '.-,"-a, batu potong, cetakan barang antik, tuangan besi, bahan bedah, dan gigi
'.
ang mempunyai kegunaan cukup penting. Bahan galian
: rlsu.
Menurut beberapa literatur menyatakan bahwa batu gipsum dapat diolah .:njadi pupuk kalium sulfat dan pupuk ammonium sulfat yang bisa digunakan -,ruk menggantikan pupuk urea. Penggunaan bahan baku yang murah merupakan suatu keuntungan bagi :,'r,rik, karena dengan demikian, braya produksi dapat ditekan sampai batas yang :=iatif rendah. Pada pembuatan amonium sulfat ada beberapa kemungkinan untuk --;nggunakan bahan baku yang murah, dan kemungkinan-kemungkinan tersebut -,pat dikelompokkan menjadi dua, yaitu sumber amoniak dan sumber sulfat. .:makaian amoniak yang murah dapat dijumpai pada pembuatan amonium sulfat .:i amoniak yang terdapat dalam gas bakar yang dibuat dari arang batu, atau .::oniak dalam gas hasil pemecahan minyak bumi. Sumber sulfat murah yang -'pat menghasilkan amonium sulfat adalah lumpur asam (acid sludge) buangan :,orik pembersihan minyak bumi, gas SO2 buangan, gips atau anhidrit. Industri yang membuat amonium sulfat dari gipsum banyak dijumpai di . =nan, lndia, Amerika Serikat, dan negara-negara lain. Proses yang dipakai ::liputi pencampuran gips dengan larutan amonium karbonat atau pengaliran gas 'roniak dan karbon dioksida ke dalam suspensi gips (Agra,1972). industri pupuk nasional sebenarnya telah paham betul bahwa apabila r;butuhan pupuk di pasar domestik tidak dapat dipenuhi, tingkat ketahanan :xgan Indonesia terganggu. Kebutuhan pupuk di dalam negeri juga meningkat - -k-up pesat walaupun sempat menurun saat puncak krisis ekonomi. Kebutuhan ::puk diperkirakan masih akan tumbuh 3Yo per tahun. Kebutuhan itu masih akan -*:nbuh pesat apabila konsumsi oleh sektor industri juga meningkat pesat. ,
-eda Aceh, 22 Desember
20l0
235
National Conference
on
Chemical Engineering Science and Applications (CIESA) 2010
kecepatan putaran pengaduk, waktu reaksi, konsentrasi ammonium karbon., suhu proses dalam reaktor berpengaduk. Batu gipsum yang digunakan , penelitian ini diperoleh dari Trienggadeng Kabupaten FiaG, Nanggroe . Darussalam.
Penelitian
ini nantinya diharapkan dapat
diterapkan ryda skala
;-:
Dengan penggunaan bahan baku yang murah merupakan r.,uii k"rrrtunspabrik, karena dengan demikian biayaproduksi dapat ditekan sampai baia_. relatif rendah.
2.
Metodologi Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 200g hingga seles: dilaksanakan di Laboratorium Penelitian Jurusan Teknik Kimia Fakultas 1.. Universitas Syiah Kuala, Provinsi Aceh. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian pembuatan ammoniun_ adalah ammonium karbonat (I.IH+)zCO:, batu gipsum (CaSOa.2H2O) da: Alat-alat yang digunakan yaitu gelas kimia, penlanas listrik, terrnc magnetik stirrer, kertas saring, gelas ukur. Adapun metodologi yang digunakan dalam pembuatan ammonium ; yaitu direaksikan ammonium karbonat cair dan partikel batu gipsum r reaktor berpengaduk, dengan kecepatan pengaduk 7b0 rpm, temperatur g{r waktu proses 120 menit. Endapan yang terbentuk dipisahkan kimudian sampai bebas dari sulfat kemudian f,rltrat dan air cucian dimasukan d,alarr^ kimia, lalu diencerkan sampai volume tertentu untuk dianalisa kadar sui-. ammonia terikatnya. Reaksi pembenhrkan ammonium sulfat yaitu: CaSOa+ (NH4)2CO3
5 (I{H4)zSO++
CaCOr
Untuk menganalisa kandungan sulfat di dalam larutan ammonium digunakan metode Spectrophotometri. prosedure analisa yaitu ke erlenmeyer diisi sampel 50 ml, reagen kondisioning 5 ml dan BaClu satu -.-=: Lalu di aduk selama I menit, kemudian baca pada spectrophotometer p.gelombang X 420 NM. untuk menganalisa kandungan ammonia terikat di dalam i-.
ammonium sulfat digunakan metode Photometri. Prosedur analisa yaitu ma-.sampel ke dalam tabung reaksi sebanyak 5 ml ditambahkan Reagen N-Ir._: sebanyak 0,60 ml dan reagen NH3 2 sebanyak 1 sendok. Kemudian ,.r dikocok, tunggu 5 menit ditambah reagen NH3 3 sebanyak 4 tetes. r-. Banda Aceh, 22 Desember 201 0
\ational
Conference on Chemical Engineering Science and Applications (ChESA ) 2010
.rnggu 5 menit. llasukkan cell test NH3 pada alat photolab lalu di layar muncul \H3 - N. Masukkan sampel dalam kuvet, baca dengan photolab. Untuk menghitung konversi reaksi pembuatan ammonium sulfat dari .:nmonium karbonat dan gipsum yaitu dengan mengunakan rumus: f
.t:
lr,
fn"
-------i-
Cco x I00%
-ut ."HT
limana X=
Jl!,
konversi sulfat yang terlarut Cao = sulfat yang mula-mula ada di dalam gipsum Ca, :
ffilir
-r
Hasil dan Pembahasan Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh penga$rh beberapa ---abel terhadap kualitas pupuk ammonium sulfat, seperti :
iI
Pengaruh Temperatur Reaksi
Oarl penelitian pembuatan ammonium sulfat dengan tl :nggunakan
---::rioniurn karbonat dan gipsum maka pengaruh temperatur reak-si dapat dilihat
;,::
Gambar 3.1, bahwa konversi bertambah tinggi seiring dengan rneningkatnya : - leI&tUI Semakin tinggi temperatur reaksi maka konversi yang dihasilkan juga akan ,::-:-\ifl tinggi. Hal ini dikarenakan semakin meningkatnya kecepatan reaksi pada --. remperatur dinaikkan. Namun, ketika temperatur semakin tinggi yaitu pada ::-:eratur 80 "C maka kenaikan konversi menjadi tidak signifikan, bahkan r - I -iun, hal ini disebabkan karena molekul gipsum yang bereaksi dengan L":-,
:r.-,nium karbonat mulai berkurang.
Kenaikan kecepatan reaksi apabila suhu dinaikkan diimbangi oleh
:r:.-rruorlya konstanta keseimbangan, sebab pada saat terjadi reaksi pembuatan zat -r:--- .-rnium sulfat, kelarutannya akan berkurang apabila suhu dinaikkan. Untuk r, -:1 r,-411g dicampur dalam amonium karbonat cair yang turut bereaksi, apabila ,; - dinaikkan, kelarutan gipsum dalam ammonim karbonat akan bertambah :rr:- .-ran-lahan sampai mencapai nilai tertinggi, kemudian menurun lagi. Agak rT:: 'rufl1/a konversi disebabkan oleh kelarutan gipsum semakin berkurang r --: 1 Q7?\ Gambar grafik pada konsentrasi T5oh,kecepatan putaran pengaduk 700 rpm i,ir --lio 3:1 dapat di lihat pada Gambar 3.1 untuk sulfat dan Gambar 3.2 untuk "r-r:r,nia. Dari Gambar 3.1 dan 3.2 diperoleh nilai konversi tertinggi sebesar -' - 1 * untuk ammonia. o untuk sulfat dan 5l -L^L''L).
srrrlhiltunf
r"E[i{@m "-1{,xEdilt{ii;
',:nil@Xlfl
-
,20Yo
-.I)lfitrMrr
,<
r*{tiiiliiln0ffil
-r'-i
fum-- Aceh, 22 Desember 2010
237
National Conference on Cher,rical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
66 64
l___
>R
62 +,-,*
L
o
u
-F"----c 60 o Y 58 -i--._-
a
I
56
-r_,_._
50
100
150
200
Waktu (menit) Gambar
3.1
Hubungan Antara Waktu Reaksi Dan Konr.ersi Sulfa. I Berbagai Temperatur Reaksi pada konsentrasi 7 5oA, 700 rr: rd
.iF
rasio 3:1
o\ iq
,o r> ,c
o
100
50
150
200
Waktu (menit)
Gambar
3.2 Hubungan Antara
Waktu Reaksi Dan Konversi ArnmorL: Berbagai Temperatur Reaksi pada konsentrasi 75o/o,700 r, rasio 3:1
3.2 Pengaruh Rasio Ammonium karbonat dan Gipsurn Dari Garnbar 3.3 dan Gambar 3.4 terlihat bahwa konversi akan me;
jika perbandingan ammonium karbonat dan gipsum dinaikkan. Hal ini dis.: oleh makin banyaknya ammonium karbonat yang bereaksi dengan ;-: sehingga konsentrasi ammonium karbonat yang besar akan mudah mei: sulfat yang ada dalam gipsum. Gambar grafik perbandingan antara am-, karbonat dan batu gipsum pada temperatur 80 oC, konsentrasi Amr: karbonat 75%o, dan kecepatan putaran pengaduk 700 rpm dapat dilih; Gambar 3.3 untuk sulfat, sedangkan untuk ammonia dapat dilihat pada G 3.4. Dari Gambar 3.3 dan 3.4 diperoleh nilai konversi tertinggi sebesar r-. untuk sulfat dan 49.99%o untuk ammonia.
Banda Aceh,22 Desember 2010
National Conference on
-.
-lJ
Crremical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
3-
Bahan baku gipsum yang berasal dari Trienggadeng Kabupaten pidie dibuat produk yang lebih berdaya guna serta mempunyai nilai ekonomi lebih tinggi menjadi ammonium sulfat.
Pe ',
Daftar Pusfaka
I., Warnijati, S., Soehendro, B. (1972) Ammonium Sulfat dari Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Bisri, Kunrat, T. S., (1991) Bahan Galian Industri Gipsum, Direktorat Jen: Pertambangan umum Pusat Pengembangan Teknologi Mineral, Bandun_: Day, R.A.JR., A.L. Underwood, (2001) Analisa Kimia Kuantitatif, ErIr Agra,
Jakarta.
Geankoplis, (1993) Transport Processes and Unit operation 3rd Ed, Prentic; : of India, New Delhi. !* Ismayanda, H., (199E) study of Urea crystals Dissolution irfla stined rr:: Intemational Conference on Mixing and Crystallization, Malaysia. Ismayanda, H., (1999) Mass Transfer of slow Release For Dissolution tt'. Coated Urea Fertilizer, Prosiding Seminar, UM-Kuala Lumpur lsmayanda, H., 2003, Pembuatan urea Pellet yang Dicoating dcngan Silii,' Perpindahan Massa dalam Tangki Berpengaduk, Journal Saintek vol.l )' Banda Aceh. Ismayanda,H.,2004, A study of uncoated and coated urea crystals Dissc, in Stirred vessel, Joumal Ilmiah Reaktor vol 8 No. 2 universitas Dipor; Semarang Jawa Tengah. Ismayanda, H, 2006, Rencana Strategis Pengolahan Sumber Daya Ai,_r Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam, Fakultas Teknik Jurusan Teknik i. Unsyiah, Banda Aceh. Jarrel, w. M. and Boesma,L., 1979, Model for the Release of Urea by Gr. of Sulfur Coated Urea Applied to Soil, Sci. Soc. Am J., pp. 1004-1068. Kurihara, K., 1970, Coated Fertilizer For The Controllerd Release of \;
Chiel Laboratory of Fertilizer
Improvement, Division
of
Fe;
Department of Soil and Fertilizer, Nalt. Inst. Agr. Sci.,pp.Z2-23. Ktaus, E.H., dkk, 1959, Minenlogy An Introduction to the study of Miner:-, Crystals, Mc. Graw-Hill Book Company, Inc, NewYork. Narajan. S. Tavare (1995), Industrial Crystallization, The Plenum Ch Engineering series, University of Manchester Institute on Scienc; Technology, Manchester, United Kingdom, pp.397 -40 | . othmer, K,2004, Encyclopedia of chemical Technology, Fifth Edition col Wiley Interscience Publication, New Jersey. Savant, N. K., Craswell, E. T., and Diamont, R. 8., 1983, Use of Su for Wet Land Rice, International Fertilizer Development Center. Shoals, Alabama - USA., pp.27-35. Yoho, N., 1992, Slow Release Fertilizer-Will Practice Fulfill hope, International, pp.5 I -55.
Banda Aceh,22 Desember 2010
\TU
