PENENTUAN KADAR SILIKA DI MULTI FUEL BOILER DENGAN SPEKTOFOTOMETER UV-VISIBEL DI PT. TOBA PULP LESTARI,

PENENTUAN KADAR SILIKA DI MULTI FUEL BOILER DENGAN SPEKTOFOTOMETER UV-VISIBEL DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk, PORSEA

KARYA ILMIAH

MELISSA SIMANULLANG 062 401 059

PROGRAM STUDI D III KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FALKUTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

PENENTUAN KADAR

SILIKA DI

MULTI FUEL BOILER

DENGAN SPEKTOFOTOMETER UV-VISIBEL DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk, PORSEA

KARYA ILMIAH Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

MELISSA SIMANULLANG 062 401 059

PROGRAM STUDI D III KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA FALKUTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

PERSETUJUAN

Judul

: PENENTUAN KADAR SILIKA DI MULTI FUEL BOILER DENGAN SPEKTROFOTOMETER UV-VISIBEL DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk, PORSEA

Kategori

: KARYA ILMIAH

Nama

: MELISSA SIMANULLANG

Nomor Induk

: 062401059

Program Studi

: DIPLOMA (III) KIMIA ANALIS

Departemen

: KIMIA

Fakultas

: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Juni 2009

Diketahui Departemen Kimia FMIPA USU

Pembimbing,

Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS.

Dr. Albert Pasaribu, M.Sc.

NIP 131 459 466

NIP 131 945 357

Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

PERNYATAAN

PENENTUAN KADAR SILIKA DI MULTI FUEL BOILER DENGAN SPEKTOFOTOMETER UV-VISIBLE DI PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juni 2009

Melissa Simanullang 062401059


PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberkati dan memberikan rahmat dan kasih kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya ilmiah ini yang mana diperuntukkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi kimia analis di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dalam penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, sehingga dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih banyak atas semua petunjuk maupun bimbingan yang berharga yaitu kepada : 1. Kedua orang tuaku Ayahanda R. Simanullang dan Ibunda R. Manurung serta adik-adikku Andi, Ingot yang tiada henti-hentinya memberikan dukungan baik moril maupun material serta doa dan kasih sayang kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik. 2. Bapak Dr. Albert Pasaribu, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan motivasi dan bimbingan 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, MS, selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Pimpinan, Staff dan seluruh Karyawan/wati di PT. Toba Pulp Lestari yang telah memberikan waktu dan tempat kepada penulis untuk melaksanakan Praktek Kerja Lapangan. 6. Nora Pardede, Betty Purba, dan Rumondang Saragi, yang menjadi teman seperjuangan penulis dalam melaksanakan PKL serta rekan-rekan mahasiswa/i Jurusan Kimia Analis Stambuk 2006,dan adik-adikku stambuk 2007 dan 2008. 7. Buat Orang yang kukasihi Michael S. Siahaan, yang tak henti-hentinya memberikan semangat, doa serta kasih sayang kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik. Penulis menyadari banyak kekurangan dan kelemahan dalam penulisan 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 terima kasih dan berharap semoga karya ilmiah yang disusun oleh penulis bermamfaat bagi pembaca. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalas segala kebaikan yang telah diberikan. Penulis, Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Melissa Simanullang ABSTRAK

Silika adalah unsur yang tidak larut dalam air maupun asam, tapi dapat berikatan dengan oksigen. Jika kadar silika yang terdapat dalam air pada multi fuel boiler (ketel uap) sangat tinggi, maka akan dapat menimbulkan kerak pada dinding boiler dan mengendap disudut-sudut turbin yang dapat mengurangi efisiensi kerja turbin serta merusak peralatan. Untuk menentukan kadar silika yang terdapat pada multi fuel boiler (ketel uap) dapat dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer UV-Visibel DR 4000 model flow cell dengan panjang gelombang, λ = 815 nm. Dimana pegukuran dilakukan setiap hari dengan variasi waktu 7 jam. Silika yang dianalisa terlebih dahulu direaksikan dengan larutan ammonium hepta molibdate dan asam oksalat 10 % yang kemudian direaksikan kembali dengan reagen pereduksi yang membentuk larutan biru. Dari hasil analisa yang dilakukan, diperoleh kadar silika 0,006 ppm – 1,644 ppm. Hasil ini menunjukkan bahwa kadar silika tersebut sesuai dan memenuhi standar nilai kadar silika 0,02 ppm – 4 ppm yang dikeluarkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.


DETERMINATION OF SILICA CONCENTRATION AT MULTI FUEL BOILER BY SPECTROPHOTOMETER UV-VISIBLE IN PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk, PORSEA

ABSTRACT

Silica is an element that bound with oxygen, insoluble in water and acid. If the concentration of silica in water used at multi fuel boiler is high, it is gradually deposited at the side of turbine, and hence it will decrease of turbine efficiency process and destroy the equipment. Silica concentration at multi fuel boiler can be determined by spectrophotometer uvvisible DR 4000 models flow cell, at wavelength, (λ) = 815 nm. It is measured every day with various time 7 hour. Silica is dissolved in ammonium hepta molibdate solution and tehn added oxalic acid 10%. The reducing agent is then added to the mixing solution to form blue solution. Based on spectrophotometer uv-visible analysis, we get the silica concentration is 0,006 ppm – 1,644 ppm. This result showns that its value is suitable and fulfill the standard quality silica concentration of 0,02 ppm – 4 ppm of PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.


DAFTAR PUSTAKA PERSETUJUAN PERNYATAAN PERHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR LAMPIRAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Permasalahan 1.3. Tujuan 1.4. Manfaat BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Air 2.1.1. Pemantauan Kualitas Air 2.2. Air Umpan Boiler 2.2.1. Multi Fuel Boiler 2.2.2. Kemurnian Air Pengisi Ketel Uap 2.2.3. Kotoran Dalam Air 2.2.4. Permasalahan-permasalahan yang timbul 2.2.5. Pencegahan Pembebtukan Deposit 2.2.6. Penurunan Tingkat Korosi 2.2.7. Silika (SiO2) 2.3. Spektrofometer 2.3.1. Pengertian Spektrofotometer 2.3.2. Hukum Yang Mendasari 2.3.3. Metode Spektrofotometer BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.1. Metodoloogi Percobaan 3.1.1. Alat-alat 3.1.2. Bahan-Bahan 3.1.3. Prosedur Percobaan 3.1.4. Skematis Prosedur Percobaan

Halaman iii iv v vi vii viii x xi

1 3 3 3

4 5 7 10 11 12 13 13 15 15 17 17 18

21 21 21 22 25

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

BAB

4.1. Hasil Data Percobaan 4.1.1. Perhitungan 4.2. Pembahasan 5 KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran

28 29 32 DAN

SARAN 34 35

DAFTAR PUSTAKA


DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1.

Penampang melintang tanah dan posisi air tanah

5

Gambar 2.2.7.

Struktur Silikon dioksida (silika)

16

Gambar 2.3.3.

Skematis Spektrofotometer

19

Gambar 3.1.3.4. Skematis Prosedur Percobaan

25


LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 Grafik hasil analisis kadar silika di multi fuel boiler

37

Lampiran 2 Tabel Data Standar Mutu

39

Lampiran 3 Spektofotometer DR 4000 model flowcell

40

Lampiran 4 Power Site Quality Plan Overview

41


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air sangat diperlukan baik untuk kehidupan manusia juga digunakan dalam berbagai kebutuhan diantaranya kebutuhan pertanian, perikanan, usaha diperkotaan, pembangkit listrik tenaga air dan juga dalam bidang perindustrian.

Air yang digunakan pada pabrik pulp di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, adalah air yang berasal dari Sungai Asahan yang harus diolah (Treatment) terlebih dahulu sebelum digunakan, karena selain air itu sangat keruh juga mengandung sejumlah zat seperti, mineral-mineral, gas, maupun endapan-endapan bahan organik.

Kandungan-kandungan yang terlarut dalam air antara lain, Kalsium karbonat, CO2 bebas, Magnesium karbonat, Magnesium hidroksida, Magnesium fosfat, Silika, Besi oksida dan sebagainya. Silika merupakan salah satu unsur yang terdapat pada kerak bumi secara berlimpah.

Keberadaan silika pada perairan tidak menimbulkan masalah karena tidak bersifat racun bagi mahluk hidup. Akan tetapi, untuk keperluan industri, keberadaan silika dapat menimbulkan masalah pada ketel uap (boiler) karena dapat menimbulkan deposit silika seperti Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

kerak (scale). Sehingga akan menyebabkan gangguan pada perputaran turbin yang dapat mengurangi efisiensi energi yang dihasilkan dan dapat menyebabkan kerusakan pada alat.

Di samping itu juga, pabrik pulp di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, membutuhkan air jernih untuk proses pemasakan juga dibutuhkan air demin (air yang telah dihilangkan kandungan mineralnya), dimana air demin tersebut dipergunakan untuk proses pembuatan bahan pemutih, untuk proses pembuatan rayon pulp, dan untuk air pengisian ke boiler. Dimana boiler atau ketel uap merupakan tempat yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap dengan bantuan panas sehingga dapat menghasilkan kerja atau dorongan yang dapat menjalankan turbin. Apabila air pengisian boiler tersebut mengandung mineral-mineral seperti silika akan mengakibatkan terbentuknya endapan lumpur (sludge) dan kerak (scale) dalam pipa boiler. Silika tidak ditemukan dalam bentuk elemen bebas, melainkan berikatan dengan oksigen (SiO2) atau elemen lain.

Untuk menghindari terbentuknya kerak (scale) atau deposit silika yang terdapat pada ketel uap (boiler) perlu dilakukan usaha untuk meningkatkan kualitas air pengisi ketel uap (boiler) agar sesuai dengan standart yang sudah ditentukan. Metode yang digunakan untuk mengukur kadar silika tersebut dilakukan dengan cara spektrofotometri. Adapun Praktek Kerja Lapangan di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea ini, penulis tertarik untuk menentukan kadar silika yang terdapat di multi fuel boiler dengan menggunakan spektrofotometer DR 4000 model flow cell. Untuk itu penulis tertarik mengambil judul : “ Penentuan Kadar Silika di


Muel Fuel Boiler dengan Spektrofometer UV-Visibel di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea “. 1.2. Permasalahan

Bagaimana menentukan kadar silika yang terdapat pada ketel uap (Fuel Boiler) pada PT. Toba Pulp Lestari,Tbk. Porsea.

1.3. Tujuan

Untuk mengetahui kadar silika dan cara menentukan kadar silika dengan menggunakan alat spektrofotometer DR 4000 model flowcell secara program Hach di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea.(Gambar dapat dilihat pada lampiran 3 halaman 40).

1.4. Manfaat

Mamfaat yang diperoleh dari penentuan kadar silika pada boiler adalah untuk mengetahui besarnya kadar silika yang terdapat pada multi fuel boiler dengan menggunakan alat spektrofotometer DR 4000 jenis Silica Ultra Low Range (Silika dengan kadar yang sangat rendah) dan gambaran tentang kualitas air yang digunakan dalam pengoperasian pada pabrik pengolahan pulp PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air

Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua mahluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta mahluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan generasi sekarang maupun generasi mendatang. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua mahluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air secara seksama.

Air, berdasarkan sumbernya dapat dibedakan menjadi dua bagian : 1. Air Permukaan (Surface water) Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Air permukaan adalah air yang berada di sungai, danau, waduk, rawa, dan badan air lain, yang tidak mengalami infiltrasi ke bawah tanah. Air hujan yang jatuh ke bumi dan manjadi air permukaan memiliki kadar bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya bersifat asam, dengan pH sekitar 4,2. Hal ini disebabkan air hujan melarutkan gasgas yang terdapat di atmosfer, misalnya gas karbondioksida (CO2), sulfur (S), dan nitrogen oksida (NO2) yang dapat membentuk asam lemah. Setelah jatuh ke permukaan bumi, air hujan mengalami kontak dengan tanah dan melarutkan bahan-bahan yang terkandung di dalam tanah.

2. Air Tanah (Ground water) Air tanah (Ground water) merupakan air yang berada di bawah permukaan tanah. Air tanah ditemukan pada akifer. Pergerakan air tanah sangat lambat; kecepatan arus sekitar antara 10-10 – 10-3 m/detik dan dipengaruhi oleh porositas, permeabilitas dari lapisan tanah, dan pengisian kembali air. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.1 Permukaan tanah Daerah Unsaturated (tak jenuh) Water table Air tanah/Ground water (daerah saturasi)

Lapisan tanah bagian bawah Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Gambar 2.1. penampang melintang tanah dan posisi air tanah (Groundwater) di dalam tanah (Effendi, H., 2003) 2.1.1. Pemantauan Kualitas Air

Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa kelas menurut peruntukkannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukkannya adalah sebagai berikut : 1. Kelas satu, air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 2. Kelas dua, air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 3. Kelas tiga, air yang diperuntukkannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; 4. Kelas empat, air yang diperuntukkannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. (Anonim, 2002)


2.2. Boiler Feed Water (Air Umpan Boiler)

Boiler Feed Water merupakan proses penjernihan (pembersihan) air dan juga proses penghilangan mineral-mineral agar air dapat digunakan pada proses pemasakan, dimana air tersebut dipergunakan untuk air pengisian ke boiler, dan juga untuk proses pembuatan bahan pemutih dan untuk proses pembuatan rayon pulp. Adapun proses pengolahan air boiler ini adalah dengan cara : 

Tahapan filtrasi

Pada tahap filtrasi ini, kotoran-kotoran yang terbawa oleh air disaring dan air yang keluar menjadi lebih jernih dan mempunyai kekeruhan yang rendah serta residual klorinnya max 1 ppm.



Tahap penukar/penghilangan ion

Air 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, SiO2 dan sebagainya) dan yang menyebabkan korosi (ion-ion Cl, SO4 dan sebagainya). Lalu air tersebut dikirim ketahapan pengolahan untuk penghilangan/penukar ion agar dihasilkan air yang bebas mineral (demin water).



Resin penukar ion


Secara umum resin penukar ion dibagi dalam dua kelompok, yaitu : 1. resin penukar kation 2. resin penukar anion Reaksi penghilangan/penukaran ion adalah sebagai berikut : a) Cation Exchanger Ca(HCO3)2

+

2RZH

→

Ca(RZ)2

+

2H2CO3

MgCl2

+

2RZH

→

Mg(RZ)2

+

2HCl

Na2SO4

+

2RHZ

→

2Na(RZ)2

+

H2SO4

Ca(RZ)2

+

HCl

→

2RZH

+

CaCl2

Mg(RZ)2

+

HCl

→

2RZH

+

MgCl2

Na2

+

HCl

→

2RZH

+

NaCl

+

2H2O

+

Na2SO4

b) Anion Exchanger H2CO3

+

2RZOH

→

CO3

2HCl

+

2RZOH

→

Cl2

H2SO4

+

2RZOH

→

SO4(RZ)2

H2SiO3

+

2RZOH

→

SiO2

CO3

+

2NaOH

→

Na2CO3

Cl2

+

2NaOH

→

2NaCl

SO4(RZ)2

+

2NaOH

→

2RZOH

SiO3

+

2NaOH

→

Na2SiO3




Metode Regenerasi

Metode ini juga mempengaruhi kapasitas resin, karena jika regenerasi tidak sempurna, maka otomatis kapasitas resin menurun. Secara umum proses regenerasi meliputi tahapan sebagai berikut : 1. Backwash, tujuan utama adalah mengeluarkan kotoran/endapan yang terdapat dalam resin, 2. Tahap regenerasi, bertujuan mengisi/mengaktifkan kembali resin yang sudah terpakai, 3. Pembilasan, bertujuan untuk mencuci/mengeluarkan mineral garam yang telah ditukar dari resin, pada umumnya pembilasan memerlukan waktu 30-60 menit, 4. Operasi kembali (PT. Toba Pulp Lestari, 2002)

Adapun kesulitan yang dijumpai didalam air pada saat pengoperasian boiler dan turbin adalah sebagai berikut : 1. Pengendapan, disebabkan oleh deposit dari endapan yang mengkristal pada dinding ketel uap. Ini mengganggu jalannya panas dan mungkin karena adanya noda panas, akan mempercepat suatu ruangan akan kelebihan panas. Pengendapan berarti adanya kalsium karbonat dan sulfat dalam air, dimana larutannya lebih panas dari pada dingin, atau hubungan konsentrasi silika yang terlalu tinggi dengan alkalinitas di dalam air pada ketel uap.


2. Cat Dasar, dimana sejumlah macam droplet dalam air berpindah pada saat pengubahan air menjadi uap. Efisiensi energi yang sangat rendah dari uap ini dan kecepatan suatu deposit dari kristal garam pada superheater dan pada turbin. Cat dasar biasanya bergantung pada viscositas dari air dan kemampuannya menghasilkan buih. 3. Pemindahan, dalam uap panas dari mineral yang volatile pada saat mendidih, yang paling berbahaya adalah silika. Mineral ini terdeposit pada turbin dan menyebabkan kesalahan yang sangat serius. Meningkatnya pemindahan dengan tekanan, kemudian dengan temperatur. Jumlahnya tentu saja, tergantung pada jumlah zat seperti silika dalam suatu wadah kaca. 4. Korosi, biasanya terjadi diatas permukaan logam yeng berbeda atau pada besi yang secara langsung diserang oleh air. Korosi dapat dicegah dengan : - eliminiasi dari semua oksigen - dilindungi oleh lapisan bawah logam, dengan adanya magnet atau fosfat - dengan menaikkan pH (Anonim, 1979)


2.2.1. Multi Fuel Boiler Multi Fuel Boiler merupakan bagian dari boiler feed water dan jenis pipa air dengan kapasitas uap yang dihasilkan adalah 200 ton/jam pada tekanan 65 kg/cm2 dan temperatur steamnya 480 oC. Fungsi boiler ini adalah untuk menghasilkan steam yang akan digunakan untuk pembangkit energi listrik dan untuk proses yang lain. Dikatakan Multi Fuel Boiler dikarenakan bahan bakar yang dipakai untuk boiler lebih dari satu, seperti yang kita tahu multi berarti banyak, diantaranya adalah :  Coal (batu bara)  Peat (gambut)  Waste wood  Bark (kulit kayu)  Minyak Dimana uap tersebut diperoleh dari hasil pembakaran dari bahan bakar di dalam furnance, dengan melalui proses pemindahan panas oleh gas nyala kepada pipa air disepanjang sisi dapur, dan temperatur bed dijaga antara 700-900 oC. (Adapun posisi dari multi fuel boiler dapat dilihat di lampiran 4 halaman 41)


Adapun proses yang terjadi dalam Multi Fuel Boiler ini adalah : 1. Steam Superheater Superheater merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap jenuh menjadi uap kering yang nantinya dapat digunakan untuk pembangkit tenaga steam yang berasal dari drum yang akan mengalami pemanasan lagi dan ditampung di header superheater yang selanjutnya akan dialirkan keturbin dengan temperatur steam yang dihasilkan 480oC.

2. Steam Saturated Steam Saturated merupakan proses yang berfungsi mengubah boiler water yang berasal dari steam drum akan diubah menjadi uap basah yang nantinya akan diteruskan ke desuperheater. Biasanya suhu di Steam Saturated mencapai 285oC hingga akan naik nantinya sampai 310oC sebelum ke Steam Superheater. (PT. Toba Pulp Lestari, 2004)

2.2.2. Kemurnian Air Pengisi Ketel Uap

Komposisi air ketel harus mempunyai komposisi spesifikasi standar sehingga jika dipekatkan karena penguapan untuk waktu tertentu di dalam ketel uap tidak melampaui batas toleransi desain ketel uap. Kemurnian air pengisi ketel menyangkut masalah jumlah dan keadaan daripada kotoran, kotoran yang mengandung kesadahan, besi dan silika lebih berbahaya dari garam-garam natrium. Persyaratan kemurnian air pengisi ketel juga ditentukan dengan : jumlah pemakaian, desain dari ketel yang disesuaikan dengan tekanan, panas dan kecepatan perpindahan panasnya. Pengaruh tekanan untuk persyaratan air ketel yang harus Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

dipertimbangkan adalah : kualitas uap yang baik, kecenderungan pembentukan endapan dan terjadinya korosi.

2.2.3. Kotoran Dalam Air

Kotoran air akan menyebabkan kerak dan endapan, air masuk kedalam ketel dan karena panas maka kesadahan air (garam Ca dan Mg) keluar dari larutan dan kemudian mengendap, untuk air yang tidak diolah kesadahan akan mengendap pada logam panas dan membentuk kerak. Karena adanya pengauapan air di dalam ketel uap maka kotoran menjadi pekat. Kotoran lain seperti besi (Fe3+), tembaga (Cu2+) dan silika (SiO2) dapat berakumulasi didalam air ketel uap yang menimbulkan masalah endapan pada ketel uap bertekanan tinggi. Kerak dapat menyebabkan panas yang berlebihan (overheating) dan kerusakan pada logam ketel uap, untuk itu pengolahan air pengisi ketel uap sangat diperlukan.

Air kotor dapat menyebabkan karatan pada logam ketel uap, karatan terutama disebabkan oleh gas-gas terlarut dalam air (terutama O2) dan keasaman air, dan dapat menimbulkan bermacam-macam karatan : 1) Menyerang bagian mana saja yang kontak dengan air 2) Lubang-lubang setempat/bintik-bintik setempat 3) Macam-macam keretakan pada logam yang tegangan (stress) Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

2.2.4. Permasalahan-permasalahan yang timbul jika air ketel uap tidak diolah.

1. Pembentukan kerak dan endapan Pembentukan kerak ketel uap terjadi karena kotoran yang mengendap pada permukaan pemindahan panas, ataupun bahan padatan yang terlarut dan melayang dalam air (suspended) mengendap pada logam, menempel dan mengeras. Penguapan yang terjadi di dalam ketel uap menyebabkan kotoran semakin pekat. Terbentuknya kerak dan endapan pada ketel uap merupakan hal yang serius dalam produksi uap. Sebab terbentuknya kerak adalah menurunnya daya larut garam-garam yang membentuk kerak-kerak pada temperatur tinggi. Makin tinggi temperatur ketel uap, makin rendah daya larut garam-garan tersebut, yang menyebabkan pembentukan kerak yang lebih cepat pada dinding pipa. Hal ini berlaku untuk bahan-bahan seperti : Ca(HCO3)2 , CaCO3 Mg(HCO3)2 , MgCO3 Ca(PO4)2 ,

Mg(OH)2

CaSO4 ,

MgSiO3


Kotoran-kotoran yang terbawa oleh air kalau dipanaskan maka mineral yang terlarut akan mengendap, endapannya yaitu : kerak (scale) yang menempel pada permukaan tabung bagian yang terkena air dan endapan lumpur (sludge) yang tidak menempel di tabung ketel uap. Kerak (scale) banyak menimbulkan masalah karena bila kerak (scale) tersebut menempel sukar untuk dibersihkan dan hanya dapat dibersihkan dengan bahan kimia, sedangkan endapan lumpur didasar ketel uap dapat dikeluarkan melalui katup pembuang air ketel uap (blow down valve).

2. Korosi Korosi adalah proses perubahan bentuk kimiawi dari logam yang disebabkan oleh bereaksi dengan bahan kimia yang ada di lingkungan, atau dapat diartikan sebagai kombinasi dari reaksi kimia dan aliran listrik. Korosi dapat menyerang permukaan logam secara luas dan dapat masuk kedalam logam. Korosi pada logam ketel uap pada dasarnya terutama karena reaksi logam dengan oksigen, antara lain seperti tekanan, keadaan asam dan bahan lain yang dapat menyebabkan korosi.

3. Foam dan Priming Pembusaan (foaming) adalah terbentuknya gelembung air di dalam drum dan priming adalah permukaan air yang bergelombang. Sebab-sebab terjadinya busa (foam) dan priming pada ketel uap adalah : 1) Air di dalam ketel uap mengandung minyak dan caustic soda yang membentuk sabun dan menghasilkan busa Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

2) Konstruksi ketel uap yang tidak sesuai dengan desain 3) Kecepatan yang M alkali terlalu tinggi 4) Fluktuasi yang tiba-tiba di dalam air ketel uap, disamping itu kotoran yang ada di dalam air ketel uap akan mempercepat priming 5) Pembuangan air ketel uap (blowdown) kurang efektif. (Anonim, 1999)

2.2.5. Pencegahan pembentukan deposit

Air yang mengandung kesadahan tinggi dan turbiditi serta kandungan silika dan zat-zat terlarut yang tinggi cenderung menimbulkan pergerakan pada pipa-pipa boiler yang mana akan menyebabkan efisiensi daripada boiler manurun. Untuk itu dilakukan pencegahan dengan penambahan Natrium Phosfate yang akan membentuk suatu lapisan tipis pada bagian dalam pipa boiler. Lapisan tersebut tidak bisa ditempeli oleh kotoran-kotoran yang terbawa dalam feed water. Sehingga mencegah terbentuknya formasi pergerakan.

2.2.6. Penurunan tingkat korosi Logam akan mengalami korosi pada pH rendah (<7), untuk itu perlu diadakan penambahan bahan kimia untuk menaikkan pH air sebelum dipakai sebagai air boiler, agar memberikan efek korosi yang minimum. Bahan kimia yang dipakai untuk mengatur pH feed water adalah caustic soda. Selain dengan cara pengaturan pH pada air boiler juga diperlukan bahan kimia untuk mengikat O2 yang terlarut di dalam feed water. Karena O2 terlarut akan mengakibatkan depolarisasi katoda sehingga menyebabkan korosi. Bahan kimia yang dipakai untuk mengikat O2 terlarut tersebut adalah Hydrazine (N2H4). (PT. Toba Pulp Lestari, 2002) Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

2.2.7. Silika (SiO2)

Silikon Dioksida, atau silika, adalah salah satu senyawa kimia yang paling umum. Kristral SiO2 murni ditemukan dalam alam dalam tiga bentuk polimorfis, yang paling umum di antaranya adalah kuarsa. Pasir, agata (akik), oniks, opal, batu kecubung (aametis), dan flint, adalah silikon dioksida dengan runutan bahan kotoran.

Bentuk-bentuk silika merupakan beberapa dari struktur kristal yang benar-benar penting, bukan saja karena silika sendiri merupakan zat yang begitu melimpah dan berguna, tetapi juga karena strukturnya (SiO4) adalah unit yang mendasar dalam kebanyakan mineral. Seperti tampak jelas pada gambar 2.2.7, kristal SiO2 memiliki dua ciri utama : 1. setiap atom silikon berada pada pusat suatu tetrahedron yang terdiri dari empat atom oksigen 2. setiap atom oksigen berada ditengah-tengah antara dua atom silikon.

Yang sering menarik perhatian adalah perbedaan yang besar antara sifat fisika SiO2 dan CO2. Zat yang pertama, tidak melembut sampai dipanaskan kesekitar 1500oC; zat yang Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

terakhir bersublimasi pada - 78 oC. Ini, serta perbedaan lain, dapat dihubungkan dengan tipe molekul, yang pada gilirannya bergantung pada jenis ikatan, ikatan tunggal Si-O atau ikatan rangkap C=O.

Karbon bersatu dengan oksigen dan membentuk dua ikatan kovalen dengan masingmasing atom oksigen, O=C=O. Karbondioksida terdiri dari molekul-molekul triatom yang kecil sekali, dan merupakan gas pada suhu kamar. Berlawanan dengan ini, struktur yang seakan-akan tak ada akhirnya.

-O-Si-O2.2.7. Struktur silikon dioksida (silika) (Keenan, C. W., 2005)

Silikon termasuk salah satu unsur yang esensial bagi mahluk hidup. Beberapa algae, terutama diatom (Bacillariophyta), membutuhkan silika untuk membentuk frustule (dinding sel). Biota perarian tawar, misalnya sponge, menggunakan silika untuk membentuk spikul.

Keberadaan silika di perairan tidak menimbulkan masalah karena tidak menimbulkan masalah karena tidak bersifat toksik bagi mahluk hidup. Akan tetapi, pada perairan yang diperuntukkan bagi keperluan industri, keberadaan silika dapat menimbulkan masalah pada pipa karena dapat membentuk deposit silika. (Effendi. H. 2003).

Silika digunakan juga dalam metalurgi, dan silika dapat digunakan dalam pembuatan gelas, lapis email (gigi), dan yang lainnya. Natrium silika telah banyak digunakan sebagai Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

kaogulan di pengolahan air dan sebagai inhibitor korosi pada pipa besi. Untuk kebanyakan industri, konsentrasi dari silika di dalam air yang alami tidak memiliki masalah. Meskipun, pada saat boiler bertekanan tinggi silika dapat menjadi penghancur pada saat boler membentuk uap dan memadat pada tabung pemanas dan pada ujung turbine. Deposit silika seperti itu mungkin sangat keras, bersifat gelas dan sangat sulit untuk dihilangkan. (Achmad. R., 2004)

2.3. Spektrofotometer 2.3.1. Pengertian spektrofotometer

Spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur intensitas radiasi yang

diteruskan dengan

menggunakan panjang

gelombang

tertentu.

Bila cahaya

(monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan.

2.3.2. Hukum yang mendasari spektrofotometer 1. Hukum lambert Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding luirus dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara ekponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap. Hukum ini dapat dinyatakan oleh persamaan : A = log

Io It


Dengan A = absorbansi Io = intensitas cahaya yang masuk It = intansitas cahaya yang dibiaskan

2. Hukum Beer Hukum ini menyatakan bahwa intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Dan ini tampak terdapat hubungan antara Absorbans A, transmitans T, dan koefisien absorpsi molar : A= εcl = log

Io 1 = log = - log T It T

Metode Spektrofotometer

Tidak diragukan lagi inilah metode yang paling tepat untuk menetapkan konsentrasi zat-zat dalam larutan, tetapi instrumennya sangat mahal. Sebuah spektrofotometer dapat dianggap sebagai sebuah fotometer fotolistrik yang diperhalus yang memungkinkan penggunaan pita-pita cahaya yang sinambung variabelnya dan lebih mendekati monokromatik. ( Vogel, A, 1990)

Unsur-unsur terpenting suatu spektrofotometer dapat ditunjukkan secara skematis dalam gambar 2.3.3. adalah sebagai berikut : Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Bagian optik Sumber cahaya

Monokromator

contoh

Detektor

Penguat

pembacaan

Bagian listrik

Jenis-jenis spektrofotometri yaitu : 1) Spektrofotometri infra merah Spektrofotometri infra merah merupakan alat rutin dalam penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Alat yang mencatat spektrum inframerah mudah digunakan pada dasar rutin. Kebanyakan gugus, menyebabkan absorpsi inframerah, yang berbeda hanya sedikit dari satu molekul ke yang lain tergantung pada substituen yang lain. Molekul kompleks dapat mempertunjukkan banyak sekali pita absorpsi, yang asal pastinya sukar untuk dipastikan, tetapi yang luar biasa berguna untuk identifikasi secara kualitatif.

2) Spektrofotometri Ultraungu dan Spektrum Tampak (UV-Vis) Spektrum absorpsi dalam daerah-daerah ultraungu dan tampak umumnya terdiri dari satu atau beberapa pita absorpsi yang lebar. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UVVis, oleh karena mereka mengandung elektron, baik yang dipakai bersama maupun tidak, yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang gelombnag pada waktu absorbsi terjadi tergantung pada bagaimana erat elektron terikat di dalam molekul. Elektron


dalam satu ikatan kovalen tunggal erat terikat, dan radiasi dengan energi tinggi, atau panjang gelombang pendek, diperlukan untuk eksitasinya. Kebanyakan penggunaan spektrofotometri UV-Vis pada senyawa-senyawa organik berdasarkan transisi n-Л atau Л-Л dari karena itu memerlukan adanya gugus khromofor di dalam molekulnya. Transisi ini terjadi dalam daerah spectrum (kira-kira 220-1000 nm) yang cocok untuk penggunaan percobaan. (Underwood. A. L., 1990)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Metodologi Percobaan 3.1.1. Alat-alat - Botol Sampel - Erlenmeyer Plastik 250 ml - Gelas ukur 50 ml - Pipet Volume 0,1 ml - Pipet Volume 5 ml - Pipet Volume 10 ml - Matt Pipet - Botol Aquadest - Stopwatch Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

- Spektrofotometer DR 4000 model flow cell (Gambar dapat dilihat pada lampiran 3 halaman 40)

3.1.2. Bahan-bahan - Sampel air bebas mineral (Demineralize Water) dari MFB - Ammonium Hepta Molybdate [(NH4)6Mo7O24.4H2O] - Asam Oksalat (H2C2O4) 10% - Reducing Agent ( Reagen Pereduksi) 3.1.3. Prosedur Percobaan 1. Cara Mengoperasikan Alat -

Dihidupkan alat dengan menghubungkannya dengan sumber arus lalu ditekan tombol start (mulai) dan ditunggu sampai 100% komplit

-

Ditekan Tombol HARCH Program dan dipilih nomor program untuk silika dengan

menekan

nomor

3370

yang

sudah

ditentukan

panjang

gelombangnya secara otomatis yaitu 815 nm -

Kemudian ditekan tombol enter

-

Lalu pada menu utama ditekan timer 4 menit

-

Ditekan timer 1 menit

-

Ditekan timer 4 menit

2. Penentuan Kadar Silika (SiO2) a. Larutan Blanko -

Didinginkan sampel air demineralize dari Multi Fuel Boiler (MFB)


-

Diukur 50 ml air demineralize dengan gelas ukur 50 ml dan dimasukkan kedalam erlenmeyer

-

Dipipet 2 ml Ammonium Hepta Molibdate dan dimasukkan kedalam erlenmeyer yang berisi larutan blank

-

Dikocok hingga homogen lalu ditekan pengatur waktu dan ditunggu selama 4 menit

-

Setelah pengatur waktu berbunyi lalu dipipet 2 ml oxalate 10% dan dimasukkan kedalam erlenmeyer

-


-

Setelah pengatur waktu berbunyi lalu larutan blank dicek dengan spektrofotometer DR 4000 model flowcell

-

Lalu larutan blank dituangkan kedalam aliran cell

-

Setelah larutan habis lalu ditekan Zero (nol).


b. Larutan Sampel -

Didinginkan sampel air demineralize dari Multi Fuel Boiler (MFB)

-

Diukur 50 ml air demineralize dengan gelas ukur 50 ml dan dimasukkan kedalam erlenmeyer

-

Dipipet 2 ml Ammonium Hepta Molibdate dan dimasukkan kedalam erlenmeyer yang berisi sampel

-


-

Setelah pengatur waktu berbunyi lalu dipipet 2 ml oxalate 10% dan dimasukkan kedalam erlenmeyer

-


-

Setelah pengatur waktu berbunyi lalu dipipet 2 ml reducing agent (reagen pereduksi) dan dimasukkan dalam erlenmeyer


-


-

Setelah pengatur waktu berbunyi lalu larutan sampel dicek dengan spektrofotometer DR 4000 model flowcell

-

Lalu larutan sampel dituangkan kedalam aliran cell

-

Dicatat hasil yang terbaca (ppb/1000)

3. Skematis Prosedur Percobaan

1. Cara mengoperasikan alat

Spektrofotometer DR 4000

←Dihubungkan dengan sumber arus ←Ditekan tombol start (mulai) dan ditunggu sampai 100% komplit ←Ditekan tombol HARCH Program ←Dipilih nomor program untuk silika dengan menekan 3370 yang sudah ditentukan λnya secara otomatis yaitu 815 nm ←Ditekan tombol enter ←Ditekan timer 4 menit pada menu utama Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

←Ditekan timer 1 menit pada menu utama Spektrofotometer telah siap digunakan

2. Penentuan Kadar Silika (SiO2) a. Larutan Blanko

Air demineralize dari MFB

←Didinginkan ←Diukur 50 ml dan dimasukkan kedalam erlenmeyer ←Dipipet 2 ml Amonium Hepta Molibdate ←Dihomogenkan selama 4 menit dengan menekan pengatur waktu ←Dipipet 2 ml Oxalate 10% ←Dihomogenkan selama 1 menit dengan menekan pengatur waktu

Larutan

Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Blanko Tbk, Porsea, 2009.

←Dituangkan kedalam aliran cell ←Ditekan zero apabila larutan blank yang dialirkan telah habis melewati aliran cell Larutan Blanko

b. Larutan Sampel

Air demineralize dari Multi Fuel Boiler

←Didinginkan ←Diukur 50 ml dan dimasukkan kedalam erlenmeyer ←Dipipet 2 ml Amonium Hepta Molibdate ←Dihomogenkan selama 4 menit dengan menekan

pengatur

waktu ←Dipipet 2 ml Oxalat 10% ←Dihomogenkan selama 1 menit dengan menekan

pengatur

waktu Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

←Dipipet 2 ml reducing agent (reagen pereduksi) ←Dihomogenkan selama 4 menit dengan menekan pengatur waktu ←Dituangkan larutan sampel kedalam aliran cell ←Dicatat hasil yang terbaca (ppb) Larutan sampel

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Data Percobaan

No 1 2 3 4 5 6 7

Tanggal 18 Januari 2009 19 Januari 2009 20 Januari 2009 21 Januari 2009 22 Januari 2009 23 Januari 2009 24 Januari

MFB Feed Water

MFB Boiler Water

MFB Steam Saturated

MFB Steam Superheated

0,0065

0,6885

0,0085

0,0035

0,007

0,6705

0,013

0,0065

0,004

0,6605

0,006

0,0065

0,0035

0,548

0,01

0,004

0,005

0,542

0,005

0,003

0,00815 0,0095

0,7045 0,7035

0,0073 0,0103

0,0073 0,00715


8 9 10

2009 25 Januari 2009 0,009 26 Januari 2009 0,008 27 Januari 2009 0,012

0,701

0,0115

0,00615

0,718

0,0095

0,007

0,822

0,013

0,007

Adapun standar mutu kadar silika yang ditentukan oleh perusahaan adalah : 1. MFB Feed Water

: max 0,02 ppm.

2. MFB Boiler Water

: max 4 ppm.

3. MFB Steam Saturated

: max 0,02 ppm.

4. MFB Steam Superheated : max 0,02 ppm (Tabel data standar mutu dapat dilihat pada lampiran 2 halaman 39) 4.1.1. Perhitungan ppm SiO2 =

bacaanx100( pengenceran) 50

1. MFB Feed Water 18 Januari 2009, SiO2 =

0,0065 x100 = 0,013 ppm 50

19 Januari 2009, SiO2 =

0,007 x100 = 0,014 ppm 50


0,004 x100 = 0,008 ppm 50


0,0035 x100 = 0,007 ppm 50


0,005 x100 = 0,010 ppm 50



0,00815 x100 = 0,0163 ppm 50


0,0095 x100 = 0,019 ppm 50


0,009 x100 = 0,018 ppm 50


0,008 x100 = 0,016 ppm 50


0,012 x100 = 0,024 ppm 50

2. MFB Boiler Water 18 Januari 2009, SiO2 =

0,6885 x100 = 1,377 ppm 50


0,6705 x100 = 1,341 ppm 50


0,6605 x100 = 1,321 ppm 50


0,548 x100 = 1,096 ppm 50


0,542 x100 = 1,084 ppm 50


0,7045 x100 = 1,409 ppm 50


0,7035 x100 = 1,407 ppm 50



0,701x100 = 1,402 ppm 50


0,718 x100 = 1,437 ppm 50


0,822 x100 = 1,644 ppm 50

3. MFB Steam Saturated 18 Januari 2009, SiO2 =

0,0085 x100 = 0,017 ppm 50


0,013 x100 = 0,026 ppm 50


0,006 x100 = 0,012 ppm 50


0,01x100 = 0,02 ppm 50


0,005 x100 = 0,010 ppm 50


0,0073 x100 = 0,0146 ppm 50


0,0103 x100 = 0,0206 ppm 50


0,0115 x100 = 0,023 ppm 50


0,0095 x100 = 0,019 ppm 50



0,013 x100 = 0,026 ppm 50

4. MFB Steam Superheated 18 Januari 2009, SiO2 =

0,0035 x100 = 0,007 ppm 50


0,065 x100 = 0,013ppm 50


0,065 x100 = 0,013 ppm 50


0,004 x100 = 0,008 ppm 50


0,003 x100 = 0,006 ppm 50


0,0073 x100 = 0,0146 ppm 50


0,00715 x100 = 0,00143 ppm 50


0,00615 x100 = 0,0123 ppm 50


0,007 x100 = 0,014 ppm 50


0,007 x100 = 0,014 ppm 50


4.2. Pembahasan Dari hasil data yang diperoleh besarnya kadar silika yang di dapat dari multi fuel boiler di pabrik PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea yang dilakukan pada tanggal 18 Januari 2009 – 27 Januari 2009 adalah sebagai berikut : a. MFB Feed Water, kadar silika yang dianalisa berkisar antara 0,007 ppm - 0,024 ppm, pada tanggal 27 Januari 2009, kadar silika yang didapat adalah 0,024 ppm sementara kadar silika yang sesuai dengan standar mutu adalah maksimal 0,02 ppm, ini disebabkan karena masih ada kotoran-kotoran yang terdapat pada air yang masuk ke multi fuel boiler, sehingga kadar silika yang didapat lebih besar dibandingkan dengan standar mutu yang ditentukan. (Grafik dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 37). b.

MFB Boiler Water, kadar silika yang dianalisa berkisar antara 1,048 ppm-1,644 ppm, pada MFB Boiler Water standar mutu kadar silika yang ditentukan adalah maksimal 4


ppm, ini menandakan bahwa kadar silika yang terdapat pada MFB Boiler Water dibawah

4

ppm

dan

sudah

memenuhi

standar

mutu

yang

ditentukan

perusahaan.(Grafik dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 37). c. MFB Steam Saturated, kadar silika yang dianalisa berkisar antara 0,010 ppm-0,026 ppm, pada tanggal 19 Januari 2009, kadar silika yang didapat adalah 0,026 ppm sementara kadar silika yang sesuai standar mutu adalah 0,02 ppm, ini dikarenakan tingginya kadar silika yang terdapat pada pipa, sehingga dilakukan pencegahan dengan cara menambahkan natrium phospat, yang akan membentuk suatu lapisan tipis pada bagian dalam pipa boiler. Perbedaannya dapat dilihat pada tanggal 20 Januari 2009, kadar silika yang didapat sudah kembali normal. (Grafik dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 38). d. MFB Steam Superheated, kadar silika yang dianalisa berkisar antara 0,006 ppm-0,0146 ppm, pada MFB Steam Superheated standar mutu kadar silika yang ditentukan adalah maksimal 0,02 ppm, ini menandakan bahwa kadar silika yang terdapat pada MFB Steam Superheated dibawah 0,02 ppm dan sudah memenuhi standar mutu yang ditentukan perusahaan.(Grafik dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 38).

Tingginya kadar silika di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, disebabkan karena pengolahan air di multi fuel boiler pada proses demineralisasi yang tidak sempurna, dimana jika kita ketahui kadar silika tinggi disebabkan karena resin pada tabung anion sudah jenuh, sehingga pertukaran anion tidak sempurna, apabila resin telah jenuh, maka perlu dilakukan regenerasi untuk mengaktifkan resin itu kembali, dan jika kadar silika terlalu tinggi harus Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

dilakukan blowdown. Blowdown bertujuan untuk mengurangi pembentukan kerak (scale) yang terjadi dalam ketel uap (boiler).

Kontrol silika sangat penting dalam proses pengolahan air di multi fuel boiler, dimana tujuannya adalah untuk menghindari terjadinya deposit silika pada sudut-sudut turbin, namun dari hasil yang didapat besarnya silika pada air pada multi fuel boiler, di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea masih memenuhi standar mutu yang ditetapkan oleh PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea.

Pengolahan air di multi fuel boiler sebaiknya dilakukan dengan seteliti mungkin, karena hal ini sangat mempengaruhi kualitas kerja di multi fuel boiler dalam menghasilkan uap yang nantinya akan digunakan dalam proses pulp di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, begitu juga dengan turbin dan juga dapat menyebabkan kerusakan pada alat.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan data dan pembahasan yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa:  Besarnya kadar silika yang didapatkan dari tanggal 18 Januari 2009 – 27 Januari 2009 di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea telah memenuhi standar yang telah ditentukan yaitu :

NO 1 2

Tanggal Percobaan 18 Januari 2009 19 Januari

MFB Feed Water

MFB Boiler Water

MFB Steam MFB Steam Saturated Superheated

0,013 0,014

1,377 1,341

0,017 0,026

0,007 0,013


2009 20 Januari 3 2009 0,008 1,321 0,012 0,013 21 Januari 4 2009 0,007 1,096 0,02 0,008 22 Janurai 5 2009 0,010 1,084 0,010 0,006 23 Januari 6 2009 0,0163 1,409 0,0146 0,0146 24 Januari 7 2009 0,019 1,407 0,0206 0,0143 25 Januari 8 2009 0,018 1,402 0,023 0,0123 26 Januari 9 2009 0,016 1,437 0,019 0,014 27 Januari 10 2009 0,024 1,644 0,026 0,014 (Tabel Data Standar Mutu dapat dilihat pada lampiran 2 halaman 39)  Cara menentukan kadar silika di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea adalah dengan cara metode spektrofotometri dengan menggunakan alat spektrofotometer DR 4000. (Gambar dapat dilihat pada lampiran 3 halaman 40).

5.2. Saran o Sebaiknya dalam setiap tahap pengolahan air dilakukan suatu pengawasan yang lebih efisien agar air yang digunakan baik untuk kebutuhan pabrik yang diantaranya adalah kebutuhan air di multi fuel boiler. o Perlu diperhatikan lagi pelaksanaan regenerasi untuk mencegah tingginya kadar silika di multi fuel boiler. o Perlu diperhatikan lagi cara pengambilan sampel serta alat yang digunakan karena dapat mempengaruhi hasil analisis. Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad. R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Penerbit Andi. Anonim. 2002. Himpunan Peraturan Perundang-undangan di Bidang Pengolahan Lingkungan Hidup. Edisi 2006. Jakarta: Kementrian Lingkungan Hidup. Anonim. 1999. Modul Operator Ketel Uap Kelas II. DEPNAKER Anonim. 1979. Water Treatment Hanbook. Fifth Edition. New York: John Wiley & Sons. Inc. Effendi. H. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Keenan. C. W. 2005. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Jilid II. Edisi Ke-6. Jakarta: Penerbit Erlangga. PT. Toba Pulp Lestari. 2002. Energi (Stream & Liquor). Porsea: Training and Development. Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

PT. Toba Pulp Lestari. 2004. Multi Fuel Boiler. Porsea: Training and Development. Underwood. A. L. 1990. Analisis Kimia Kualitatif. Edisi Ke-4. Cetakan Ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga. Vogel. A. 1990. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Edisi Ke-4. Jakarta: Penerbit Erlangga.


Lampiran 1 Grafik hasil analisis kadar silika di multi fuel boiler.

Grafik .1. MFB Feed Water


0.03 0.025 0.02 Standar Mutu MFB Feed Water

0.015 0.01 0.005

-2 00

9

9 -2 00

27 -0 1

26 -0 1

-2 00

9

9 25 -0 1

-2 00

9 -2 00

24 -0 1

20 09

23 -0 1

9

22 -0 1

-2 00

9 21 -0 1

-2 00

9 -2 00

20 -0 1

19 -0 1

18 -0 1

-2 00

9

0

Grafik .2. MFB Boiler Water

4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

Standar Mutu

-2 00 9 22 -0 12 00 23 9 -0 120 09 24 -0 120 09 25 -0 120 09 26 -0 120 09 27 -0 120 09

9

21 -0 1

-2 00

9 -2 00

20 -0 1

19 -0 1

18 -0 1

-2 00

9

MFB Boiler Water

Grafik .3. MFB Steam Saturated


0.03 0.025 0.02 Standar Mutu

0.015

MFB Steam Saturated

0.01 0.005

9 -2 00

9 27 -0 1

-2 00

9 -2 00

26 -0 1

25 -0 1

-2 00

9

9 -2 00

24 -0 1

20 09

23 -0 1

9

22 -0 1

-2 00

9 21 -0 1

-2 00

-2 00

20 -0 1

19 -0 1

18 -0 1

-2 00

9

9

0

Grafik .4. MFB Steam Superheated

0.025 0.02 0.015 Standar Mutu

0.01

MFB Steam Superheated

0.005

9 -2 00

9 27 -0 1

-2 00

9 26 -0 1

-2 00

9 25 -0 1

-2 00

9 -2 00

24 -0 1

20 09

22 -0 1

23 -0 1

9 -2 00

9 21 -0 1

-2 00

9 -2 00

20 -0 1

19 -0 1

18 -0 1

-2 00

9

0

Lampiran 2 Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Tabel Data Standar Mutu yang dikeluarkan PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea

NO 1

Parameter pH

MFB Feed Water 8.8 - 9.6

MFB Boiler Water 9.0 - 10.5

MFB Steam Saturated 8.8 - 9.2

MFB Steam Superheated 8.8 - 9.2

2

Conductivity (µs/cm)

max 5

max 150

max 8

max 8

3

Dissolved O2 (ppb)

max 10

-

-

-

4

Silica (ppm)

max 0.02

max 4

max 0.02

max 0.02

5

Iron (ppm)

max 0.02

max 0.02

-

-

6

DEHA (ppb)

200-350

-

-

-

7

PO4 (ppm)

-

10-15

max 0.1

-

Lampiran 3 Melissa Simanullang : Penentuan Kadar Silika Di Multi Fuel Boiler Dengan Spektofotometer Uv-Visibel Di PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, Porsea, 2009.

Spektrofotometer DR 4000 model flowcell


Lampiran 4


PENENTUAN KADAR SILIKA DI MULTI FUEL BOILER DENGAN SPEKTOFOTOMETER UV-VISIBEL DI PT. TOBA PULP LESTARI,

Recommend Documents