PENGARUH RESIN PENUKAR ION DALAM PENGENDALIAN KUALITAS AIR UNTUK AIR UMPAN BOILER DI PTPN II PAGAR MERBAU TUGAS AKHIR ALFIAN ROSAADI

PENGARUH RESIN PENUKAR ION DALAM PENGENDALIAN KUALITAS AIR UNTUK AIR UMPAN BOILER DI PTPN II PAGAR MERBAU

TUGAS AKHIR

ALFIAN ROSAADI 082409044

PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

Universitas Sumatera Utara


TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

ALFIAN ROSADI 082409044

PROGRAM STUDI D3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011


PERSETUJUAN

Judul

: PENGARUH RESIN PENUKAR ION DALAM PENGENDALIAN KUALITAS AIR UNTUK AIR UMPAN BOILER DI PTPN II PAGAR MERBAU : TUGAS AKHIR : ALFIAN ROSADI : 082409044 : DIPLOMA (D-3) KIMIA INDUSTRI : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

Disetujui di Medan, Juli 2011

Diketahui Koordinator Program Studi Kimia Industri

Dra. Emma Zaidar, M.Si NIP : 195512181987012001

Pembimbing

DR. Yugia Muis, Msi NIP : 195606241983031002

Ketua Departemen Kimia FMIPA USU


Dr. Rumondang Bulan, MS NIP : 195408301985032001

PERNYATAAN


TUGAS AKHIR

Saya mengaku bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2011

ALFIAN ROSADI 082409044


ABSTRAK

Penukar ion (ion exchange) adalah suatu bahan granular tak larut yang memiliki radikal asam atau basa pada struktur molekulnya yang dapat melaksanakan pertukarun ion, tanpa mengalami perubahan fisis, tanpa kerusakan atau kelarutan, ion positif atau negatif diikat pada radikal ini untuk ion-ion yang bertanda sama dalam larutan di cairan akan saling berhubungan. Proses ini, dikenal sebagai Pertukaran ion (Ion exchange) dan komposisi ionik yang tersedia di dalam cairan yang mengalami pengolahan akan dimodifikasi tanpa mengubah jumlah total dari ion-ion di dalam cairan tersebut. Bahan pentukar ion yang pertama adalah bahan galian alami yaitu zeolit; kemudian digantikan oleh bahan anorganik sintetis yaitu Aluminium silikat dan bahan organik sintetis. Bahan organik sintetis digunakan lebih banyak saat ini dan dikenal sebagai Resin dalam bentuk granular pada umumnya atau dalam bentuk merjan/butiran. Resin ini terdiri atas 2 kategori, yaitu resin dari jenis gel dan jenis yang kehilangan ikatan-silang atau makro-porous. Struktur atau kerangka dasarnya adalah sama: kerangka makro-molekular yang ditemukan pada keduanya disebabkan oleh


kopolimerisasi, seperti antara styrene dan divinylbenzene. Perbedaan keduanya hanya dari porositas yang dimiliki oleh masing-masing jenis resin tersebut.


THE INFLUENCE OF ION EXCHANGER RESIN IN WATER QUALITY CONTROL FOR BOILER FEED WATER AT PTPN II PAGAR MERBAU

ABSTRACT

Ion exchangers are insoluble granular substances which have in their molecular structure acidic or basic radicals that can exchange, without any apparent modification in their physical appearance and without deterioration or solubilization, the positive or negative ions fixed on these radicals for ions of the same sign in solution in the liquid in contact with them. This process, know as ion exchange, enables the ionic composition of the liquid being treated to be modified without changing the total number of ions in the liquid before the exchange. The first ion exchange substances were natural earths (zeolites); they were followed by synthetic inorganic compounds (alluminosilicates) and organic compounds; the latter materials are used today almost exclusively under the name of resins. This term has been wrongly extended to cover any kind of exchanger. They are either in the form of granules, as is usually the case, or in the form of beads. There are two categories: the resins of the gel type and those of macro-porous or loosely cross-linked type. The basic structure is identical: the macro-molecular


structure is obtained in both cases by copolimerization of, e.g., styrene and divinylbenzene. The difference between them lies in their porosity.


PENGHARGAAN

Bismillahirrahmaanirrahim Syukur alhamdulillah penulis haturkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya, selanjutnya shalawat dan salam penulis sampaikan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW beserta sahabat dan keluarganya yang telah membawa kita dari alam kegelapan kealam yang berilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah yang berjudul PENGARUH RESIN PENUKAR ION DALAM PENGENDALIAN KUALITAS AIR UNTUK AIR UMPAN BOILER DI PTPN II PAGAR MERBAU. Karya ilmiah ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada program studi Kimia Industri D-3 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dengan ketulusan hati yang sedalam-dalamnya penulis menyampaikan penghargaan dan penghormatan yang setinggi-tingginya kepada Ayahanda H. Adrian Rusli dan Ibunda Hj. Rosmawati yang telah memberikan cinta dan kasih sayangnya kepada penulis baik itu melalui doa, dukungan moril maupun materil selama ini, serta ucapan terima kasih penulis untuk Abang dan adik penulis, Ridwan Rosadi dan Rozai Adriani sehingga terpacunya penulisan ini. Serta Om Ai dan tante wiwik yang banyak


membantu penulis selama penulis melaksanakan studi, anshari dan anggi yg selalu ingat kepada penulis. Selama laporan ini, banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Dr. Yugia Muis, Msi selaku dosen pembimbing yang bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu penulis menyelesaikan karya ilmiah ini 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 3. Ibu Dra. Emma Zaidar,MSc selaku ketua program studi DIII Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 4. Seluruh staff pengajar dan pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Khususnya Program Studi Kimia Industri. 5. Pimpinan managerial, staff dan seluruh karyawan PTPN II Pagar Merbau, khususnya Bapak Darlan Sembiring , Bapak dedi gurning, Bapak Ehyar, Bapak Cokro dan Bapak rajab yang bersedia membimbing penulis selama melaksakan Praktek Kerja Lapangan


6. Teman – teman satu PKL penulis yaitu lina, ijol, pi’i, edo, maksum, taufiq, reza, tios yang mana sama – sama menimba ilmu di PTPN II Pagar Merbau. 7. Rekan-rekan di Kimia Industri stambuk 2008 yang telah memberikan informasi dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini 8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu Medan, Juni 2011 Penulis

( Alfian Rosadi ) ABSTRAK Penukar ion (ion exchange) adalah suatu bahan granular tak larut yang memiliki radikal asam atau basa pada struktur molekulnya yang dapat melaksanakan pertukarun ion, tanpa mengalami perubahan fisis, tanpa kerusakan atau kelarutan, ion positif atau negatif diikat pada radikal ini untuk ion-ion yang bertanda sama dalam larutan di cairan akan saling berhubungan. Proses ini, dikenal sebagai Pertukaran ion (Ion exchange) dan komposisi ionik yang tersedia di dalam cairan yang mengalami pengolahan akan dimodifikasi tanpa mengubah jumlah total dari ion-ion di dalam cairan tersebut.


Bahan pentukar ion yang pertama adalah bahan galian alami yaitu zeolit; kemudian digantikan oleh bahan anorganik sintetis yaitu Aluminium silikat dan bahan organik sintetis. Bahan organik sintetis digunakan lebih banyak saat ini dan dikenal sebagai Resin dalam bentuk granular pada umumnya atau dalam bentuk merjan/butiran. Resin ini terdiri atas 2 kategori, yaitu resin dari jenis gel dan jenis yang kehilangan ikatan-silang atau makro-porous. Struktur atau kerangka dasarnya adalah sama: kerangka makro-molekular yang ditemukan pada keduanya disebabkan oleh kopolimerisasi, seperti antara styrene dan divinylbenzene. Perbedaan keduanya hanya dari porositas yang dimiliki oleh masing-masing jenis resin tersebut.


THE INFLUENCE OF ION EXCHANGER RESIN IN WATER QUALITY CONTROL FOR BOILER FEED WATER AT PTPN II PAGAR MERBAU ABSTRACT Ion exchangers are insoluble granular substances which have in their molecular structure acidic or basic radicals that can exchange, without any apparent modification in their physical appearance and without deterioration or solubilization, the positive or negative ions fixed on these radicals for ions of the same sign in solution in the liquid in contact with them. This process, know as ion exchange, enables the ionic composition of the liquid being treated to be modified without changing the total number of ions in the liquid before the exchange. The first ion exchange substances were natural earths (zeolites); they were followed by synthetic inorganic compounds (alluminosilicates) and organic compounds; the latter materials are used today almost exclusively under the name of resins. This term has been wrongly extended to cover any kind of exchanger. They are either in the form of granules, as is usually the case, or in the form of beads. There are two categories: the resins of the gel type and those of macro-porous or loosely cross-linked type. The basic structure is identical: the macro-molecular structure is obtained in both cases by copolimerization of, e.g., styrene and divinylbenzene. The difference between them lies in their porosity.


DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Lampiran

ii iii iv vi vii viii ix x

Bab 1

1 1 3 3 3 4 4 5 5 6 6 6 7 7 8 8 8 9 9

Bab 2

Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1.2. Permasalahan 1.3. Tujuan 1.4. Manfaat Tinjauan Pustaka 2.1. Sejarah Resin Penukar Ion 2.2. Berbagai Resin Penukar Ion 2.2.1. Penukar Ion Sintetik 2.2.2. Resin Jenis Gel 2.2.3. Resin Makropori (makroretikuler) 2.2.4. Resin Isopori 2.2.5. Penukar Ion “jangat” 2.2.6. Resin Penukar Ionogenik Parsial 2.2.7. Penukar Kation Asam Kuat Jenis Sulfonat 2.2.8. Penukar Kation Asam Lemah Jenis Karboksilat 2.2.9. Penukar Kation Berarsen dan Fosfor 2.2.10. Penukar Kation Jamak Fungsi 2.2.11. Penukar Anion Amonium Kuartener Basa Kuat


2.2.12. Penukar Anion Jenis Amino 2.2.13. Penukar Anion Jenis Piridin 2.3. Prinsip Resin Penukar Ion 2.4. Sumber Air 2.5. Beberapa Parameter Kualitas Air 2.5.1. Derajat Keasaman 2.5.2. Total Disolved Solid (TDS) 2.5.3. Kesadahan dan Garam 2.6. Penyedian Air (Water Suplay) 2.6.1. Peralatan yang digunakan dalam penyediaan air 2.6.1.1. Pompa Air Sungai (Raw Water Tower) 2.6.1.2. Pompa Bahan Kimia (Chemical Pump) 2.6.1.3. Tangki Pemisahan endapan / lumpur (Clarifier Tank) 2.6.1.4. Bak Reservoir 2.6.1.5. Penyaring Pasir (Sand Filter) 2.6.1.6. Menara Air (Water Tower) 2.6.1.7. Pompa – Pompa Air 2.6.1.8. Tangki Air Umpan (Feed Water Tank) 2.6.2. Demineralisasi 2.6.2.1. Penukar Kation 2.6.2.2. Degisfier 2.6.2.3. Penukar Anion 2.7. Pengolahan Air Secara Umum 2.7.1. External Treatment 2.7.1.1. Pengendapan Awal 2.7.1.2. Clarifier 2.7.1.3. Penambahan Flukolan 2.7.1.4. Pemisahan kation dan anion dengan pertukaran ion 2.7.2. Internal Treatment 2.7.2.1. Dispersant treatment 2.7.2.2. Siklus Carbonat 2.7.2.3. Gabungan Karbonat dan Dispersant 2.7.2.4. Perlakuan dengan Fosfat 2.7.2.5. Gabungan fosfat dan dispersant 2.7.2.6. Gabungan Polimer 2.7.2.7. Perlakuan Chelant 2.7.2.8. Standart perlakuan alkali fosfat dispersant 2.7.2.9. Chelant Polymer treatment 2.7.2.10. Pengawasan alkalinity dan silika 2.7.2.11. Kombinasi polimer

9 10 10 12 12 12 13 13 14 15 15 15 15 16 16 17 17 19 17 17 18 18 20 21 21 22 22 23 24 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 26


Bab 3

Bahan dan Metode 3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat 3.1.2. Bahan 3.2. Pembuatan Reagensia 3.2.1. Pembuatan Larutan Ammonium Molibdat 10 % 3.2.2. Pembuatan Larutan HCL 1:1 3.2.3. Pembuatan Oxalsure dihydrat 10 % 3.2.4. Pembuatan Larutan Kalium Kromat 3.2.5. Pembuatan Larutan Soda Buffer 3.2.6. Pembuatan Larutan Eriocromach Zwart 5 % 3.2.7. Pembuatan Larutan Complexon III 3.3. Prosedur Kerja 3.3.1. Penentuan PH (Derajat Keasaman Air) 3.3.2. Analisa TDS (Total Dissolved Solid) 3.3.3. Analisa Silika 3.3.3. Analisa Kesadahan / Hardnes Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1. Data 4.2. Perhitungan 4.3. Pembahasan Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran Daftar Pustaka DAFTAR TABEL

27 27 27 27 28 28 28 28 28 28 29 29 29 29 30 30 32 32 34 34 37 37 38 39

Halaman Tabel 2.1. Persyaratan air untuk Air Umpan Boiler Tabel 2.2. Cara Regenerasi Tangki Kation Tabel 4.1. Analisa air tangki kation Tabel 4.2. Analisa air tangki anion Tabel 4.3. Analisa air umpan boiler (FWT)

14 19 32 33 33


DAFTAR LAMPIRAN

Halaman


Lampiran A : Model Sebuah Ketel Pipa Air Merk Takuma Lampiran B : Stasiun Pemurnian Air

40 41


PENGARUH RESIN PENUKAR ION DALAM PENGENDALIAN KUALITAS AIR UNTUK AIR UMPAN BOILER DI PTPN II PAGAR MERBAU TUGAS AKHIR ALFIAN ROSAADI

Recommend Documents