Vol. 6 No. 2 Oktober 2008
rssN 1693-2536
JURNAL
TEKNOLOGI TERPAI(AI (Journal of Applied Techffology)
PATRI (Pusat Kajian Industri) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Banda Aceh, Indonesia
Vol. 6 No.2 Oktober 2008
ISSN r693-2s36
Jurnal
Teknologi Terpakai (Journal of Applied Technologt)
Penanggung Jawab:
Direktur PATRI @usat Kajian Industri) Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Banda Aceh.
Pemimpin Umum l
Ir. T. Maimun, M.Eng
Sekretaris
:
Umi Fathanah, ST, MT
Tim Editor
:
Prof. Dr. Bastian Arifin, M.Sc Prof. Dr.Ir. Medyan Riza" M.Eng Prof. Dr. Ir. M. Husin Ismayand4 M.Sc Dr.Ir. Muhammad Zaki, M.Sc Dr.Ir. Syaubari, M.Sc Dr. Ir. Said Nurdin
Dr. Mahidin, ST, MT Dr.Ir. Khairil, MT Dr.Ir. Taufik Saidi, M.Eng Dr.Ir. Syahrial, M.Eng
Pelaksana
Produksi:
Hisbullah, ST, M.Eng.Sc (Administrasi) Sri Mulyati, ST, MT (Percetakan) Sofoan4 ST, MT, MT (Keuangan) LiaMakiza. ST, MT (Sirkulasi)
Alamat Redaksi:
PATRI @usat Kajian Industri) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Jl. Syech Abdurrauf No. 7, Darussalam, Banda Aceh23l I l,lndonesia
Tel.+62-651-51977 ext.4343 Fax. (0651) 52995
E-mail:
[email protected]
Jurnal Teknologi Terpakai Terbit Dua Kali Setahun @ulan Mei dan Oktober) Untuk pengiriman artikel, surat menlrurat atau berlangganan dapat dikirim langsung ke alamat redaksi. Petunjuk penulisan artikel dapat dilihat pada halaman akhir jurnal ini.
Vol. 6 No.2 Oktober 2008 Jurnal
ISSN 1693-2536
Teknologi Terpakai (Journal of Applied Technologt)
Daftar Isi Pengantar Redaksi......
RHEOLOGICAL IN\TESTIGATION OF FINE WATER ATOMISED STAINLESS STEEL POWDER FOR MICRO METAL INJECTION MOLDING M.I{.I Ibrahim, N. Muhamad, A.B. Sulong and Murtadhahadi
6t
ANALISIS PENGARUH HILANGNYA TANAMAN TERI{ADAP KE}TYAMANAN T}IERMAL DI RUMAH PASCA TSUNAMI Muslimsyah.
72
PENGARUH RASIO KARBON DAN NITROGEN TERTIADAP PRODUKSI BIOMASSA AGENSIA BIOKONTROL TNCHODERMA IARZIANUM DALAM MEDIA CAIR
79
Syahiddin Dahlan Said
TI{E ASSESMENT OF ACOUSTIC PERFORMANCE OF ACEHNESE MASJID TIIROUGH COMPUTER SIMULATION Zulfran
STUDY OF TITANruM FOAM USTNG TITANIIJM ALLOY (AL3TT) BY POLYMERIC TECHNIQUE S. Ahmad, N.Muhamad, A. Muchtar, J. Sahari, K. R. Jamaludin, M. H.I.Ibrahim, N. H. Mohamad Nor and I. Murtadhahadi...
MULTISCALE MODELING
101
OF ENFIANCED BIOLOGICAL PHOSPHORUS
REMOVAL PROCESSES Hisbullah...
108
KALruM SULFAT DARI GIPSUM DAN ABU S$UT KELAPA DALAM REAKTOR BERPENGADTJK MENGGL]NAKAN PROSES SILVEY M. Husin Ismayanda..
120
PRODUKSI PUPUK
ISOLASI ENZIM DARI LIMBAH INDUSTRI MAKANAN DENGAN AFINITAS PRESIPITASI TIGA FASE (APTF) Syaubari...
128
Vol. 5 No.2 Oktober 20OB (120-!271
lssN 1593-2536 Jurnal Teknologi Terpakai (Journol of Applied Technology)
PRODUKSI PUPI]K KALITIM ST'LFAT DARI GIPSI]M DAN ABU SABUT KELAPA DALAM REAI(TOR BERPENGADT]K MENGGT]NAKAI\ PROSES SILVEY
M. Husin Ismayanda J U uiol
-^i-,-:lI !Nrl^
lz:--:r\urlrs
r-l---tr-I 4iurtoJ
T-l--:1, I vturl^
rT..:..^--:.^^ vru t !l rrlor
O- :^L lZ..^l^ vJ rsrt raugls
Jl. Tgk. Syech AbdurraufNo. 7 Darussalam, Banda Aceh
D^-l^
-
A ^^L
231I I
ABSTRACT The potassium sulfate is made by reacting the potassium carbonat from combustion ash and calcium sulfate from gypsum in a stirred reactor. ln this reaction, we used some variables such as particle size, rotation velocity and temperature, which influence to obtain the optimum process. Products obtained from sediment which have been dried in oven dryer. The potassium and sulfate rate are determined ny using AAS (Absorption Atomic Spectofotometer). The optimum pftrcess occurred under the following conditions: oC. From the gypsum size 100 mesh, rotation velocity 120 rpm and temperahre 90 research, we got maximum potassium rate is 7,285% with conversion value is 65,158yo and maximum sulphate rate is 9,1l0% with conversion value is 24,917Vo.
Keyword: gypsum, ash, kalium sulfat fertilizer,
a stirred reactor, silvey process
PEIYDAIIULUAI\T
Pupuk yang digunakan untuk meningkatkan produksi hasil tanaman pangan dan perkebunan harus mengandung komponen nitrogen, fosfat dan kalium yang jumlah pemakaiannya secara nasional sangat besar. Sebagian komponen ini sudah dapat dipenuhi oleh pabrik-pabrik di dalam negeri, yang telah menghasilkan produk pupuk ure4 pupuk ammonium sulfat dan pupuk NPK, walaupun pupuk urea dan pupuk ammonium sulfat yang paling banyak
digunakan saat ini, telah mengalami pengurangan jumlah produksinya. Hal ini dikarenakan semakin menipisnya bahan baku kedua jenis pupuk ini yaitu ammonia OIH3), yang berasal dari kandungan gas alam. Lain halnya dengan pupuk kalium, untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri hampir seluruh bahan bakunya di import dari luar negeri. Hal inilah yang menyebabkan harga pupuk kalium sangat matral di pasaran dan mengakibatkan para petani tak mampu membelinya, sehingga pemerintah harus mengambil suatu kebijakan yaitu dengan memberikan subsidi pupuk. Padahal kebutuhan akan pupuk kalium ini di lndonesia semakin meningkat setiap tahun. Oleh sebab itu diperlukan suatu pemikiran yang bisa memecahkan masalah ini, yaitu dengan menciptakan pupuk altematif yang berkualitas tinggi, harganya relatif murah dan ramah lingkungan. Salah satunya yaitu dengan cara membuat pupuk kalium sulfat dari batu gipsum dan abu pembakaran sabut kelapa.
Pada pembuatan kalium sulfa! kalium dapat diperopleh dari abu pembakaran sabut kelapa" sedangkan sulfat di dapat dari batu gipsum. Abu yang mengandung kalium karbonat mula-mula diekstraksi, cairan yang diperoleh diuapkan sampai kering. Ekstrak abu kering sulit disimpan karena mudah sekali menyerap air dari udara" untuk mengubah ekstrak abu menjadi pupuk mineral netral yang stabil yaitu kalium sulfat maka diperlukan batu. Batu gipsum yang berumus molekul CaSOr.2HzO, merupakan mineral lunak yang tidak berwarna dan biasanya dijual dalarn bentuk Kristal. Batu gipsum ini dapat juga disebut kalsium
t20
l
l
I
.l
M. Husin Ismayanda
sulfat hidrat. Di provinsi Aceh, batu gipsum ini dapat
salah satunya yaitu di Desa Cot paru, pante Raja, Kecam Pupuk kalium sulfat yang bahan bakunya U"ruruf Ou.i sabut kelapa ini, nantin
-
khlium provinsi Aceh mengurangi subsidi pupuk pencemaran lingkungan.
Sesungguhnya beberapa bafuan dan mineral yang terbentuk di alam mengandung nutrisi unuK tanaman' terciapat secara terkonsenrasl maupun terseDar, setungga *puior"gunar€n untuk pupuk alternatif atau untuk memperbaiki struktur ,unurr.-enru. ruL uutu"n fosfa! batuan gipsum, dolbmite, batu gampinfdan beberapu;""i, o,ioeral rainnya
ir:T3il:,!;f;;'-'
Hampir seluruh pupuk -batuan y*g LUn OimoOifikasi dibututrkarioleh tanaman, sep( kobalt (c;), ;;i(Fe) dan sebagarnya.
s secara kimiawi, yaitu uhisi mikro yang sering tur (S), tembaga (cu),
Menurut Agra (1972), untuk membuat pupuk kalium, dapat digunakan gipsum dan ekstrak abu' Dimana dalam ekstrak abu sisa rtusii pemuJ*an, ditambah dengan batu gipsum yang mengandung kalsium sulfat ke dalam t"ur,rot'u"tpotg"duk, akan terbentuk kalium sulfat dan kalsium karbonat, dengan persamaan: KzCOr +
CaSF
KzSO+ +
CaCOr
(l)
Penelitian
ini bertujuan untuk membuat pupuk kalium sulfat dari batu gipsum dan abu sisa pembakaran sabut kelap4 selain itu untuk memperulan yengaruh berbagai variabel pada proses pembuatan pupuk kalium sulfat antara lain ukuian batu gipsum, kecepatan putaran pengaduk dan suhu proses dalam realdor -berpengaduk.
-
dan a. b' c'
iharapkan dari pernbuatan pupuk kalium sulfat dari batu gipsum
a antara lain:
kan dapat memenuhi sebagian kebutuhan petani akan pupuk
Pencemaran ringkungan oreh rimbah pertanian dapat diminimarisir.
l;of;:**-gi
subsidi pupuk dan
keterga"irre--;;aa ruar negeri
daram har pupuk
METODOLOGI Prosedur Percobaan Sabut kelapa mula-mula dibersihkan dari kotoran dan tanah yang melekat. Kemudian sinar matahari serama rebih kurang o j; 116g" bebas air. nghasilkan abu. Laru abu ditimbang-r"ulyuk li'gram untut m bersihkan dari kotoran dan tanah yang L"t.kut, kemudian
dengansuhukamarST':rH.iTru:ln#Hffi'"1'#*Til-Hlo'l*it"'rl*; ditimbang untuk diproses selanjufir Reaktor diisi dengan- abu pembakaran sabut kelapa sebanyak 50 gram dan ditambahkan aquades sebanyak 1000 ml. berikutnya dimasukkan ,"ru,it ukuran tertentu sebanyak 20 gram dari atas reaktor' Diatur kecepatan putaran pengaduk 60 rpm dengan suhu proses diatur pada 60"c. biarkan p-ros9: ueriaogsuog serama s"0 iuru v.ilsjjaapal6idinginkan dan dienrrapkin serama l5 menit. remua
;ip;". i*-r", .*it,
1T fit*,. En{apan -yang didap"t 'di ai"t"t ut l a"ngao ;ir-;;;. didapat kemudian dikeringkan dalanr- oven dryer pada suhu
PRODUKSI PUPUKKALruM SULFAT DARI GIPSTIM
endapan tersebut dianalisa unfuk ditentukan kadar kalium dan sulfatnya. Adapun skema proses pembuatan pupuk kalium sulfat dari batu gipsum dan abu sisa pembakaran sabut kelapa.
Prosedur Analisa Pnoduk Analisa Kalium Ditimbang 0,5 gram pupuk kalium sulfa! lalu masukkan ke dalam labu Kjedahl. Ditambahkan 5 ml HNO: dan 0,5 ml HClOl, dikocok-kocok dan dibiarkan semalaman. i. iilriiudrcrr
1-L-- lu:^l-Lt r: .--J- Lt-t-t -,- youo -twn l4uu ruluqlt aii/aiiasndf oC.
or'\ ^^+^l^L -'^- l--'..:-^ l^-^^^.'L-- 1nn ueP nurr1rl6 I vv vt rwlllorr rrruror ---l^: uvrr6srr rsrls
Destruksi diakhiri bila sudah keluar uap putih dan cairan habis suhu dinaikkan hingga 200 dalam labu tersisa sekitar 0,5 ml. Dinginkan dan dienc€rkan dengan H2O, kemudian volume ditepatkan menjadi 50 ml, dikocok hingga homogen, biarkan semalaman atau disaring dengan kertas saring
W4l
Dipipet
agar didapat ekstrak jernih (ekstrak
A).
I ml ekstrak A, lalu dimasukkan ke dalam tabung kimia volume 20 ml,
ditambatrkan 9 ml air bebas ion, kocok dengan vortex mixer sampai homogen. Ekstrak ini adalatr hasil pengenceran l0x (ekstrak B). Ukur K dalam ekstrak K menggunakan SSA (Spektrometer Serapan Atom) dengan deret standar K (0; 2; 4;8; 12; 16 dan 20 ppm K) sebagai pembanding kemudian dicatat absorbansi baik standar maupun contoh-
Analisa Sulfat Ditimbang 0,5 gram pupuk kalium sulfat, lalu dimasukkan ke dalam labu Kjedahl. Ditambahkan 5 ml HNO3 dan 0,5 ml HClOc, dokocok-kocok dan dibiarkan semalaman. Kemudian dipanaskan pada blok labu Kejdahl mulai dengan suhu 100oC, setelah uap kuning habis suhu dinaikkan hingga 200 "C. Destruksi diakhiri bila sudah keluar uap putih dan cairan dalam labu tersisa sekitar 0,5 ml. Dinginkan dan diencerkan dengan H2O, kemudian volume ditepatkan menjadi 50 ml, dikocok hingga homogen, biarkan semala:nan atau disaring dengan kertas saring W4l agar didapat ekstrak jernih (ekstrak A). Dipipet masing-masing I ml ekstrak A dan larutan standar S (0; 5; l0; 20; 30; 40 dan 50 ppm) lalu dimasukkan ke dalam tabung kimia. Ditambahkan 7 ml asam camPur (125 ml asam asetat glacial + 50 ml HCI + 50 ml asam fosfat dijadikan 500 ml) dan I ml larutan BaClz Tween (3 gr BaCl2 + 4 ml Tween-80 dijadikan 100 ml dengan air bebas ion), dikocok sampai homogen. Diukur dengan SSA pada panjang gelombang 432 nn, dicatat nilai absorbansinya.
IIASIL
DAI\T
PEMBAHASAN
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh pengaruh beberapa variable terhadap kualitas pupuk kalium sulfat seperti : Pengaruh Ukuran Batu Gipsum dan Suhu Terhadap Konversi Konversi kalium dipenganrhi oleh ukuran batu gipsum dan suhu, dimana hal ini dapat dilihat pada Gambar di bawah ini :
r22
M. Husin Ismayanda
8s0
E40 g30
920 10
Suhu (.C)
Gambar
l.
Pengaruh ukuran batu gipsum dan suhu terhadap konyersi karium pada 120 rpm 30 25
20 15
-{-ayakan
12 mesh
10
*ayakan
25 mesh
5
0
*':";-* ayakan 50 mesh
-)tsayakan 100 mesh
Gambar2. pengaruh ukuran batu gipsum dan suhu terhadap konversi surfatpada 120 rpm
pada Gambar I
ayakan 100 mesh) maka
ang didapat semakin besar.
PRODUKSI PUPUK KALruM SULFAT DARI GIPSUM
#50
Rpm
.-ts80 RPm ***100 Rpm
-+120
50
60
70 80 90 100
110
t20
Rpm
130
Ukuran Batu Gipsum (mesh)
Gambar 6. Pengaruh Kecepatan Putaran Pengaduk Dan Ukuran Batu Gipsum Terbadap Konversi Sulfat Pada 90oC
Dari Gambar 5 dan 6 terlihat bahwa konversi kalium dan sulfat cenderung bertambah seiring dengan semakin kecilnya ukuran partikel gipsum dan semakin cepat putaran pengaduk. Hal ini dikarenakan semakin kecil ukuran partikel gipsum, maka semakin luas permukaan gipsum tersebut, sehingga semakin banyak tempat terjadinya tumbukan antar partikel zatyang bereaksi yang menyebabkan reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Begitu juga dengan pengadukan, semakin cepat putaran pengaduk suatu proses maka tumbukan antar partikel semakin cepat pula sehingga reaksi akan berlangsung cepat. Dimana konversi terbaik kalium dan sulfat pada oC dengan ukuran gipsum 100 mesh. penelitian ini diperoleh pada suhu 90
Kondisi Optimum Proses Hasil analisa yang didapatkan dari penelitian, berdasarkan syarat mutu pupuk kalium suffat, kadar kalium yang tertinggi didapat pada kecepatan putaran pengaduk 120 rpm, suhu 90 oC, dan ukuran partikel 100 mesh, yaitu sebesar 7,285yo dengan nilai konversi sebesar 65,158yo. Sedangkan kadar sulfat yang tertinggi juga didapat pada kecepatan putaran pengaduk 120 rpm, oC dan ukuran partikel 100 mesh, yaitu sebsar 9,7l0yo dengan nilai konversi sebesar suhu 90 24,917Yo-
KESIMPT]LAI\I Berdasarkan penelitian yang telatr dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa kondisi yang terbaik untuk mereaksikan gipsum dan abu pembakaran sabut kelapa adalah pada ukuran gipsum oC. Dimana pada penelitian 100 mesh, kecepatan pengaduk 120 rpm dengan suhu berkisar 90 nilai konversi sebesar dengan yang telah dilakukan ini didapat kadar kalium sebesar 7,285yo 65,I58yo dan kadar sulfat sebesat 9,ll}Yo dengan nilai konversi sebesar 24,917oh.
126
e ir
M. Husin Ismayanda
DAFTAR PUSTAKA "Ammonium sulfat dari Gips: Forum Teknik", universitas Gajah Mada,
""1"t;k#]2'
Agra' t' B'' 1986' "Pokok-pokok Metodologi Penelitian", universitas Ga-djah Mada, yogiakarta. Arthur dan Ehzabeth,l(., rg5d, "lhe uondesed uhemrcal Drctionary,, Edisi kerrma.
ot"*""*tf;,c'J''
1993, "Transport Processes and
unit operation 3.d Ed,,, prentice Hall of Indi4
Ismunadji, M', Soepardi, G., Satari, A. M., dan Muljadi ,D.,1g76,:Kalium dan Tanaman pangan (Problem dan prospek )", r'embagapusat peneriti- p.rt"nian, Bogor.
Leiwkabessy Fred
M'
Atang sutandi, 2004, *Diktat Kuliah pupuk dan pemupukan,,,
Departemen Tanah Fakultas -L't iertanian IpB, Bogor-
enders' 1982' 'Bahan-Bahan Pupuk Yang Tersedia Dalam Sumber Daya Alam Indonesia dan Kem ud ian Akan pen daya G u n aannyioalam p"r;;;ii p"*n
i*,,, Ban dun g.
*"*irlk: ', 1984, "chemicar Engineer's Hand Book,,, Edisi keenam, Mc.GrawHiil
Boorq New
sutejo Mul Mulyani' rggT,pupuk dan cara pemupukan, Rineka cipta, Jakarta.
u"",L"t;"hff*r#Hlsa vogel' A'
I''
1953
Anorganik Kualitatif Malao dan Mikro,,, Edisi kelimq Kalman
"A textbook of Quantitative Inorganic Analysis 2d Elu,Longmans, Green and
Co., Ltd., London.
127
