BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia adalah negara agraris dimana sebagian besar penduduknya

hidup dari hasil bercocok tanam atau bertani, sehingga pertanian merupakan

sektor yang memegang peranan penting dalam kesejahteraan kehidupan penduduk

Indonesia. Berkembangnya sektor pertanian semakin meningkatkan kebutuhan

akan pupuk, sementara negara Indonesia juga mempunyai sumber daya alam

melimpah berupa bahan-bahan yang dapat diolah menjadi pupuk.

Salah satu jenis pupuk tersebut adalah pupuk Amonium Sulfat yang biasa

disebut ZA. Sebagian besar (97%) Amonium Sulfat digunakan sebagai pupuk

nitrogen yang cocok untuk beberapa jenis tanaman dan sisanya (3%) digunakan

dalam bidang industri seperti untuk pengolahan air, fermentasi, bahan tahan api

dan penyamakan (Ariani, 2011).

Sejak tahun 1960, amonium sulfat mulai diproduksi sebagai produk

samping pada proses produksi synthetic-fiberintermediates seperti caprolactam.

Pada tahun yang sama, di beberapa negara, amonium sulfat juga diproduksi

menggunakan gypsum sebagai bahan baku. (Ullman, 2003).

Komoditas impor di Indonesia yang terkait dengan tingginya permintaan

domestik, baik untuk konsumsi maupun sebagai bahan baku produksi, adalah

pupuk (HS31) dan baja (HS72). Impor pupuk pada Tw. IV-2010 mencapai USD

715 juta atau tumbuh 263,8% terutama berasal dari negara Kanada, Afrika dan

Rusia. Tingginya angka impor tersebut merupakan dampak dari pembebasan

impor pupuk yang diberikan pemerintah kepada para pengusaha untuk mengimpor

sesuai dengan kebutuhan. Hal ini didorong oleh masih tingginya ketergantungan

pasar domestik terhadap pupuk impor dan masih adanya kendala dalam distribusi

yang menimbulkan kelangkaan pupuk di berbagai daerah (Departemen

Perindustrian, 2010).

Menurut Asosiasi Niaga Pupuk Indonesia (ANPI), setiap tahun 80%

kebutuhan pupuk di Indonesia, kecuali urea, diimpor dari negara lain baik berupa

bahan baku maupun produk jadi. Jenis pupuk yang diimpor antara lain Kalium

Chlorida (KCL), Ammonia Sulfat (ZA) dan SP3. Negara tujuan ekspor meliputi

Vietnam dan negara-negara Asia Tenggara lainnya, Jepang Taiwan dan Australia

(PT. Pupuk Sriwidjaja, 2003).

Saat ini di Indonesia pabrik yang memproduksi pupuk ini, yaitu PT.

PETROKIMIA Gresik, yang berkapasitas 650 ribu ton/tahun, sedangkan

pertumbuhan konsumsi kebutuhan akan pupuk ini terus meningkat yang

diprediksikan akan meningkat menjadi 1,079 juta ton/tahun pada tahun 2012.

Untuk mengatasi peningkatan kebutuhan akan pupuk ZA dan mengurangi

kebutuhan impor ZA serta mengurangi ketergantungan terhadap negara lain, di

samping membuka lapangan kerja baru dalam rangka turut memberikan

kesempatan kerja, sehingga sangat jelaslah bahwa pendirian pabrik ZA di

Indonesia perlu dilakukan (PT. Petrokimia Gresik, 2003).

Pupuk ZA mempunyai potensi pasar yang cukup bervariasi. Beberapa

potensi pasar untuk pupuk ZA antara lain :

Mampu meningkatkan produksi dan kualitas panen

Digunakan sebagai pupuk dasar dan susulan

Berbahan baku senyawa kimia yang stabil sehingga tahan disimpan dalam

waktu lama

Menambah daya tahan tanaman terhadap gangguan hama, penyakit dan

kekeringan.

Dijamin kualitas produk sesuai standar SNI, karena berasal dari bahan

baku yang bermutu dan proses produksi yang sempurna.

Mudah penanganannya dan ekonomis.

Aman digunakan untuk semua jenis tanaman.

(Departemen Perindustrian, 2010).

Dengan mendasarkan pada pertimbangan-pertimbangan tersebut diatas

maka pendirian pabrik Amonium Sulfat di Indonesia dipandang masih sangat

strategis, selain itu berdirinya pabrik Amonium Sulfat ini sesuai dengan kebijakan

- kebijakan pemerintah yaitu :

a. Pendirian pabrik Amonium Sulfat dapat memenuhi kebutuhan dalam

negeri, sekaligus mengurangi impor.

b. Mendukung berkembangnya pabrik kimia lain yang menggunakan

Amonium Sulfat sebagai bahan baku.

c. Membuka lapangan kerja baru, sehingga menurunkan tingkat

pengangguran.

(Ariani, 2011).

1.2 Tinjauan Pustaka

1.2.1 Sejarah Amonium Sulfat

Penelitian mengenai pupuk dimulai pada awal abad ketujuh belas. Pada

tahun 1604-1670 ahli kimia Jerman-Belanda, Bacon dan Glauber menggambarkan

efek yang menguntungkan dari penambahan senyawa ke tanah. Glauber

mengembangkan pupuk mineral pertama, yang merupakan campuran senyawa

kapur, asam fosfat, nitrogen, dan kalium. Tahun 1807-1810, Davy menemukan

unsur-unsur kalium, natrium, kalsium, khlor dan boron di dalam pupuk

(Beaton,1989).

Penelitian dilanjutkan oleh Lawes (1814-1900), ia bereksperimen dengan

tanaman dan pupuk kandang di pertanian Harpenden dan berhasil menemukan

pupuk kimia pertama yaitu super fosfat, yang berasal dari batuan fosfat dan asam

sitrat. Pada tahun 1805, Haber berhasil mendeteksi gas amoniak dalam jumlah

kecil dari reaksi N2 dan H2 pada temperatur rendah dan tekanan tinggi

menggunakan katalis besi. Dengan keberhasilan Haber menyintesis amoniak,

bangsa Eropa berhasil memproduksi pupuk buatan seperti amonium sulfat

((NH4)2SO4) dan amonium fosfat ((NH4)3PO4) dari amoniak (Setiono, 2007).

Produksi amonium sulfat skala pabrik mulai dilakukan pada abad ke-19

dengan bahan baku amoniak yang berasal dari pembuatan gas kokas dan menjadi

pupuk nitrogen paling penting pada tahun itu. Perkembangan pupuk amonium

sulfat terus mengalami kenaikan produksi di tiap tahunnya. Jumlah penggunaan

amonium sulfat pada tahun 1994 adalah 950.000 ton yang meningkat dari tahun

sebelumnya yaitu tahun 1900 sebesar 5000 ton, tahun 1870 sebesar 2000 ton, dan

tahun 1860 sebesar 500 ton (Beaton, 1989). Pada tahun 1945, industri kokas

mampu memproduksi 746.298 ton dan pada tahun yang sama 888.630 ton

amonium sulfat dapat diproduksi oleh 5 pabrik dengan menggunakan bahan baku

amoniak sintetik (Kobe, 1948).

Sejak tahun 1960, amonium sulfat mulai diproduksi sebagai produk

samping pada proses produksi synthetic-fiber intermediates seperti caprolactam.

Pada tahun yang sama, di beberapa negara, amonium sulfat juga diproduksi

menggunakan gypsum sebagai bahan baku (Ullman, 2003).

Produksi pupuk Amonium Sulfat ((NH4)2SO4) atau pupuk ZA dapat

menggunakan beberapa macam bahan baku, salah satunya adalah dengan

menggunakan amonia dan asam sulfat. Di Indonesia, amoniak diproduksi oleh

beberapa perusahaan. Hal ini menunjukkan bahwa bahan baku untuk pupuk ZA

masih dapat terpenuhi (EPA, 2011).

Amonium Sulfat atau yang biasa disebut ZA merupakan salah satu jenis

pupuk buatan yang berguna bagi tanaman. Pupuk ZA adalah pupuk kimia buatan

yang dirancang untuk memberi tambahanhara nitrogen dan belerang bagi

tanaman. Nama ZA adalah singkatan dari istilah bahasa Belanda, Zwavelzure

Ammoniak , yang berarti Amonium Sulfat ((NH4)2SO4).

Pupuk ZA adalah pupuk yang sekaligus mengandung 2 (dua) unsur hara

yaitu Nitrogen (N2) dan unsur hara Sulfur (S).Unsur nitrogen dan sulfur yang

terdapat pada pupuk ini adalah sebesar 21% dan sebesar 24 %. Kandungan

nitrogennya hanya separuh dari urea, sehingga biasanya pemberiannya

dimaksudkan sebagai sumber pemasok hara belerang pada tanah-tanah yang

miskin unsur ini. Terdiri dari senyawa Sulfur dalam bentuk Sulfat yang mudah

diserap dan Nitrogen dalam bentuk amonium yang mudah larut dan diserap

tanaman (Ihsan, 2012).

Amonium Sulfat bila dalam keadaan murni berwarna putih garam dengan

bentuk kristal. Wujud pupuk ini juga berbentuk butiran kristal mirip garam dapur

dan terasa asin di lidah. Pupuk ini bersifat higroskopis (mudah menyerap air)

walaupun tidak sekuat pupuk Urea. Namun dalam perdagangannya, Amonium

Sulfat berwarna putih dan tergantung pada bahan pencampur yang terkandung

didalamnya seperti kelabu, kemerah-merahan, kekuning-kuningan, biru tua atau

bahkan kadang berwarna semu Amonium Sulfat karena adanya kandungan H2SO4

bebas, garam-garam mineral dan uap air.

Reaksi kerja pupuk Za agak lambat sehingga cocok untuk pupuk dasar.

Sifat reaksinya asam, sehingga tidak disarankan untuk tanah ber-pH rendah.

Selain itu, pupuk ini sangat baik untuk sumber Sulfur. Lebih disarankan dipakai di

daerah panas. Pupuk Za yang diperdagangkan dalam bentuk kristal, umumnya

berwarna putih, tapi ada juga yang berwarna abu-abu, biru kabuan dan kuning,

tergantung kepada pembuatannya (PT. Petrokimia Gresik, 2003).

1.2.2 Bahan Baku

Ada beberapa proses dalam pembuatan Amonium Sulfat, salah satunya

adalah dengan proses netralisasi. Pada proses netralisasi bahan baku yang

digunakan adalah Amonia dan asam sulfat.

Amonia (NH3) adalah bahan dasar pembuatan pupuk yang berbasis

nitrogen,senyawa ini digunakan sebagai penyedia nitrogen yang siap pakai

dibandingkan dengannitrogen bebas yang merupakan senyawa inert.

Senyawa ini mempunyai bau yang sangat menyengat. Titik didihnya

sangat rendah (-33,35oC) pada tekanan atmosfer, sehingga berwujud gas yang

tidak berwarna pada suhu ruang. Gas amonia lebih ringan dari pada udara, sangat

mudah larut dalam air membentuk basa lemah amonium hidroksida (NH4OH).

NH3 + H2O NH4OH

Apabila terhirup dalam jumlah yang besar maka dapat menimbulkan air

mata dan menyebabkan sesak nafas. Bahan baku pembuatan amonia adalah gas

alam, udara, dan air (PT. Pupuk Kujang, 2012).

Asam sulfat, H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat

ini larut dalam air pada semua perbandingan. Walaupun asam sulfat yang

mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan

menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan

merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya

disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat

yang digunakan untuk berbagai keperluan:

a. 10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium,

b. 33,53%, asam baterai,

c. 62,18%, asam bilik atau asam pupuk,

d. 73,61%, asam menara atau asam glover,

e. 97%, asam pekat.

Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan asam

ke dalam air daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa jenis yang lebih

rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung di atasnya, sehingga

apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, ia akan dapat mendidih dan

bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion hidronium:

H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-

HSO4- + H2O → H3O+ + SO4

2-

(Rufiati, 2011)

1.2.3 Kegunaan

Amonium Sulfat banyak dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen dan biasa

disebut pupuk ZA (Zwuafel Ammonium), terutama pada tanaman industri dan

perkebunan diantaranya tebu, tembakau, cengkeh, kopi, lada, kelapa sawit, dan

teh. Selain sebagai pupuk, senyawa Amonium Sulfat juga digunakan dalam

bidang industri seperti untuk pengolahan air, fermentasi, bahan tahan api dan

penyamakan. Sebagai pupuk, Amonium Sulfat merupakan jenis pupuk anorganik

tunggal yang terdiri dari unsur Sulfur (24% berat) dalam bentuk ion Sulfat dan

unsur Nitrogen (21% berat) dalam bentuk ion Amonium (Speight, 2002).

Negara Indonesia merupakan negara agraris yang selalu membutuhkan

amonium sulfat sebagai pupuk nitrogen. Sifat dan keuntungan penggunaan

Amonium Sulfat (pupuk ZA) dibandingkan pupuk nitrogen lainnya yaitu :

Tidak higroskopis

Mudah larut dalam air

Digunakan sebagai pupuk dasar dan susulan

Senyawa kimianya stabil sehingga tahan disimpan dalam waktu lama

Dapat dicampur dengan pupuk lain

Aman digunakan untuk semua jenis tanaman

Meningkatkan produksi dan kualitas panen

Menambah daya tahan tanaman terhadap gangguan hama, penyakit

dan kekeringan

Memperbaiki rasa dan warna hasil panen

(Setyamidjaja, 1986).

1.2.4 Spesifikasi Bahan

1.2.4. 1 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku

1. Asam Sulfat

Sifat Fisis :

Rumus Molekul : H2SO4

BM : 98,08

Temperatur kritis, oC : 651,85

Tekanan kritis, atm : 63,16

Titik didih, oC : 326,85

Titik leleh, oC : 10,49

Specifik gravity : 1,8357

Density, cair pada 0 oC, gr/L : 1,8567

H0 pembentukan (25oC), Kkal/kmol : 27,29

Gof pembentukan (25oC), Kkal/kmol : -164,93

(Othmer, 1984)

Sifat Kimia:

Reaksi dengan basa membentuk garam dan air

H2SO4 + NaOH Na2SO4

Reaksi dengan garam menghasilkan garam yang mudah menguap

H2SO4 + NaCl NaHSO4 + HCl

Asam Sulfat pekat merupakan agen dehidrasi yang kuat dan

berbahaya pada kontak dengan kulit

(Perry,1985)

2. Ammonia

Sifat Fisis :

Rumus Molekul : NH3

BM : 17,03

Tempertur Kritis, oC : 132,40

Tekanan Kritis, atm : 111,3

Titik Didih, oC : - 33,45

Titik Leleh, oC : - 77,7

Specific gravity

Pada acuan udara : 0,5971

Kelarutan dalam air dingin (0oC) : 89,9/100

Kelarutan dalam air panas (100oC) : 7,4/100

Viskositas (25oC), Cp : 13,5

H0 pembentukan, (25 0C) Kkal/mol : -11,02

Gof pembentukan, (25 0C) Kkal/mol : -3,94

Kemurnian amonia : 99,5% amonia, 0,5%

air

Sifat Kimia:

Reaksi Ammonisasi

Misal pada senyawa halogen

NH3 + HX NH4+ + X-

Ammonia mengalami disosiasi mulai pertama kali pada 400-

500oC, pada tekanan 1 atm.

Oksidasi pada suhu yang tinggi dari NH3 akan menghasilkan

nitrogen dan air.

2NH3 + 2KMnO4 2KOH + MnO2 + 2H2O + N2

(Ullman,2003)

1.2.4.2 Sifat Fisis dan Kimia Produk Utama

1.Amonium Sulfat

a. Sifat Fisis

Rumus Molekul : ( NH4 )2 SO4

BM : 132,14

Titik Leleh, oC : 235-280 (P=1 atm)

Spesifik gravity : 1,769

H0 pembentukan, (pada 25oC) Kkal/mol : -283,23

Gof pembentukan, (25 0C) Kkal/mol : -215,56

Fase : padat

Warna : putih

Solubilitas dalam air (g/100ml) : terlarut sempurna

dalam air

b. Sifat Kimia

Pada suhu 280oC dapat terdekomposisi menjadi Amonium

BiSulfat dengan reaksi :

(NH4)2 SO4 NH4HSO4

(NH4)2 SO4 + 2NaCl 2NH4Cl + Na2SO4

(Ullman,2003)

1.3 Kapasitas Rancangan

Dalam menentukan kapasitas produksi yang menguntungkan digunakan

beberapa pertimbangan, yaitu:

1. Prediksi kebutuhan Amonium Sulfat di Indonesia

Produksi Amonium Sulfat di Indonesia semakin meningkatseiring dengan

permintaan domestik. Dalam perkembangan produksi Amonium Sulfat dari tahun

1998 sampai tahun 2002 mengalami fluktuasi dengan kecenderungan produksi

yang semakin besar. Namun produksi yang dapat dicapai dari kapasitas tersebut

hanya mampu memproduksi 420.000 ton pada tahun 2002 dan 704.000 ton pada

tahun 2007. Perkembangan produksi Amonium Sulfat dari tahun 1998-2002 dan

tahun 2007 dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1. Perkembangan Produksi Amonium Sulfat di Indonesia

Tahun Produksi (ribu ton) Persen Kapasitas(%)

1998

1999

2000

2001

2002

2007

284

457

491

448

420

704

44

70

76

69

65

108

(Sumber : IFA, 2009).

Perkembangan produksi yang semakin meningkat tersebut

merupakan indikasi terhadap permintaan Amonium Sulfat yang semakin

besar tiap tahunnya. Pada empat tahun terakhir khususnya tahun 2007

menunjukkan bahwa persentase produksi mencapai 108% dari kapasitas

produksi pabrik. Berikut ini adalah perkembangan ekspor dan import

Amonium Sulfat di Indonesia.

Tabel 1.2 Ekspor dan Import Amonium Sulfat di Indonesia

Tahun Eksport Import2002 0 2476232003 0 2270672004 621.77 106824.42005 1040 172146.22006 1304 279413.52007 211 242,2232008 2122 238,633

(Sumber : BPS 310221000)

Data import tersebut digunakan untuk membuat persamaan linierisasi yang

ditunjukkan pada grafik di bawah ini :

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 20090

50000

100000

150000

200000

250000

300000

f(x) = 6283.31789285714 x − 12381776.5314643R² = 0.0547638361291839

Gambar 1.1 Linierisasi impor Amonium Sulfat di Indonesia

Dari persamaan y= 6283.3179x – 12381776.5314 , diprediksi kebutuhan

Amonium Sulfat pada tahun 2017 adalah sebesar 291675.7 ton per tahun.

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka ditetapkan kapasitas

prarancangan pabrik Amonium Sulfat yang akan didirikan pada tahun 2017 adalah

sebesar 145.000 dan 175.000 ton/tahun. Penentuan kapasitas ini berdasarkan hasil

ekstrapolasi import indonesia yang telah ada dan mengambil nilai pasar impor

sebesar 50% dan 60%. Sehingga pendirian pabrik Amonium Sulfat dengan

kapasitas 145.000 dan 175.000 ton/tahun masih menguntungkan.

2. Ketersediaan bahan baku

Bahan baku pembuatan Amonium Sulfat adalah Ammonia dan Asam

Sulfat. Untuk Ammonia diperoleh dari dalam negeri dengan melakukan kontrak

kerjasama dengan PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan kapasitas sebesar 1,85

juta ton per tahun. Asam sulfat di Indonesia juga Asam Sulfat diperoleh dari PT.

Mahkota Indonesia, Jakarta dengan kapasitas produksi 120.000 ton/tahun, PT.

Timur Raya Tunggal, Jawa Barat dengan kapasitas produksi 69.300 ton/tahun,

dan dari PT. Sud Chemie Indonesia Sukabumi dengan kapasitas 30.000 ton/tahun.

3. Kapasitas yang sudah berdiri

Pabrik Amonium Sulfat dengan menggunakan proses Reaksi Fase Gas

Liquid Ammonia dan Asam Sulfat, yang masih beroperasi di beberapa negara

dapat dilihati pada tabel 1.3

Tabel 1.3. Daftar Pabrik Amonium Sulfat Proses Netralisasi Ammonia

dan Asam Sulfat di dunia.

No PerusahaanKapasitas

(Ton/tahun)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Bay ZA Moxee, Washington

Big River Minerals, Sauget III

Chemical & Pigment, Bay Point, California

Madison Industries, Old Bridge, New York

Mineral King Minerals, Hanford, California

MR3 Systems, Butte, Montana

TETRA Micronutrients, Cheyenne

TETRA Micronutrients

ZA Corporation of America, Monaca, Penn.

PT. Petrokimia Gresik

87.000

88.000

80.000

95.000

125.000

118.000

104.000

84.000

19.000

650.000

(Sumber : EPA, 2010).