Aditya Kurniawan :(2013710450003)Siti Nurcahyati :(2014710450007)Giovanni Helmanus :(2014710450001)

Pengolahan Air Industri pada Pabrik Selulosa Asetat

Selulosa asetat merupakan salah satu jenis polimer yang banyak digunakan untuk industri. Secara komersial selulosa asetat dibuat dengan menggunakan bahan baku pulp kayu berkualitas tinggi. Sifat penting pada selulosa yang penting untuk pembuatan kertas :

1. Gugus aktif alkohol (dapat mengalami oksidasi)

2. Derajat polimerisasi (serat menjadi panjang) Makin panjang serat, kertas makin kuat dan tahan terhadap degradasi (panas, kimia dan biologi).

Selulose Asetat

Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia,

karena tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak

mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air berasal dari :

a. Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan

sebagainya.

b. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan,

serta sumber-sumber lainnya.

PENGERTIAN AIR

Beberapa peralatan proses yang membutuhkan air secara terus-menerus dan dengan sifat tertentu, seperti:1.Air proses (Process Water)

Untuk hydrolysis, boiler dan destilasi. Kebutuhan process water untuk boiler, hydrolisis serta produksi H2, dimana diperlukan air yang terlebih dahulu di oleh melalui ion exchange untuk meminimalisir timbulnya karat serta sumbatan pada pipa api dan jalur distribusi uap dan kondensatnya. Produk air yang dihasilkan melalui ion exchange kemudian disebut sebagai soft water bahkan untuk produksi hydrogen diperlukan demineralized water (demin water) agar H2 yang diproduksi betul-betul 99,9 % murni.

2. Air untuk pendingin (Cooling Water)Pada cooling tower, mesin, heat exchanger, condenser dll. Kebutuhan akan air pendingin (cooling

water) bisa di kategorikan kebutuhan umum dalam setiap mesin penggerak, pengolahan air pendingin biasanya kurang diperhatikan oleh operator pabrik karena persepsi yang salah dimana setiap air bersuhu rendah bisa digunakan. Tetapi mereka lupa bahwa air pendingin disalurkan melalui pipa-pipa yang diameternya terkadang cukup kecil, panjang dan melingkar- lingkar sehingga rawan terhadap karat dan sumbatan tentunya.3.Air untuk kebutuhan domestik dan umum.

Air yang akan digunakan sebagai air untuk keperluan domestik seperti memasak, toilet dan cuci - cuci lain biasanya digunakan air dari sumber terdekat seperti Perusahaan air Minum (PAM) lokal maupun dari sumber sumur dalam. Pengolahan biasanya dilakukan secara terbatas seperti penjernihan dan aerasi terutama untuk mengurangi kadar besi yang biasanya berasosiasi dengan air dari sumber sumur dalam (deep well).

AIR DALAM INDUSTRI

Dalam memenuhi kebutuhan air, suatu industri pada umumnya menggunakan air sumur,

air sungai, air danau maupun air laut sebagai sumber untuk mendapatkan air. Pabrik selulose

asetat ini, sumber air yang digunakan berasal dari sumur dalam (artesis) dimana sebagai

cadangan diunakan pasokan air dari penyedia jasa pengolahan air di Cilegon (PT. Krakatau

Tirta Industri).

Air dari

PT. Krakatau

Bak

Pengendapan

Sand Filter

Sumur Artesis Filtered Water Storage Tank

Portable Water Storege

TankPT. Krakatau Tirta

Industri

SUMBER AIR

Air Proses digunakan pada neutralizer dan pencuci dan air pendingin pada reactor

Tabel C.1 Syarat- syarat air pendingin dan air proses

No Parameter Satuan Persyaratan Maximum

      Once through

System

Closed System

1 Suhu oC - -

2 pH Unit 5,0 – 8,2 8,5 – 9,75

3 Daya Hantar Listrik - - -

4 Total Kesadahan oD 15 15

5 Kesadahan Ca ppm, CaCO3 200 200

6 Kesadahan Mg ppm,CaCO3 200 200

7 P alkalinity ppm,CaCO3 - -

8 Total alkalinity ppm,CaCO3 500 20

9 Kadar Chlorida ppm,d 600 500

10 Kadar Sulfat ppm,SO4 680 200

11 Silikat ppm,SiO2 50 50

12 Kadar Besi ppm,Fe - 0,5

13 Kadar aluminium ppm,Al - 0,1

14 Kadar manganese ppm,Mn - 0,5

15 Padatan tersuspensi Ppm 5000 100

16 Padatan terlarut Ppm 1000 500

17 Total padatan Ppm 6000 600

18 Kadar bicarbonal ppm,HCO3 600 24

19 COD Ppm 75 75

20 Oksigen terlarut ppm,O2 - 0

21 Kadar CO2 ppm,CO2 - 0

22 Stability index - 6,5 – 7,0 6,0 – 7,0

Air Umpan Boiler Tabel C.2 Syarat-syarat air umpan boiler

No Parameter Satuan Persyaratan Maximum  

      0-150 150-700 700-1500

1 Suhu oC - - -

2 pH Unit 8-10 8,2-10 8,2-9

3 Daya Hantar Listrik - - - -

4 Kesadahan oD 1,12 0 0

5 Kadar bicarbonate ppm,CaCO3 50 5 0

6 Total alkalinity ppm,CaCO3 140 70 40

7 Kesadahan Ca/Mg ppm,CaCO3 0 0 0

8 Kadar Chlorida ppm,CaCO3 0 0 0

9 Kadar Sulfat ppm,SO4 0 0 0

10 Kadar silikat ppm,SiO2 30 10 0,7

11 Kadar karbonat ppm,d 200 40 20

12 Kadar Hidroksida ppm,OH 50 30 15

13 Kadar Amonium ppm,NH4 0,1 0,1 0,1

14 Kadar H2S ppm,H2S 5 0 0

15 Kadar besi ppm,Fe 1 0,2 0,05

16 Kadar aluminium ppm,Al 5 0,1 0,01

17 Kadar Mangan ppm,Mn 0,3 0,1 0,01

18 Padatan tersuspensi Ppm 20 5 0

19 Padatan terlarut Ppm 700 150 50

20 Total padatan Ppm 720 155 50

21 Oksigen terlarut ppm, O2 1,4 0 0

22 Stability index - 6-7 6-7 6-7

23 Kadar tembaga ppm,Cu 0,5 0,05 0,05

Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk kebutuhan air minum, laboratorium, kantor dan perumahan

Tabel C.3 Syarat-syarat air minum

Parameter Satuan Syarat Keterangan

    Max yang

dianjurkan

Max yang

diijinkan

 

Fisika        

Temperatur oC Temp air alam Temp air alam  

Warna Mg Pt-Co/l 5 50  

Bau   Tdk berbau Tdk berbau  

Rasa   Tidak berasa Tidak berasa  

Kekeruhan Mg SiO2/l 5 25  

Residu terlarut Mg/l 500 1500  

Daya hantar listrik Micromholan 400 1250 Ref 2

Kimia        

pH   6,5-8,5 6,5-8,5 Nilai

antara(range)

Kalsium (Ca) mg/lt 75 200  

Magnesium mg/lt 30 150  

Kesadahan mg/lt 350 - Min 10, ref 2

Barium (Ba) mg/lt Nihil 0,05  

Besi (Fe) mg/lt 0,1 1  

Mangan (Mn) mg/lt 0,05 0,5  

Tembaga (Cu) mg/lt Nihil 1  

Seng (Zn) mg/lt 1 15  

Krom heksavalen mg/lt Nihil 0,05  

Kadmium (Cd) mg/lt Nihil 0,01  

Raksa total (Hg) mg/lt 0,0005 0,001  

Timbal (Pb) mg/lt   0,1  

Arsen (As) mg/lt Nihil 0,05  

Selenium (Se) mg/lt Nihil 0,01  

Sianida (CN) mg/lt   0,05  

Sulfida (S) mg/lt Nihil Nihil  

Fluorida (F) mg/lt   1,5 Minimum 0,5

Klorida (Cl) mg/lt 200 600  

Sulfat (SO4) mg/lt 200 400  

Fosfor (P) mg/lt 0,3 2 Ref 2

Amoniak, NH3-N mg/lt Nihil Nihil  

Nitrat(NO3-N) mg/lt 5 10  

Nitrit(NO2-N) mg/lt Nihil nihil  

Nilai permanganat mg/lt Nihil 10  

Senyawa aktif mg/lt      

Biru metilen mg/lt Nihil 0,5  

Fenol mg/lt 0,001 0,002  

Minyak&lemak mg/lt Nihil Nihil  

Karbon kloroform

ekstrak

mg/lt 0,04 0,5  

PCB mg/lt Nihil Nihil  

Bakteriologi        

Coliform total MPN/100 ml Nihil Nihil  

Coliform total MPN/100 ml 5 Nihil Ref 2

Coli total MPN/100 ml Nihil Nihil Ref 2

Kuman-kuman        

Patogenik/parasitik   Nihil nihil  

Radioaktifitas        

Aktifitas beta total pCi/l - 100  

Strontium pCi/l - 2  

Radium 226 pCi/l - 1  

Pestisida mg/l Nihil Nihil  

Kebutuhan air suatu pabrik dapat diperoleh dari sumber air yang ada disekitar pabrik dengan mengolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. dengan menambahkan desinfektan maupun dengan penggunaan ion exchanger. Mula-mula raw water diumpankan kedalam tangki kemudian diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan-bahan kimia :

Alum yang berfungsi sebagai flokulan

Koagulan acid, berfungsi untuk mengatur pH agar kira-kira 6,4 – 6,7

Kalsium hipoklorit atau Cl2 cair yang berfungsi sebagai desinfektan.

Alum Cl2 Koagulant acid

Bak Penampungan Sand Filter

Filtered

water storage

Tank

Portable water

storage Tank

UNIT PENGOLAHAN AIR

• Filtered Water Storage Tank, berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidran dan umpan unit demineralisasi air.

• Portable Water Storage Tank, berfungsi menampung air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung didalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na2+, HCO3-,Cl- dan lain-lain dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water). Bebas dari gas-gas yang dapat menimbulkan korosi terutama gas O2 dan CO2. Air dari filtered water storage tank diumpankan ke carbon filter yang berfungsi untuk menghilangkan gas khlorin, warna, bau dan zat-zat organik lainnya. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0 – 7,5. Selanjutnya air tersebut diumpankan kedalam ion exchanger.

1. Cation Exchanger

Cation Exchenger merupakan suatu silinder baja tegak yang berisi resin R-H yaitu suatu polimer

dengan rantai karbon R yang mengikat ion H+. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Mn+ + nRH RnM + nH+

(logam) (resin)

Ion logam Mn+ digantikan oleh ion H+ dari resin sehingga air yang dihasilkan akan bersifat asam dengan pH 3,2-3,3. Regenerasi dilakukan dengan mengalirkan larutan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash, regenerasi dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat dan pembilasan dengan air demin.Air kemudian diumpankan ke Anion Exchanger.

Unit Demineralisasi Air

2. Anion Exchanger

anion exchanger ini anion-anion yang ada dalam air akan ditukar dengan gugus hidroksi. Air yang keluar

dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger dengan menggunakan resin anion

exchanger, untuk menghilangkan anion-anion mineralnya. Kemungkinan jenis anion yang ditemukan

adalah HCO3-, CO32-, Cl-, NO- dan SiO3

2-. Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar

8,6-8,9 dan selanjutnya dikirim ke unit demineralized water storage sebagai tempat penyimpanan

sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai BFW. Reaksi yang terjadi adalah :Xn- + n R-OH RnX + n OH-

Reaksi ion exchanger ini berlangsung selama ion hydrogen dan ion hidroksil menggantikan ion-ion dalam air (kation atau anion).

RnX + n NaOH n R-OH + n NaX

Untuk menyempurnakan kerja kedua unit penukar ion di atas, maka air dari Anion Exchanger selanjutnya dialirkan ke unit Mixed Bed Exchenger untuk mencegah kemungkinan sisa-sisa kation dan anion yang masih lolos. Air yang keluar dari sini mempunyai pH 6,1 – 6,2. Air ini ditampung dalam demineralized water storage tank sebelum diproses lebih lanjut..

Anion

Exchanger

Filtered

water

storage tank

Mixed bed

Exchanger

Demineralized

Storage tank

Boiler Feed Water

Cation

Exchenger

Gambar C.3 Blok diagram demineralized

Gambar C.4 Unit Demineralisasi Air

Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas terlarut terutama oksigen dan karbon dioksida.

Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut

2N2H2 + O2 2N2 + 2H2O

Larutan ammonia yang berfungsi mengontrol pH.

Air yang keluar dari deaerator pH-nya sekitar 8,5 – 9,5.

Lar.NH3 Hidrazin NaH2PO4.H2O dispersan

Dearator Penampunga

n

Boiler

Demineralizer

water storage

tank

Gambar C.5 Blok Diagram pengolahan air umpan

ketel

Unit Air Umpan Ketel

Gambar C.6

Deaerator

Air pendingin mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak menimbulkan kerak dan tidak mengandung

mikroorganisme yang dapat menimbulkan lumut. Untuk mengatasi hal diatas, maka kedalam air diinjeksikan

bahan-bahan kimia sebagai berikut :

a. Fospat berguna untuk mencegah timbulnya kerak

b. Orto fosfat untuk mencegah korosi

Fosfat

Filtered water

storage tank Tangki air pendingin Jaket pendingin Reaktor

Unit Air Pendingin

1. Penggunaan terbesar selulosa di dalam industri adalah berupa serat kayu dalam industri kertas dan produk kertas dan karton. Pengunaan lainnya adalah sebagai serat tekstil yang bersaing dengan serat sintetis.

2. Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas terlarut terutama oksigen dan karbon dioksida. Gas-gas tersebut dihilangkan dari air karena dapat menimbulkan korosi.

3. Air pendingin mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat menimbulkan lumut. 

KESIMPULAN

TERIMA KASIH