8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 1/6

TUGAS 5 PIK

PROSES PRODUKSI PUPUK ZA SKALA INDUSTRI 

(TUGAS PIK-1_5_SANGGA HADI PRATAMA_(NH4)2SO4-ZA)

Disusun oleh:

Sangga Hadi Pratama

14/367126/TK/42362

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik

UNIVERSITAS GADJAH MADA

8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 2/6

1.  Pendahuluan

DATA SPESIFIKASI PUPUK AMMONIUM SULFAT (ZA)

PUPUK ZA PETROKIMIA GRESIK (SNI 02-1760-2005) 

Spesifikasi 

o 

 Nitrogen minimal 20,8%

o 

 belerang minimal 23,8%

o 

Kadar air maksimal 1%

o 

kadar Asam Bebas sebagai H2SO4 maksimal 0,1%

o  Bentuk kristal

o  Warna putih

o  Warna orange untuk ZA bersubsidi 

o 

Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg

Sifat dan keunggulan pupuk ZA 

o 

Tidak higroskopis

o 

Mudah larut dalam air

o  Digunakan sebagai pupuk dasar dan susulan

o 

Senyawa kimianya stabil sehingga tahan disimpan dalam waktu lama

o 

Dapat dicampur dengan pupuk lain

o 

Aman digunakan untuk semua jenis tanaman

o 

Meningkatkan produksi dan kualitas paneno 

Menambah daya tahan tanaman terhadap gangguan hama, penyakit dan kekeringan

o  Memperbaiki rasa dan warna hasil panen

Gejala kekurangan unsur hara Belerang pada tanaman 

o 

Produksi protein tanaman menurun, pertumbuhan sel tanaman kurang aktif

o 

Terjadi penimbunan amida bebas dan asam amino sampai batas yang berbahaya bagi tanaman

o 

Terjadi kerusakan aktivitas fisiologis dan mudah terserang hama penyakit

Produksi butir daun hijau menurun, proses asimilasi dan sintesis karbohidrat terlambat, tanaman mengalami

klorosis/kekuningan dan hasil panen rendah. 

2. 

Pembahasan

Pupuk ZA adalah pupuk kimia buatan yang dirancang untuk memberi

tambahan hara nitrogen dan belerang bagi tanaman. Nama ZA adalah singkatan dari

istilah bahasa Belanda,  zwavelzure ammoniak , yang berarti amonium sulfat (NH4SO4).

Wujud pupuk ini butiran kristal mirip garam dapur dan terasa asin di lidah. Pupuk ini

higroskopis (mudah menyerap air) walaupun tidak sekuat pupuk urea. Karena ion sulfat larut

secara kuat, sedangkan ion amonium lebih lemah, pupuk ini berpotensi

menurunkan pH tanah yang terkena aplikasinya. Sifat ini perlu diperhatikan dalam

 penyimpanan dan pemberiannya.

8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 3/6

Pupuk ZA mengandung belerang 24 % dan nitrogen 21 %. Kandungan nitrogennya hanya

separuh dari urea, sehingga biasanya pemberiannya dimaksudkan sebagai sumber pemasok

hara belerang pada tanah-tanah yang miskin unsur ini. Namun demikian, pupuk ini menjadi

 pengganti wajib urea sebagai pemasok nitrogen bagi pertanaman tebu karena tebu akan

mengalami keracunan bila diberi pupuk urea. Berikut adalah kegunaan pupuk ZA pada

 pertanian:

  memperbaiki kualitas dan meningkatkan produksi serta nilai gizi hasil panen dan pakan

ternak karena peningkatan kadar protein pati, padi, gula, lemak, vitamin, dll.

  Memperbaiki rasa dan warna hasil panen.

  Tanaman lebih sehat dan lebih tahan terhadap gangguan lingkungan (hama, penyakit,

kekeringan)

 

Untuk menguatkan akar dan daun lebih hijau.

  Memperbaiki kualitas dan meningkatkan produksi serta nilai gizi hasil panen dan pakan

ternak karena peningkatan kadar protein pati, padi, gula, lemak, vitamin, dll.

  Memperbaiki rasa dan warna hasil panen.

  Tanaman lebih sehat dan lebih tahan terhadap gangguan lingkungan (hama, penyakit,

kekeringan).

  Membantu pembentukan butir hijau daun sehingga daun menjadi lebih hijau.

 

Menambah kandungan protein dan vitamin hasil panen.  Meningakatkan jumlah anakn yang menghasilkan (pada tanaman padi).

  Berperan penting pada proses pembulatan zat gula.

  Memperbaiki warna, aroma, dan kelenturan daun tembakau ( khusus pada tembakau

omprongan).

  Memperbaiki aroma, mengurangi penyusutan selama penyimpangan, memperbesar umbi

 bawang merah dan bawang putih.

2.1 Pengertian

Pupuk Zwalvezur Ammonia (Ammonium Sulfat) adalah jenis pupuk nitrogen yang dapat

membantu tanaman dalam memenuhi kebutuhan nitrogen. Pupuk ini dapat menghasilkan ion

 NH4+ yang sangat dibutuhkan oleh tanaman.

2.2 Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan

Spesifikasi bahan baku, bahan penunjang serta produk pada pabrik Ammonium Sulfat adalah

sebagai berikut:

8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 4/6

 

1. Ammonia (Bahan Baku)

Wujud : cair

Kenampakan : tidak berwarna

Bau : khas ammoniaTekanan : 3-4 kg/cm2

Temperatur : 85 oC

Komposisi : • NH3 min : 99,0-99,5 % berat

• H2O max : 0,5-1 % berat

2. Asam Sulfat (Bahan Baku)

Wujud : cair

Kenampakan : tidak berwarna

Bau : khas asam sulfat

Tekanan : 5 kg/cm2

Komposisi : • H2SO4 min : 98,0-99,5 % berat

• H2O max : 0,2-2,0 % berat

3. Uresoft 150 (Bahan Penunjang)

Uresoft 150 sebagai bahan anti caking.

4. Ammonium Sulfat (Produk)

Wujud : padat

Bentuk : kristal

Kenampakan : putih

Ukuran : tertahan US mesh 30

Komposisi : • Nitrogen min : 20,80 % 

• Asam bebas max : 0,10 % 

• H2O max : 1,0 % 

2.3 Konsep Proses Pembuatan Ammonium Sulfat

Pada Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik, pembuatan ammonium sulfatmenggunakan bahan baku asam sulfat dan amoniak, mendasarkan pada reaksi netralisasi

irreversible. Reaksi yang terjadi adalah :

H2SO4(l) + 2NH3(g) (NH4)2SO4(s) + 109,72 kkal/mol

Reaksi tersebut terjadi menurut mekanisme reaksi berikut :

H2SO4 2H+ + SO4…………………… (1)

2NH3 + 2H+ 2NH4+ …………………….(2)

2NH4+ + SO4 (NH4)2SO4 …………...(3)

2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 (4)…………(4) Mekanisme diatas adalah berdasarkan teori Bronsted Lowry, asam merupakan proton donor

8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 5/6

dan basa merupakan proton akseptor. Asam sulfat akan terurai menjadi 2 buah proton (H+)

dan sebuah basa konjugasi (SO42-). Proton yang terbentuk akan bereaksi dengan basa (NH3)

membentuk asam konjugasi (NH4+). NH4+ ini akan bereaksi dengan basa konjugasi (SO42-)

membentuk ammonium sulfat (NH4)2SO4.

Reaksi yang terjadi di dalam reaktor bersifat eksotermis karena menghasilkan panas sebesar

109,72 kkal/mol. Panas yang dilepas dari reaksi akan menaikkan suhu campuran dalam

reaktor sehingga terjadi pemekatan dan pengkristalan hasil reaksi. Atas dasar ini reaktor ini

disebut juga saturator atau crystalizer.

Panas yang dihasilkan oleh reaksi sebagian besar akan menguapkan air dari larutan dalam

saturator, dan sebagian kecil panas hilang melalui dinding saturator.

Reaksi pembentukan ammonium sulfat dari asam sulfat dan ammonia merupakan reaksi gas-

cair yang dioperasikan pada suhu 105 –  110 °C, tekanan 1,2 kg/cm2, level larutan 3,6 –  4,5

meter, dengan perbandingan mol reaktan H2SO4 dan NH3 sebesar 1 : 2. Kandungan nitrogen

dalam ammonium sulfat minimal sebesar 20,8 % berat, asam sulfat bebas maksimal 0,1 %

 berat, dan H2O maksimal 1 % berat.

Pembentukan kristal ammonium sulfat di dalam reaktor melalui beberapa tahapan berikut:

1. Pembentukan larutan ammonium sulfat jenuh

Mula-mula mother liquor atau kondensat dimasukkan ke dalam reaktor sampai mencapai

level yang diinginkan, kemudian asam sulfat dan uap ammonia dimasukkan secara kontinyu

ke dalam reaktor dalam bentuk gelembung melalui sparger sehingga terjadi reaksi dan

membentuk ammonium sulfat.Gas ammonia dan asam sulfat cair dimasukkan secara terus menerus sehingga tercapai

kondisi larutan jenuhnya.

2. Pembentukan larutan lewat jenuh

Setelah tercapai kondisi jenuh dari larutan ammonium sulfat, gas ammonia dan asam sulfat

terus dimasukkan, sehingga akan diperoleh kondisi lewat jenuh (supersaturasi) dari larutan

ammonium sulfat, yang pada akhirnya akan membentuk kristal ammonium sulfat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan kristal ammonium sulfat adalah:

- 

Kristal ammonium sulfat cenderung mengendap di dasar saturator. Untuk mencegah pengendapan kristal dan menjaga homogenitas slurry dalam reaktor maka dilakukan

 pengadukan di dalam reaktor. Pengadukan diperoleh dari pemasukan gas ammonia

melalui sparger. Selain itu pengadukan dilakukan dengan memasukkan udara bertekanan

yang masuk ke bagian tengah reaktor menggunakan sparger.

- 

Konsentrasi ammonium sulfat dalam reaktor harus dijaga dalam kondisi lewat jenuh

dengan jalan mengatur kecepatan pemasukan bahan baku, menjaga kestabilan serta

kelancaran pemasukan bahan baku.

- 

Densitas slurry dalam reaktor diatur dengan mengatur kecepatan pengeluaran kristal

yang dilakukan dengan menjaga jumlah kristal dalam reaktor tidak lebih dari 50 %. Bila

 jumlah kristal melebihi jumlah tersebut maka akan terjadi penggumpalan kristal yang

8/19/2019 Tugas Pik-1 5 Sangga Hadi Pratama (Nh4)2so4-Za

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-5-sangga-hadi-pratama-nh42so4-za 6/6

menyumbat jalan pengeluaran. Hal ini dapat dihindari dengan jalan menambah air ke

dalam saturator.

- 

Suhu reaksi dalam saturator pada kondisi normal operasi 105 –  110oC. Sebagian uap

yang terbentuk diembunkan dan dikembalikan ke saturator sebagai condensate return

untuk mengatur konsentrasi dan menyerap panas reaksi.

- 

Level larutan dalam reaktor dijaga tetap (ZA I : 3,6 –  4,3 m, ZA III : 3,6 –  4,5 m). Level

yang terlalu rendah mengakibatkan pencampuran kurang sempurna, sedangkan level

yang terlalu tinggi akan mengakibatkan larutan dan uap terbawa keluar melalui

condensor.Larutan ammonium sulfat harus dijaga dalam keadaan asam dengan menjaga

kadar asam sulfat dalam larutan antara 0,2 –  0,4 %. Hal ini untuk memastikan semua

ammonia dapat bereaksi dengan asam sulfat.

- 

Agar produk kristal berwarna putih maka diinjeksikan asam fosfat yang berfungsi untuk

mengikat Fe dan Al.

Sumber Pustaka

-  Budhijanto, Bahan Kuliah 1 Proses Industri Kimia. 

- 

Website resmi PT.Petrokimia Gresik. 

-  Kobe, K.A., 1957, Inorganic Process Industries, The MacMillan Company, New York.