BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang I.1. Latar Belakang
Di
Di era era momoderdern n seksekaranarang g ini semua ini semua pekpekerjaerjaan an dan dan kebkebutuutuhan manushan manusiaia sudah dilakukan dengan berbagai macam teknologi. Kebutuhan manusia mulai sudah dilakukan dengan berbagai macam teknologi. Kebutuhan manusia mulai dar
dari i kebkebutuutuhan han priprimermer, , seksekundunder er sertserta a tertersier sier tidtidak ak lupluput ut dardari i yayang ng namnamanyanyaa tek
teknonologlogi. i. SalSalah ah satu satu disdisipliplin in ilmilmu u yayang ng berberperperan an penpentinting g daldalam am kemkemajuaajuann tek
teknonologlogi i ini ini adaadalah lah TTekeknik nik KimKimia. ia. TTekeknik nik KimKimia ia adaadalah lah disdisipliplin in ilmilmu u yayangng mempelajari tentang proses pengolahan bahan mentah menjadi sesuatu yang dapat mempelajari tentang proses pengolahan bahan mentah menjadi sesuatu yang dapat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari.
digunakan untuk kebutuhan sehari-hari.
Sarjana Teknik Kimia sangat dibutuhkan disetiap industri proses kimia. Sarjana Teknik Kimia sangat dibutuhkan disetiap industri proses kimia. Berbagai bidang ilmu Teknik Kimia terdapat di dalam sebuah Industri proses Berbagai bidang ilmu Teknik Kimia terdapat di dalam sebuah Industri proses kimia. Penggolongan bidang ilmu teknik kimia didasarkan pada produk yang akan kimia. Penggolongan bidang ilmu teknik kimia didasarkan pada produk yang akan dihasi
dihasilkan oleh lkan oleh induindustri stri tersebutersebut. t. aka sangat aka sangat diharadiharapkan pkan luluslulusan an TTekneknik ik KimiaKimia benar-benar
benar-benar paham paham dengan dengan ilmu ilmu yang yang dipelajarinya. dipelajarinya. Karena Karena pengaplikasian pengaplikasian ilmuilmu te
teknknik ik kikimimia a ititu u sansangagat t luluas. as. SaSalah lah satsatu u didianantataranranyya a adadalaalah h dadalam lam prproseosess pembuatan dry ice.
pembuatan dry ice.
!leh sebab itu pada makalah ini kami akan menjelaskan mengenai Industri !leh sebab itu pada makalah ini kami akan menjelaskan mengenai Industri Proses Kimia dan proses pembuatan "!
Proses Kimia dan proses pembuatan "!##dan es kering $dry ice%.dan es kering $dry ice%.
I.2. Rumusan Masalah I.2. Rumusan Masalah
&dapun rumusan masalah dari makalah ini adalah ' &dapun rumusan masalah dari makalah ini adalah ' (.
(. &pak&pakah ah dede)e)eninisi si dadari ri "!"!##**
#.
#. BagaBagaimimanana Pa Proroses ses PePembmbuauatan tan "!"!##dan diagram alirnya*dan diagram alirnya*
+.
+. &pa &pa sasaja ja maman)n)aaaat t dadari ri "!"!##**
.
. Bagaimana blBagaimana blok ok diagram diagram proses proses kimia kimia dan dan diagradiagram alim alir pror proses $)lses $)losheeosheet%*t%* .
. &pak&pakah ah dede)e)eninisi si drdry y icice*e* /.
/. Bagaimana prBagaimana proses oses dan dan pemropemrosesan sesan dalam dalam induindustry kstry kimia pimia pembuembuatan datan dry icry ice*e* 0.
0. &pakah ala&pakah alat-alat it-alat industndustri pri proses roses yang yang digundigunakan akan dalam dalam prodproduksi uksi dry dry ice*ice* 1.
1. BagaimBagaimana reaana reaksi yksi yang terang terjadjadi pada ini pada indusdustry kitry kimia yamia yang memng memproprodukduksi drysi dry ice*
I.3. Tujuan Penulsan
&dapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah '
(. engetahui de)enisi "!#.
#. engetahui proses pembuatan "!#. +. engetahui man)aat dari "!#.
. engetahui blok diagram proses kimia dan diagram alir proses $)losheet%. . engetahui de)enisi dry ice
/. engetahui proses dan pemrosesan dalam industri kimia pembuatan dry ice 0. engetahui alat-alat industri proses yang digunakan dalam produksi dry ice 1. engetahui reaksi yang terjadi pada industry kimia yang memproduksi dry
ice.
I.!. Man"aat
&dapun man)aat penulisan makalah ini adalah untuk menambah aasan mengenai aplikasi ilmu teknik kimia di Industri "!#dan es kering.
BAB II
TIN#AUAN PU$TA%A
II.1 De"ens %ar&'n D'ks(a ) *+2,
Karbon dioksida $rumus kimia' "!#% atau 2at asam arang adalah sejenis senyaa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara ko3alen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmos)er bumi. 4ata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmos)er bumi kira-kira +10 ppm berdasarkan 3olume, alaupun jumlah ini bisa ber3ariasi tergantung pada lokasi dan aktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang in)ramerah dengan kuat.
Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di baah ,( atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di baah -01 5". Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering. "!# adalah oksida asam. 6arutan "!# mengubah arna lakmus dari biru menjadi merah muda.
II.2 Pr'ses Pem&uatan *+2(ar Hasl $ntess -as Amm'na
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh 7rit2 8aber $(9:1%, seorang ahli kimia dari ;erman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh "arl
Bosch, seorang insinyur kimia juga dari ;erman.
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan $pembentukan <8+% adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. &kan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu :: o" sekalipun. Dilain pihak, karena reaksi ke kanan
eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen.
Proses 8aber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar :: o" dan
tekanan sekitar (:-+: atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan &l#!+, g!, "a!, dan K#!. Seiring dengan kemajuan teknologi, digunakanlah tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 0:: atm. =ntuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan.
ula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi $dimampatkan% hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alir dari proses 8aber-bosch untuk sintesis amonia '
6angkah pertama dalam proses ini adalah untuk membuat kapur dari batu kapur ' "a"!+ > panas ? "a! > "!#
ini kemudian dipanaskan dengan batu bara dalam lingkungan ano@ic untuk membuat "alcium "arbide '
Penetapan nitrogen yang sebenarnya berasal dari reaksi Kalsium "arbide dengan <itrogen murni , sehingga proses ini menjadi industri praktis itu diperlukan proses 6inde )raksinasi dari udara cair . 4eaksi berlangsung pada #atm atau A :.#Pa , dipanaskan dengan melalui pemanasan ohmik dari batang "arbon '
"a"# > <# ? "a"n# > "
&khirnya dalam upaya untuk membuat &moniak, Kalsium sianamida dicampur dengan air dan <a!8 $ sebagai katalis % untuk hidrolisis '
"a"n# > 8#! ? #<8+ > "a"!+
Kalsium Karbonat dapat dengan mudah dipisahkan karena merupakan solid, dan &monia dapat disuling , memungkinkan <a!8 untuk didaur ulang kembali untuk lebih hidrolisis . Kontras ini dengan proses 8aber - Bosch untuk membuat &monia , yang pada saat itu diperlukan mahal seperator udara cair yang sama serta seperator elektrolit untuk menghasilkan hidrogen dan tekanan yang lebih tinggi katalitik reaktor '
Dengan hanya melihat itu kita melihat baha , sebagai cara untuk membuat &moniak , proses 8aber - Bosh adalah jauh lebih sederhana . Karena tidak memerlukan beberapa tungku dan langkah-langkah perantara memproduksi sianamida biaya operasional harus lebih rendah $ dengan asumsi satu memiliki sistem elektrolisis e)isien untuk hidrogen % . Tentu saja reaktor amoniak membutuhkan katalis dan recycle sistem mahal karena single pass tidak terlalu e)isien.
II.3 Man"aat (ar *+2
&dapun maan)aat dari "!# adalah sebagai berikut '
a. Pada proses 7otosintesis
Tak dipungkiri lagi baha "!# sangat berperan pada proses )otosintesis
yang dilakukan oleh tumbuhan dan yang sangat diperlukan oleh seluruh makhluk hidup. 7otosintesis memerlukan "!# dan air agar dapat
menghasilkan karbohidrat, yang dapat di lihat dari persamaan berikut' / "!# > / 8#! -- "/8(#!/ > !#
b. Industri makanan dan minuman
an)aat "!# juga dapat kita jumpai pada proses pembuatan roti
yang ber)ungsi sebagai pengembang roti dengan bantuan ragi. Pada saat roti yang dicampur soda kue atau ragi kita panaskan maka gas "!# akan
dibebaskan dan akan tertangkap oleh kantung gluten yang terdapat pada tepung yang akan menyebabkannnya dapt mengembang. Selain itu "!# padat $es kering% juga digunakan untuk mendinginkan es krim. Pada
produk minuman khususnya yang bersoda. Cas tinbul pada minuman tersebut adalah "!#yang membebaskan diri.
c. Bahan pemadam kebakaran
Karbon dioksida yang disemburkan pada api melalui selang pemadam kebakaran tersebut akan segera menyelimuti api, sehingga api tidak akan terkena kontak dengan oksigen sehingga pembakaran akan terhenti, karena pembakaran terhenti, maka api dapat segera padam.
d. Industri 6ogam
Karbon dioksida digunakan dalam pembuatan cetakan pengecoran untuk meningkatkan kekerasan mereka .
e. anu)aktur dan Konstruksi
Karbon dioksida digunakan dalam skala besar sebagai gas perisai di IC &C elding , dimana gas melindungi genangan las terhadap oksidasi oleh udara sekitarnya . "ampuran argon dan karbon dioksida umum digunakan saat ini untuk mencapai tingkat yang lebih tinggi las dan mengurangi kebutuhan untuk peraatan pasca las.
). Dry ice pellet
digunakan untuk mengganti sandblasting ketika menghapus cat dari permukaan. 8al ini membantu dalam mengurangi biaya pembuangan dan pembersihan
g. Kimia , 7armasi dan Industri Petroleum Penggunaan '
;umlah yang cukup besar digunakan sebagai bahan baku dalam industri proses kimia , terutama untuk metanol dan urea produksi .
h. Karbon dioksida digunakan dalam sumur minyak untuk ekstraksi minyak dan menjaga tekanan dalam )ormasi
Ketika "!# dipompa ke dalam sumur minyak , itu sebagian dilarutkan ke dalam minyak , rendering itu kurang kental , sehingga minyak yang akan diekstrak lebih mudah dari batuan dasar . ;auh lebih banyak minyak dapat diekstraksi dari melalui proses ini .
i. Industri Karet dan Plastik
7lash dihapus dari benda-benda karet dengan jatuh mereka dengan hancur es kering dalam drum berputar .
j. Kesehatan
Karbon dioksida digunakan sebagai aditi) untuk oksigen untuk penggunaan medis sebagai stimulan respirasi .
k. Penggunaan lingkungan '
Digunakan sebagai propelan dalam kaleng aerosol , menggantikan lebih banyak alternati) merepotkan lingkungan .
II.! De"ens Dr I/e
Dry ice yaitu karbondioksida yang Edibeku-kanF sehingga bisa digunakan sebagai pengganti es batu. Gs kering ini tidak EmencairF namun menguap menjadi gas. enggunakan es kering tidak akan menyebabkan adah menjadi basah atau lembab. Gs kering memiliki temperatur yg lebih rendah dari es biasa, yaitu -09 °"
$yaitu 09 °" dibaah titik nol%. Gs kering dibuat di pabrik yang khusus membuat
itu, yaitu dengan cara EmemasukkanF cairan karbondioksida ke ruangan yang bertekanan tinggi. Pada saat tekanan dikeluarkan, karbondioksida cair itu akan berubah menjadi butir-butir padat yang kemudian dibentuk menjadi dry ice alias
es kering.
Sumber karbon dioksida banyak terdapat dialam namun secara komersil dapat diperoleh dari '
a% Cas hasil pembakaran yang mengandung 8idro karbon dimana kandungannya H (: sampai (1 .
b% 8asil samping proses kalsinasi batu kapur dimana kandungan karbon dioksida H (: samapai : .
c% 8asil samping proses )ermentasi dimana kandungan "!# lebih kurang
99 .
Dry ice banyak dibutuhkan untuk industri yang memerlukan pendinginan, terutama industri ice "ream dan makanan. Di <egara industri banyak membutuhkan dry ice sebagai pendingin pada pembuatan peralatan-peralatan berat dan logam yaitu pendingin pada aktu pembelahan logam.
Di Indonesia dry ice banyak digunakan untuk pendingin makanan, pembuatan ice cream dan sedikit digunakan untuk '
• Keperluan rumah sakit
• =ntuk pembuatan gas buatan pada pentas seni • Pengisi minuman
II.0 Pr'ses (an Pemr'sesan (alam In(ustr %ma em&uatan (r /e.
(. Dimulai dengan produksi gas yg mengandung konsentrat "!# $karbondioksida%
tinggi. Cas-gas ini dapat berupa produk sampingan dari proses produksi gas-gas lain, misal gas-gas amonia dan nitrogen dari gas-gas alam cair maupun dari proses )ermentasi skala besar.
#. Cas yg kaya karbondioksida ini kemudian dimampatkan dan diturunkan suhunya sampai -01, °" sehingga berubah ujud menjadi cair $uap air yg
terkena suhu dingin akan berubah menjadi cair%.
+. Tekananpemampatan kemudian dikurangi. Ketika ini terjadi, sebagian kecil "!#menguap, dan kemudian suhu turun dengan cepat di "!# cair yg tersisa.
Temperatur yg benar-benar dingin membuat "!# cair ini mengeras menjadi
$kala In(ustr
Cambar a. Diagram &lir Produksi Dry Ice $S.S 6ab &sia%
=ntuk menghasilkan jumlah besar es kering, pendinginan e3aporati) diperlukan. Karbon dioksida cair diproduksi dengan mengompresi gas karbon dioksida. Karena suhu 2at meningkat saat dikompresi, gas harus didinginkan selama proses kompresi untuk mendorong pembentukan cairan. ;ika gas di dalam tangki sudah mencapai suhu kamar, pencairan mulai terjadi ketika tekanan mencapai sekitar /.::: kilopaskal. ;ika keran tabung karbon dioksida cair dibuka, sebagian diantaranya akan berusaha melarikan diri, menyebabkan momentum rata-rata molekul serta suhunya menjadi turun. Setelah semua panas lingkungan menguap, suhu cairan turun di baah titik beku dan muncullah karbon dioksida padat yang disebut es kering. Gs kering biasanya disimpan dalam kontainer
terisolasi. Bila terkena udara, es ini segera melepaskan gas karbon dioksida. Karena perbedaan suhu antara es kering dan lingkungan cukup besar, maka perubahan )asa terjadi langsung dari padat ke gas, tanpa melalui )ase cair.
Salah satu Industri yang meman)aatkan limbah "!# hasil proses )ermentasi adalah PT olindo 4aya. PT. olindo 4aya yang bergerak dalam industri )ermentasi adalah produsen utama Gthanol di Indonesia. Dengan kapasitas terpasang sebesar :.::: Klhari $++: hari kerja pertahun%, operating capacitynya saat ini adalah H +.::: Kltahun. PT olindo 4aya meman)aatkan hasil samping proses )ermentasi untuk diolah menjadi dry ice.
Bahan Pendamping untuk proses pembuatan dry ice dari hasil samping proses )ermentasi antara lain, kalium bikarbonat, sodium karbonat, asam sul)at,
Proses pembuatan dry ice adalah gas "!# yang didapatkan dari hasil
samping )ermentasi dipekatkan dari 99, menjasi 99,9. Cas dimasukkan absorber secara counter current dengan alcohol encer. Setelah itu dimasukkan srubber. 6arutan dari srubber dikembalikan ke )ermentor sedang gas dimasukkan ke gas holder. Dari gas holder "!# ditekan sampai 0 psi abs, dengan kompresor (
stage, sehingga dapat dialirkan ke absorber yang memakkai potassium bichromat sebagai absorbent. Di dalam scrubber 8#S di absorsi $mengoksidai kotoran dari gas% dan 8#S dikembalikan ke )ermentor dan gas dari scrubber + dipisahkan lagi menggunakan larutan sodium carbonat dan terakhir gas dimasukkan ke oil scrubber untuk mengambil minyak dari compressor. "!# yang sudah dimurnikan
masuk stage dua dan ditekan sampai :: psi, lalu didinginkan sampai :J7 dalam Brine collr dan dileatkan stage tiga sehingga tekanan menjadi 9:: sampai (:#: psi. &khirnya "!# didinginkan secara cepat sampai -:J7 dan tekanan (0 psi.
Cas yang dikondensasi secara perlahan-lahan dengan amoniak dicampur dengan "!# yang didinginkan mendadak sehingga diperoleh dry ice.
II. Alat4alat In(ustr Pr'ses ang (gunakan (alam Pr'(uks Dr I/e
=ntuk pembuatan dry ice dalam skala kecil atau skala rumahan, dapat digunakan serbuk padat "!# yang terdapat pada tabung pemadam kebakaran. <amun untuk skala pabrik diperlukan alat-alat seperti '
(. Kompressor
Kompressor ini digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tekanan gas "!#
#. Dryer
Dryer ber)ungsi untuk mengeringkan kadar air yang terbaa oleh gas "!#.
+. 4e)rigerator
4e)rigerator ber)ungsi untuk menurunkan suhu gas yang naik akibat terjadinya penurunan tekanan.
. 6iui)ier
6iui)ier ber)ungsi sebagai tempat terjadinya pencairan gas "!#.
6iuid storage ber)ungsi sebagai tempat penyimpanan cairan "!#
PENUTUP
III.1 %esmulan
Salah satu gas yang di gunakan dalam indutri adalah karbondioksida. Karbon dioksida $rumus kimia' "!#% atau 2at asam arang adalah sejenis senyaa
kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara ko3alen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmos)er bumi. 4ata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmos)er bumi kira-kira +10 ppm berdasarkan 3olume, alaupun jumlah ini bisa ber3ariasi tergantung pada lokasi dan aktu. Karbon dioksida adalah gas rumah
kaca yang penting karena ia menyerap gelombang in)ramerah dengan kuat.
Karbon dioksida dapat di peroleh dari hasil samping dari proses pembuatan sintesis gas amonia. Pembuatan gas amonia menggunakan proses menurut haber-bosch. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah ' . &dapun man)aat dari gas "!# ialah di gunakan dalam industri makanan, karet dan
plastik, manu)acture, alat pemadam kebakaran dan )otosintesis.
Gs kering adalah karbondioksida yang dibekukan sehingga bisa digunakan sebagai pengganti es batu.
DA5TAR PU$TA%A
7athurrochman. #:(+. Industri Proses Kimia. http')athurrochman#(. blogspot.com#:(+:(industri-proses-kimia.html. Diakses pada tanggal ((
September #:(.
;uita, Desi. #:(. De)enisi Gs Kering, Si)at, Kegunaan, dan Pembuatannya. http'.ama2ine.co. Diakses pada (+ September #:(.
agnetoice. #:(#. De)enisi-De)enisi Dangerous Coods. http'magnetoice ordpress. com. Diakses pada (+ September #:(.
aulana, Toni. #:(#. embaca Diagram &lir Proses. http'tonimaulan. blogspot.com. Diakses pada tanggal (( September #:(.
