PENGENALAN PABRIK INDUSTRI KAPUR D I S U S U N OLEH ; 1. M. Agung Azhari ( 0611 4041 1503) 2. Moch Fariz Dimyati ( 0611 4041 1505) 3. Nova Rachmadona ( 0611 4041 1508)
Dosen Pembimbing : Meilianti,S.T.,M.T.
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2013
BAB I
PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Industri kapur merupakan sebuah industri yang mengolah bahan olahan kapur menjadi berbagai jenis yang bisa digunakan dalam berbagai aspek, seperti halnya bangunan, alat tulis dan berbagai macam keperluan lainnya. Bahan baku yang digunakan dalam industri ini ialah batu kapur yang diperoleh dari pengendapan cangkang/rumah kerang dan siput, foraminifera atau ganggang, atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang . Batu kapur merupakan mineral alam yang dapat dikalsinasi menjadi kapur tohor/Kalsium oksida, yang merupakan salah satu bahan bangunan yang penting. Bahan ini telah dipakai sejak zaman kuno. Di Indonesia kapur juga sudah dikenal lama sebagai bahan ikat, dalam pembuatan tembok, pilar dan sebagainya. Untuk bahan bangunan berdasarkan penggunaannya kapur dibagi menjadi dua jenis, yaitu kapur putih dan kapur aduk, yang dapat dijadikan dalam bentuk kapur tohor ataupun kapur padam.
Batu Kapur dapat terjadi dengan beberapa cara yaitu secara organik secara mekanik atau secara kimia sebagian batu kapur dialam terjadi secara organik. Jenis ini berasal dari pengembangan cangkang atau rumah kerang dan siput. Untuk batu kapur yang terjadi secara mekanik sebetulnya bahannya tidak jauh beda dengan batu kapur secara organik yang membedakannya adalah terjadinya perombakan dari bahan batu kapur tersebut kemudian terbawa oleh arus dan biasanya diendapkan tidak jauh dari tempat semula. Sedangkan yang terjadi secara kimia jenis batu kapur yang terjadi dalam kondisi iklim dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut ataupun air tawar. Dalam kesempatan kali ini akan dibahas lebih lanjut mengenai industry olahan kapur dan proses pengolahan batu kapur sehingga menjadi bahan jadi.
1.2Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah: 1. Bagaimana sifat fisik dan kimia dari bahan baku dan produk yang
dihasilkan oleh industry kapur ?
2. Pada proses, berapa data kuantitatif yang harus digunakan agar produk dihasilkan berkualitas baik ?
3. Bagaimana klasifikasi proses dari pembentukan batu kapur ? 4. Reaksi apa saja yang terjadi saat proses berlangsung ?
5. Bagaimana uraian proses yang berlangsung selama pengolahan batu kapur dan jelaskan fungsi dari masing-masing alat yang ada pada uraian proses? 6. Apa saja kegunaan bahan olahan batu kapur ?
1.3Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1. Menginformasikan kepada pembaca mengenai industry kapur 2. Menjelaskan proses yang terjadi dalam pembentukan batu kapur 3. Menjelaskan uraian proses yang terjadi saat pengolahan berlangsung 4. Menjelaskan fungsi dari alat-alat dan symbol yang digunakan saat proses
BAB II PEMBAHASAN
2.1SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK A. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku
Batuan Kapur
Rumus Molekul : (CaCO3)
Sifat : padat, keras
Ciri-ciri fisik : Putih kotor, keras, dan berongga kecil
Komposisi Kimiawi : CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O
H2O
Berat molekul : 100,08 gr/mol Titik leleh : 2570°C Density : 3,32 gr/ml Titik didih : 2850°C Dapat larut dalam air dan asam
Gas (CO2)
Berat molekul : 44, 0095 gr/mol Titik leleh : -57°C
Density : 1,98 x 10-3 gr/ml Titik didih : -78°C
Tidak Berwarna Air (H2O)
Titik lebur : 0 °C
Density : 0,998 gr/ml Titik didih : 100°C
Tidak Berwarna, tidak Berasa dan tidak berbau
B. Sifat Fisika dan Kimia Produk Kapur (Ca(OH)2)
Putih atau sangat muda Berbentuk butiran halusan
Sebagian besar terdiri dari kalsiat
Larutan Ca(OH)2 disebut air kapur dan merupakan basa dengan kekuatan
sedang
Larutan Ca(OH)2 bereaksi hebat dengan berbagai asam, dan bereaksi
dengan banyak logam dengan adanya air
Larutan Ca(OH)2 menjadi keruh bila dilewatkan karbon dioksida, karena
mengendapnya kalsium karbonat.
Berat jenis : 2,6 – 2,8 gr/cm3
2.2 DATA KUANTITATIF A. Proses quicklime
Basis : 1 ton CaO Batu kapur murni : 1,87 ton Batu bara : 0,3 ton
Air : 0,242 ton
B. Proses slakelime
Basis : 1 ton Ca(OH)2
Quicklime murni : 0,787 ton
2.3KLASIFIKASI PROSES
A. Proses Klasinasi Batu Kapur menghasilkan Quicklime
Bahan dasar kapur ialah batuan kapur. Batu kapur mengandung kalsium karbonat (CaCO3). Pada prosesnya pada vertical shaft kiln, Karbon
dioksida akan keluar pada bagian atas jika dipanaskan dengan suhu sekitar 980oC sehingga tinggal kapurnya saja (CaO). Kalsium oksida ini biasa disebut dengan quicklime.
B. Hidrasi Quicklime
Kalsium oksida yang dihasilkan dari bahan dasar akan mengambang dan retak- retak, jika ditambahkan air. Selama proses ini, terjadi reaksi dan banyak panas yang dikeluarkan dimana produk yang dihasilkan adalah kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Secara teoritis air yang diperlukan hanya 32% dari berat kapur, namun tidak selalu sama persentasi jumlah air yang diperlukan. Hal ini karena memandang faktor pembakaran, jenis kapur yang digunakan dan sebagainya, sehingga kadang- kadang memerlukan 2 sampai 3 kali volume kapur. Proses ini disebut “slaking” atau “slakelime” atau “hydrated lime” yang artinya sama saja hidrasi Quiclime, dimana hasilnya adalah kalsium hidroksida.
Bila kalsium hidroksida ini ditambah air akan menghasilkan mortel kapur. Mortel ini di udara terbuka menyerap karbon dioksida (CO2) yang akan bereaksi, sehingga menghasilkan CaCO3 yang bersifat keras dan tidak larut
dalam air.
2.4REAKSI KIMIA
Reaksi Kimia kapur tohor (slake lime) pada Vertikal Shaft Kiln CaCO3 → CaO + CO2
(batu kapur) ( kapur tohor) (gas CO2)
Reaksi Kimia kapur padam (quick lime) pada Pug Mill
CaO + H2O → Ca(OH)2 (kapur tohor) (uap air) (quick lime)
2.5Uraian Proses dan Fungsi Alat yang Digunakan
URAIAN PROSES
Bahan baku berupa batuan kapur dengan ukuran bervariasi diumpan ke dalam pulverizer untuk dilakukannya penghancuran atau penyeragaman ukuran bongkahan batu kapur, hal ini dilakukan untuk memaksimalkan kinerja alat pada proses selanjutnya. Setelah ukuran batuan di seragamkan maka bongkahan batu kapur tersebut dimasukkan ke dalam Vertical shaft kiln, pada Vertical shaft klin terdapat tiga proses yang dilakukan pada bongkahan batu kapur tersebut. Yang pertama yaitu terjadi pada tahap Preheat Zone, dimana bongkahan batu kapur dilakukan pemanasan awal yang bertujuan untuk mendapatkan pemanasan yang rata pada bongkahan dimana akan berpengaruh pada kesempurnaan reaksi yang terjadi pada batu kapur, pemanasan ini berkisar pada suhu 800oC. Setelah itu pada tahap selanjutnya Calcining, di sini bongkahan batu kapur yang sudah dilakukan pemanasan awal tadi dilakukan pembakaran dimana dilakukan pada suhu berkisar 980oC dengan bantuan gas pembakar dari Flue gases, dan pada pembakaran ini terjadi penguraian batu kapur dari CaCO3 menjadi CaO + CO2,dimana proses
reaksinya :
CaCO3 → CaO + CO2
(batu kapur) ( kapur tohor) (gas CO2)
CaO yang disebut kapur tohor akan dilakukan tahap cooling yaitu pendinginan pada suhu normal agar dapat dilakukan peprosesan di tahap selanjutnya, sedangkan gas CO2 yang panas terlepas dari batu kapur dialirkan kembali untuk
pemanasan pada tahapan Preheat Zone yang berada di atas tahapan Calcining, gas menguap keatas melewati bongkahan batu dan keluar melewati Exhaust gases, perjalanan gas CO2 ini dilakukan untuk pengifisienan konsumsi energi pemanas
pada alat.
CaO yang telah dilakukan pendinginan pada cooling membentuk serbuk quicklime, dimana serbuk ini merupakan suatu produk tengah berupa kapur tohor. Kemudian CaO yang berupa kapur tohor dilakukan penghalusan pada Tube mill grinding, dan dilakukan pemisahan dari bahan atau zat pengotor lain yang tidak diperlukan pada proses selanjutnya. Untuk mendapatkan Ca(OH)2 maka CaO
halus direaksikan dengan H2O yang berupa Water Steam dimana akan menghasilkan Ca(OH)2 dimana reaksinya adalah :
CaO + H2O → Ca(OH)2
(kapur tohor) (uap air) (quick lime)
Setelah didapat Ca(OH)2 maka dilakukan pengeringan kembali dengan kondisi
steam dan selanjutnya dilakukan pengayakan pada Screen classifier untuk menghasilkan slaked lime yang baik, apabila proses reaksi CaO dan H2O belum
terjadi sempurna maka bahan akan di umpan kembali ke Pug Mill. FUNGSI ALAT
Pulvirizer : menghancurkan batu kapur
Vertical Shaft Kiln
Terdiri dari 3 bagian yaitu:
o Preheat : proses pemanasan pada batu kapur yang di telah hancur
cara pembakaran (flue gases).
o Cooling : proses pendinginan setelah pembakaran Tube mill : menghaluskan batu kapur manjadi lebih kecil
Pug mill : menghaluskan dan memekatkan powdered quicklime dengan penambahan uap air
Screen classifier : tempat pengayakan kapur pekat sehingga diperoleh kapur yang sempurna.
2.6KEGUNAAN
A. Kegunaan kapur tohor (CaO) antara lain: Pemurni gula
Pemurni gas
Dicampur dengan kokas (batubara atau minyak) untuk pembuatan karbit
Dicampur dengan Fluorspar dan soda digunakan untuk industri logam
Penyerap air dalam gas, minyak, dan bahan pelarut Untuk pupuk dan menetralkan tanah dari keasaman
B. Kegunaan larutan kapur mati (Ca(OH)2) antara lain:
Pembuatan oksida Ethylen, perantara aktif untuk plastik dan deterjen
Pelapis kertas yang mengkilap
Dicampur dengan klorida untuk pembuatan larutan pembersih tekstil
Pembuatan TCC untuk tapal gigi, kosmetik dan tablet
Pemurni bijih logam dan pembuatan logam-logam bukan besi Campuran untuk cat dan vernis
Mengekstrak manesisi dari air laut Pembuatan nicotine sintesis
Pengisi dan pengembang karet dan kertas
Dicampur dengan gas khlorit untuk pembuatan pupuk pembersih untuk pupuk pembunuh hama tanaman
Pembuatan obat-obatan yang mengandung (Ca(OH)2
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN
Kapur merupakan salah satu bahan yang memiliki banyak funsi di kehidupan manusia dalam bidang pembangunan, kesehatan, industri maupun yang lainnnya. Bahan ini telah dipakai sejak zaman kuno. Kualitas kapur tergantung pada bahan baku dan proses pemanasannya, kapur memiliki berbagai macam jenis yaitu :
Kapur Tohor (CaO), yaitu hasil pembakaran batu alam yang komposisinya
sebagian besar berupa kalsium karbonat.
Kapur Padam (Ca(OH)2), yaitu hasil pemadaman kapur tohor dengan air dan
membentuk hidrat.
Kapur Udara, yaitu kapur padam yang apabila diaduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras di udara karena pengikatan karbon diokasida.
Kapur Hidrolisis, yaitu kapur padam yang apabila di aduk dengan air setelah
beberapa waktu dapat mengeras baik didalam air atau di udara.
Bahan baku pembuatan kapur adalah:
Batu Kapur
Gas (CO2)
DAFTAR PUSTAKA
Dryden,CE. 1993. Outlines of Chemical Technology. East West Press Couper, James R. 2005. Chemical Process Equipment. Elsevier: USA
PERTANYAAN DAN JAWABAN 1. Mulyati
Pertanyaan : Apabila Ca(OH)2 bereaksi dengan asam apa yang terjadi ?
efektikah apabila digunakan sebagai bahan baku ? Jelaskan Jawab :
Ketika Ca(OH)2 direaksikan dengan asam, maka produk yang didapat akan
mengurangi kadar Ca(OH)2 itu sendiri. Jika direaksikan dengan asam yang
tergolong kuat, maka akan membentuk produk berbentuk garam. Sebagai contoh dalam hal ini yaitu sebagai berikut.
Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O
sehingga hasil produk olahan batu kapur yang didapatkan kurang sempurna dan tidak efektif untuk digunakan karena sudah terbentuk produk sampingan lain dalam reaksi tersebut.
2. Bayu Fajri
Pertanyaan : dalam proses pembakaran yang terjadi di dalam vertical shaft kiln, bahan bakar apakah yang lebih efektif digunakan? Untuk proses pengolahan batu kapur ini, berapakah suhu yang digunakan dalam proses pemanasan maupun pembakaran, apakah menggunakan suhu mencapai suhu titik leleh dari batu kapur itu sendiri?
Jawab ;
Pada proses ini bahan bakar yang lebih efektif untuk digunakan ialah batubara karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi walaupun berperingkat rendah dan dibandingkan bahan bakar lain, untuk sekarang, batubara lebih murah dari bahan bakar lainnya seperti minyak dan gas bumi.
Pada proses Preheat Zone suhu yang digunakan adalah 8000C. Pada proses ini tujuannya adalah untuk mendapatkan pemanasan yang rata pada bongkahan dimana akan berpengaruh pada kesempurnaan reaksi yang terjadi pada batu kapur. Sedangkan pada proses Calcining (pembakaran) suhu yang digunakan adalah 9800C karena pada proses ini terjadi penguraian batu kapur dari CaCO3
menjadi CaO + CO2,dimana proses reaksinya : CaCO3 → CaO + CO2
3. Ahmad Banuaji
Pertanyaan : apakah CO2 yang dihasilkan dari proses pengolahan batu kapur
dapat mencemari udara sekitar? Jelaskan
Jawab : tentu tidak, CO2 merupakan produk dari pembakaran sempurna,
sehingga tidak bersifat radikal bebas yang dapat mencemari udara sekitar, dan juga CO2 di sini dapat dimanfaatkan kembali dalam proses pembakaran di
dalam vertical shaft kiln, sehingga proses penggunaan energi panas di sini menjadi lebih efisien.
4. Ayu Difa
Pertanyaan : tolong jelaskan bagaimana proses kerja dalam industry ini melewati sebah control process, dan bagaimana konfigurasi dalam control process ini dalam mengatur tekanan dan suhu sehingga produk yang dihasilkan bisa berbentuk sempurna? Jelaskan
Jawab : berdasarkan uraian proses yang dijelaskan pada flowsheet, control process dilakukan secara manual oleh operator, hal yang dilakukan oleh operator di sini ialah pengawasan (monitoring) yang terus menerus terhadap operasi pabrik dan intervensi dari luar (external intervention) untuk mencapai tujuan operasi. Hal ini dapat terlaksana melalui suatu rangkaian peralatan (alat ukur, kerangan, pengendali, dan komputer) dan intervensi manusia (plant managers, plants operators) yang secara bersama membentuk control system.
5. Nyayu Aisyah
Pertanyaan : pada proses yang terjadi pada pug mill, supply air yang digunakan dalam proses pembentukan Ca(OH)2 berasal dari mana? Dan ada
berapa macam pemanfaatan energy yang digunakan dalam uraian proses ! jawab :
Supply air berasal dari boiler karena seperti yang kita ketahui boiler merupakan alat yang dapat menghasilkan uap air. Boiler berfungsi untuk mengubah wujud suatu fluida dari cair menjadi gas. Perubahan wujud tersebut terjadi karena penambahan kalor. Kalor yang ditambahkan dapat diperoleh dengan cara pembakaran bahan bakar fosil maupun non fosil, reaksi inti atom, ataupun merupakan gas buang dari sisa ekspansi turbin gas.
Ada 2 proses yang memanfaatkan energy yaitu pada vertical shaft kiln dan boiler. Energy yang dimanfaatkan berupa energy konvensional yaitu batubara yang memiliki nilai kalor yang cukup tinggi sehingga dapat dimanfaatkan pada proses pembakaran.
6. Zurriyati
Pertanyaan : jelaskan jenis-jenis dari bahan baku batu kapur yang digunakan pada proses ini?
Jawab : Kapur Tohor (CaO), yaitu hasil pembakaran batu alam yang komposisinya sebagian besar berupa kalsium karbonat.
Kapur Padam (Ca(OH)2), yaitu hasil pemadaman kapur tohor dengan air dan
membentuk hidrat.
Kapur Udara, yaitu kapur padam yang apabila diaduk dengan air setelah beberapa waktu dapat mengeras di udara karena pengikatan karbon diokasida.
Kapur Hidrolisis, yaitu kapur padam yang apabila di aduk dengan air setelah
