Bryllian Michael Haholongan Kendek Tugas 2
Proses Produksi Pupuk NPK I/II/III/IV 1. Deskripsi Proses
Pada pabrik II PT Petrokimia gresik terdapat empat pabrik yang memproduksi NPK Granulasi yaitu Pabrik NPK I, NPK II, NPK III, dan NPK IV.
Masing-masing pabrik memiliki kapasitas produksi sebesar 100.000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan beranekaragam seperti Diamonium Phospat (DAP), Urea, KCl, Dolomite (ZA), Clay, dan bahan tambahan seperti Cu, Zn, Mg, Cl, Fe, dan borax. Pabrik NPK memproduksi pupuk non-subsidi sehingga spesifikasi produk yang dihasilkan berubah- ubah sesuai dengan permintaan dari konsumen.
2. Spesifikasi Bahan Baku
A. Diammonium Phospat (DAP)
Rumus molekul : (NH4)2HPO4
Sifat fisik : Butiran berwarna putih
Titik leleh : 155oC
Kadar N : Minimal 18%
Kadar P2O5 : Minimal 46%
Kadar air : Maksimal 1,0%
Ukuran Granul : 1 – 4 mm
Sumber : Pabrik Phonska (Pabrik IIA dan IIB) PT Petrokimia Gresik dan import dari China.
B. Urea
Rumus molekul : CO(NH2)2
Berat Molekul : 60,07 gr/mol
Sifat fisik : Kristal berwarna putih, higroskopis, dan mudah terdekomposisi
Titik leleh : 132,7 oC
Kadar N : Minimal 46%
Biuret : Maksimal 1,0%
Kadar air : Maksimal 0,5%
Ukuran Granul : 1 – 3,55 mm
Sumber : Pabrik I PT. Petrokimia Gresik C. Potasium Klorida
Rumus molekul : KCl
Sifat fisik : Kristal atau serbuk kering
Berat Molekul : 74,55 gr/mol
Titik leleh : 773oC
Kadar K2O : Minimal 60%
Kadar air : Maksimal 1%
Kadar bahan organik : Maksimal 200 ppm
Ukuran Granul : 0,5 – 1,2 mm
Sumber : Import dar Russia, Knada dan Maroko
D. Amonium sulfat (ZA)
Rumus molekul : (NH4)2SO4
Berat Molekul : 132,6 gr/mol
Sifat fisik : Kristal putih hingga cokelat
Titik leleh : >280Oc (terdekomposisi)
Kadar N : Minimal 20,8%
Kadar S : Minimal 23,8%
Kadar Asam lemak : Maksimal 0,1%
Kadar air : Maksimal 1%
Ukuran Granul : +- 0,6 mm
Sumber : Pabrik I PT Petrokimia Gresik E. Bahan Tambahan (Cu, Zn, Mg, Cl, Fe, dan borax)
Bahan tambahan ini dugunakan ketika memproduksi NPK Kebomas sesuai dengan permintaan konsumen. Bahan tambaan ini merupakan micronutrient yang terkadang dibutuhkan oleh jenis tanah tertentu dan jenis tumbuhan tertentu. Zat yang ditambahkan antara lain Na2CO3/K2CO3, dolomite (CaMg(CO3)2), brucite (Mg(OH)2), asam boraks (HBO3), CuSO4 dan ZnSO4.
F. Clay
Clay berfungsi sebagai perekat (binder) dalam proses granulasi serta juga sebagai filler (bahan isian). Clay didapatkan dari Jawa Tengah, Indonesia.
3. Diagram Alir Proses Pabrik NPK II/III/IV
Secara umum proses produksi dari Pupuk NPK II, III, dan IV mempunyai proses yang sama. Berikut merupakan diagram alir proses produksi NPK IV.
4. Tahap Proses Pembuatan Pupuk NPK II/III/IV A. Persiapan Bahan Baku
Bahan baku yang mulanya ada di gudang penyimpanan akan dimasukkan ke dalam hopper. Dari masing-masing tempat penyimpanan, bahan baku akan dimasukkan terlebih dahulu ke Hopper D-2600 dan selanjutnya ke hopper D2601. Kemudian bahan baku akan ditransportasikan melalui belt conveyor menuju hopper masingmasing bahan baku dengan menggunakan tripper. Bahan baku ZA akan dimasukkan ke dalam hopper-D 2105, Clay dimasukkan dalam hopper D-2104, DAP ke hopper D-2101, urea akan dimasukkan ke dalam hopper D-2103, KCl dimasukkan ke dalam hopper D2103. Untuk mikronutrient, akan dimasukkan ke hopper D-2106A/B, D-2107 dan D-2108. Hopper tersebut dilengkapi dengan level indicator untuk low level, high level, dan very high level. Apabila ketinggian bahan baku di dalam hopper terlalu tinggi, high level switch akan menyebabkan interlock pada sistem pengumpanan bahan baku yang berhubungan dengan gudang penyimpanan, sehingga operator akan menghentikan sistem pengumpanan.
Bahan baku tersebut akan ditimbang di load shell sesuai dengan jumlah kebutuhan tiap formulasi NPK. Untuk membuat NPK Granulasi dengan formula NPPK 15-15-15 dengan kapasitats 25 ton/jam, maka dibutuhkan 6,4 ton/jam DAP, 1,6 ton/jam urea, 5 ton/jamm KCl, 1,8 ton/jam clay, dan 5,2 ton/jam ZA. Setelah penimbangan dilakukan, bahan baku akan ditransportasikan
menggunakan belt conveyor M-2109 untuk menyampurkan bahan baku. Untuk bahan baku DAP dan urea perlu melewatii pengecilan ukuran dengan menggunakan hammer-drum mills hingga ukuran DAP dan urea sesuai.
Dari belt conveyor M-2109, campuran bahan baku akan dibawa menuju bucket elevator M-2110. Dari bucket elevator M- 2110, bahan baku akan dihimogenkan di packed mill M-2111. Di dalam packed mill terdapat screw yang berfungsi untuk menghomogenkan campuran bahhan baku, kemudian bahan baku akan ditransportasikan menuju Granulator.
B. Proses Granulasi
Campuran bahan baku yang telah homogen akan di granulasi di Granulator. Proses granulasi perlu ditambahkan steam dan slurry untuk membantu terbenyiknya granul. Slurry diperoleh dari dedusting dan scrubbing debu menggunakan air. Waktu tinggal di dalam granulator kira-kira 5 menit. Di dalam granulator, campuran bahan baku akan diputar dengan kecepatan 10 rpm dengan suhu suhu granulator yaitu 90Oc dan tekanan atmosferik. Penambahan slurry dan steam dilakukan secara manual hingga terbentuk granula yang diinginkan.
Proses terjadinya granulasi dibagi menjadi 3 proses utama, yaitu inisiasi, aglomerasi/akreasi, dan breakage. Proses inisiasi berlangsung ketika bahan baku dihomogenkan. Pada saat itu. Bahan baku masih berupa butiran halus. Butiran halus inilah yang akan menjadi inti granul. Aglomerasi merupakan proses menyatunya inti granul menjadi granula yang lebih besar dengan bantuan binder.
Dalam proses pembuatan NPK granulasi ini, Clay berfungsi sebagai binder. Akreasi merupakan proses terbentuknya granul secara bertahap dengan terbentuknya layer pada inti granul. Breakage merupakan proses rusaknya granula. Hal ini disebabkan oleh tingginya kadar air dalam granul, tingginya suhu lingkungan atau karena proses mekanik. Berikut ini merupakan gambar granulator yang digunakan pabrik NPK II PT. Petrokimia Gresik.
C. Proses Pengeringan (Drying)
Proses pengeringan dilakukan setelah bahan baku berubah bentuk dari butiran granul. Granula yang terbentuk akan ditransportasikan menggunakan belt conveyor menuju rotary dryer. Di dalam rotary
dryer, granula akan dikeringkan menggunakan udara panas yang dihasilkan dari furnance. Udara diperoleh dari udara lingkungan menggunakan blower. Udara dari lingkungan akan dibawa menuju ruang untuk dipanaskan menggunakan api hasil dari furnance. Bahan bakar yang digunakan untuk proses pembakaran adalah natual gas atau solar. Proses pembakaran terjadi pada ruangan B2102 dan B- 2103.
Proses pengeringan terjadi secara co-current dengan suhu inlet granula kurang lebih 60oC dan suhu outlet granula kurang lebih 80Oc.
Udara kering memiliki suhu inlet sebesar 180-230oC dan untuk oulet kurang lebih 5oC. Kadar air granula yang masuk ke dalam dryer sebesar 4% dan setelah pengeringan akan menurun menjadi maksimal 1%. Gas panas dalam dryer dibawa ke scrubbing unit untuk dipisahkaan dari debu. Debu dari dryer akan dikembalikan ke belt conveyor bahan baku untuk digunakan lagi sebagai bahan baku.
D. Proses Pendinginan (Cooling)
Proses pendinginan diawali dengan mengalirkan NPK granul kering yang keluar dari dryer menuju cooler menggunakan product dryer conveyor untuk didinginkan. Proses pendinginan dilakukan menggunakan udara (pada suhu kamar) yang dialirkan menuju cooler sebagai sistem counter-current (berlawanan arah dengan aliran padatan) melalui cooler fan.Udara yang dialurkan adalah udara ering yanng memiliki RH (Humiditas) rendah. Proses pendinginan ini juga berfungsi menurunkan kadar air menjadi 0,5- 1% dimana suhu keluaran dari cooler sekitar 40oC dan putaran cooler berkisar antara 10 rpm. Debu yang terbawa di dalam uadara pendingin dari dedusting system akan dipisahkan dan dikembalikan ke raw materia conveyor guna mengoptimalisasi produk yang didapatkan.
Salah satu tujuan dari proses cooling yaitu untuk mendinginkan produk, sehingga jika terjadi melting pada urea, urea akan segera membeku dan produk menjadi kering. Hall tersebut dapat mengurangi terjadinya penempelan material padat atau scaling pada peralatan selanjutnya
E. Proses Pengayakan (Screening)
Produk NPK yang telah berbenruk granil dan telah melalui proses pendinginan, akan dibawwa oleh product cooler conveyor dan dilakukan pengayakan. Untuk ukuran granul yang melebihi ukuran partikel yang diperblehkan (-4 mesh sampai +10 mesh), akan dimasukkan ke dalam oversize conveyor untuk dihaluskan dalam crusher dan hasilnya masuk ke raw material untuk digranulasi kembali. Seangkan untuk ukuran granul yang kurang dari ukuran partikel yang diperbolehkan akan dimasukkan ke dalam undersize vibrating screen untuk dipisahkan menjadi produk onsize dan undersize.
Dalam hal ini, produk onsize akan dimasukkan ke recycle regulator bin, sedangkan undersize masuk ke raw material conveyor untuk dilakukan proses granulasi kembali.
Produk onsize dalam recyclee bin dikirim menuju Coater.
Prosuk yang masuk coater dilapisi dengan coating oil maupun coating water yang berupa pigmen. Produk NPK granul onsize yang telah dilapisi oleh coating coil akan langsung dialirkan menuju unit bagging atau pengepakan.
F. Proses Pelapisan (Coating)
Pelapisan diperlukan terutama pada formulasi yang menggunakan urea. Hal tersebut dikarekanan sifat higroskopis bahan baku yang dpat mempercepat proses caking, terdutama jika terdapat variasi temperatur udara dan kadar air.
Proses caking merupakan fenomena yang terjadi ketuka pupuk dengan karakteristik higroskopis telah menyerap uap air dan menghasilkan pupuk yang memeadat hingga seperti bongkahan batu. Tujuan adanya coating pada permuakaan granul adalah untuk meminimalisisr kandungan uap air yang tidak terserap secara optimal, sehingga ppuk NPK tetap kering untuk sementara waktu bila berada di udara terbuka.
Coating agent terbuat dari silica powder atau dolomit dan coating oil,sesuai dengan produk yang diinbginkan. Coating oil diumpankan ke dalama coater drum menggunakan pump. Padatan akan diumpankan ke dalam coater melalui screw feeder. Coating Oil disimpan di dalam tangki coating oil diisikan langsung dari truk atau barrel dengan pompa portabel. Coating powder dan pigment dicampur dengan rasio 1:3 atau 1:4, kemudian diumpankan ke coater melalui screw feeder.
Agar menambah sidat anticaking, salah satu coating agent akan ditambahkan dengan senyawa terminasi sehingga dapat memberikan daya tahan ekstra terhadap penyerapan air, Produk keluaran coater akan dialurkan ke final belt conveyor menuju ke dalam gudang penyimpanan akhir. Pembahan coating agent betujuan untuk menaukkan nilai CRH (kelembapan relatif kritis) produk agar sama dengan CRH lingkungan, sehingga akan memiliki sifat higroskopis yang rendah.
G. Proses Pengantongan (bagging)
Produk NPK akan dialurkan dari coarter menggunakan final product bucket elevator menuju ke dalam product hopper yang dilengkapi dengan level indicator. Produk NPK dalam product hopper akan dikantongi dengan berat pengantong mencapai 50 kg yang diukur dengan menggunakan bagging machine, dijahit menggunakan sewing mechine, dialirkan dengan menggunakan belt conveyor ke penampungan dan dibawa dengan forklift menuju gudang penyimpanan sementara sebelum di distriusikan ke konsumen.
H. Proses Penyerapan gas (Scrubber Unit)
Penyerapan gas (scrubber unit) harus dilakukan di setip kompenen alat produksi guna meminimalisir debuatau senyawa-senyawa toksik yang dapat menyebabkan kerugian untuk pada pekerja maupun lingkungan sekitar. Udara dari M-2112, M-2114, ,-211, D2115, D-2116, dan lainnya akan dimasukkan ke ladam Tail Gas Scrubber dan di spray menggunakan air yang dipimpa dengan Scrubber pump. Air dari
scrubber tower akan masuk ke dalam bak scrubber pit,kemudian diaduk menggunakan scrubber pit agitator.
Sebagian air slurry di bak akan dipompa menggunakan granulator pump untuk dialirkan proses granulasi dan diatur aliran flow rate slurry agar dapat di-recycle guna optimasi produk. Untuk air yang telah bebas dari slurry, akan ditampung dalam bak D-2128 guna dialirkan sebagai neutralizer water.
5.
