TEKNOLOGI PUPUK
PUPUK TRIPLE SUPERPOSPHATE (TSP) DENGAN PROSES GRANULASI
Disusun oleh :
Ara Ananta 120280023
Erene Silvina 120280096
Zola Wahyuni 120280087
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNOLOGI PRODUKSI DAN INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA
2023
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI………...i
DAFTAR TABEL……….ii
DAFTAR GAMBAR………iii
BAB I PENDAHULUAN. ………..1
1.1 Latar Belakang...1
1.2 Kebutuhan dan Kapasitas...1
1.3 Ketersediaan Bahan Baku dan Pemasaran...2
BAB II STUDI PUSTAKA ………...5
2.1 Deskripsi Proses...5
2.2 Seleksi Proses...8
2.3 Uraian Proses...8
2.4 Flowsheet proses...11
2.5 Spesifikasi Peralatan Utama...12
2.6 Spesifikasi serta Komposisi Bahan baku dan Produk...14
BAB IIIFUNGSI DAN PENERAPAN………..17
3.1 Fungsi dan Aplikasi Pupuk Triple SuperPhosphate (TSP)...17
3.2 Pemakaian dan Dosis Pupuk TSP pada Tanaman...18
BAB IV KESIMPULAN…. ……….19
BAB V DAFTAR PUSTAKA ……….20
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Kapasitas Pabrik Pupuk TSP di Indonesia...2
Tabel 1.2 Kebutuhan Impor Pupuk TSP di Indonesia...2
Tabel 1.3 Negara dengan Cadangan Batuan Fosfat Terbanyak di Dunia...3
Tabel 1.4 Data Impor Asam Fosfat di Indonesia...3 Tabel 2.1 Perbandingan Proses Pembuatan Triple SuperPosphate (TSP)
DAFTAR GAMBA
Gambar 2.1 Blog Diagram Proses Produksi Granular Triple SuperPosphate (GTSP)...9
Gambar 2.2 Proses Produksi Pupuk TSP dengan Proses Granulasi...11
Gambar 2.3 Tangki Penampung Asam Fosfat...12
Gambar 2.4 Gudang Batuan Fosfat...12
Gambar 2.5 Mixer ribbon...12
Gambar 2 6 Hopper...13
Gambar 2.7 Reaktor Rotary Drum...13
Gambar 2.8 Granulator...13
Gambar 2.9 Cyclone...14
Gambar 2.10 Screen Mesh...14
YGambar 3. 1 Pupuk Triple SuperPhosphate...17
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Indonesia adalah negara agraris yang sebagian besar masyarakatnya bermata pencarian pada subsistem pertanian dengan cara bercocok tanam. Aktivitas petani dalam sektor pertanian didominasi oleh kegiatan memanfaatkan lingkungan alam dan pengolahan lahan untuk menyediakan pangan bagi seluruh penduduk, selain itu sektor pertanian juga merupakan andalan sebagai penyumbang devisa negara. Dengan jumlah penduduk yang terus bertambah menyebabkan kebutuhan akan pangan semakin meningkat, secara tidak langsung menuntut petani untuk meningkatkan produktivitas tanamannya. Namun, tanah yang digunakan sebagai lahan pertanian dapat kehilangan unsur hara akibat kegiatan pertanian secara terus-menerus.
Oleh karena itu, untuk mengembalikan ketersediaan unsur hara pada media tanaman dibutuhkan penambahan pupuk.
Kondisi tanah umumnya memiliki beberapa elemen mineral yang bersifat esensial, yaitu elemen yang: (1) dibutuhkan untuk pertumbuhan; (2) bila elemen ini tidak tersedia maka siklus hidup tumbuhan (pertumbuhan, perkembangan, reproduksi) terhambat, dan tidak ada elemen lain yang dapat menggantikan dan memperbaiki defisiensinya; (3) memiliki efek langsung atau tidak langsung terhadap metabolisme tumbuhan; dan (4) merupakan bagian molekul esensial (misalnya makromolekul, senyawa metabolit, dll.) di dalam tumbuhan.
Apabila elemen esensial tidak terpenuhi maka tumbuhan tidak dapat tumbuh dengan baik (Mastuti, 2016). Unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman terdiri dari unsur hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan unsur mikro (Zn, Cu, Mn, Mo, B, Fe, dan Cl) (Lahuddin, 2008).
Fosfor termasuk unsur hara makro esensial yang sangat dibutuhkan oleh semua jenis tanaman untuk memacu perkembangan akar, batang, bunga, dan buah menjadi lebih cepat.
Kekurangan fosfat dapat menyebabkan tanaman akan tumbuh kerdil, daun berwarna hijau tua (nekrosis), dan kualitas kuncup, bunga dan buah menurun. Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) merupakan jenis pupuk yang mengandung unsur (P = Phosporus) secara parsial yang lebih besar jika dibanding dengan pupuk NPK. Kadar P2O5 (fosfat) pupuk ini sekitar 44-52% dan juga mengandung 15% kalsium (Ca). Bahan baku utama yang digunakan untuk membuat pupuk Triple SuperPosphate (TSP) adalah batuan fosfat. Pupuk anorganik ini berbentuk butiran (granular) yang dihasilkan dari mereaksikan batuan fosfat dengan asam fosfat untuk menghasilkan senyawa dengan komponen utama mono kalsium fosfat Ca(H2PO4)2.
1.2Kebutuhan dan Kapasitas
Kebutuhan pupuk di Indonesia akan terus meningkat untuk memenuhi kebutuhan pangan, sehingga hasil pertanian harus ditingkatkan dengan memperhatikan persediaan nutrien pada tanahnya, yaitu dengan diberikan pupuk untuk menunjang ketersediaan nutrien tersebut.
Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) masih jarang digunakan di Indonesia padahal jenis pupuk yang dapat membantu kebutuhan komponen hara N atau P secara parsial sehingga dapat menjadi subtitusi dari pupuk NPK. Untuk memenuhi kebutuhan pupuk tersebut PT Pupuk
Indonesia (Persero) melalui anak perusahaannya PT Petrokimia Gresik, PT Pupuk Kujang Cikampek, PT Pupuk Kaltim, PT Pupuk Iskandar Muda, PT Pupuk Sriwidjaja Palembang.
Kementrian Badan Usaha Milik Negara (BUMN) mencatat total produksi pupuk NPK dari kelima perusahaan tersebut sebesar 18.842.442 ton selama tahun 2022. Kapasitas produksi merupakan salah satu hal yang perlu diperhitungkan dalam perancangan suatu pabrik. Hal ini berkaitan dengan jumlah impor pupuk Triple SuperPosphate (TSP) untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Data industri penghasil pupuk di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut ini:
Tabel 1.1 Data Kapasitas Perusahaan Pupuk TSP di Indonesia No Nama Perusahaan Jumlah (Ton) 1
2
PT Petrokimia Gresik PT Pupuk Kujang
500.000 150.000 Tota
l
650.000
Data kebutuhan impor TSP di Indonesia 5 tahun terakhir menurut Badan Pusat Statistik Indonesia tahun 2022 dapat dilihat pada Tabel 1.2 berikut ini:
Tabel 1.2 Kebutuhan Impor Pupuk TSP di Indonesia
No Tahun Jumlah (Kg)
1 2 3 4 5
2017 2018 2019 2020 2021
826.274.594 767.312.604 520.111.441 296.767.485 315.304.210 Total 2.725.770.334
Dalam penentuan kapasitas pabrik pupuk Triple SuperPosphate (TSP) yang akan dibuat, maka data yang diambil adalah data kebutuhan impor pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dari Badan Pusat Statistik Indonesia. Tingginya impor namun tidak ada supply atau produksi menunjukkan adanya potensi pendirian pabrik pupuk Triple SuperPosphate (TSP). Selain itu, di Indonesia banyak dijumpai deposit fosfat alam, misalnya berdasarkan badan geologi dinas Energi Sumber Daya Mineral (ESDM) Jawa Timur, tiga kabupaten di Madura yang memiliki sumebr Fosfat cukup besar yaitu Kabupaten Sumenep, Kabupaten Pemekasan dan Kabupaten Sampang [ CITATION Ahm21 \l 1033 ].
1.3Ketersediaan Bahan Baku dan Pemasaran
Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan kandungan fosfor. Umumnya kandungan fosfor dinyatakan berdasarkan kandungan P2O5 dalam Bone Phosphate of Lime (BPL) atau Triphosphate of Lime (TPL). Fosfat apatit termsuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya terdapat dalam mineral apatit yang terbentuk selama proses pembekuan magma (Faza Nabeel, 2013). Berdasarkan proses-proses pembentukannya, fosfat alam dibedakan menjadi tiga macam yaitu:
a. Fosfat primer yang terbentuk dari pembekuan magma alkali yang mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit (Ca5(P4)3F). Apatit sendiri dibedakan atas Chlorapatite (3Ca3(PO4)2CaCl2) dan fluor apatit (3Ca3(PO4)CaF2;
b. Fosfat sedimenter (marin) merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, lingkungan alkali, dan lingkungan yang tenang. Fosfat alam terbentuk di laut dalam bentuk kalsium fosfat yang disebut phosporit, bahan endapan ini dapat ditemukan dalam endapan yang berlapis-lapis hingga ribuan milpersegi. Elemen P berasal dari pelarutan batuan, sebagian P diserap oleh tanaman, dan sebagian lagi terbawa aliran ke laut; dan
c. Fosfat guano merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batu gamping karena pengaruh air hujan dan air tanah.
Batuan fosfat disebut sebagai fosfor yang merupakan endapan sedimen dengan konsentrasi fosfor (P) yang tinggi. Kadar P2O5 dalam endapan tersebut beragam, tetapi biasanya berkadar rendah sebesar ( + 15%) (Handayani et al., 2009). Fosfat yang memiliki kadar tinggi memang ada, namun sebarannya bersifat sporadic dengan cadangan sedikit.
Karena kadar fosfat dalam batuan fosfat di Indonesia umumnya rendah dan mengandurng pengotor besi dan aluminium relatif tinggi (+10-11%), pemenuhan bahan baku fosfat untuk pupuk dipenuhi oleh impor dari negara dengan sumber cadangan batuan fosfat terbanyak meliputi China, USA, Marocco, dan negara lain dengan kapasitas yang dapat dilihat pada Tabel 1.3
Tabel 1.3 Negara dengan Cadangan Batuan Fosfat Terbanyak di Dunia
No Negara Produksi
(tons) 1
2 3 4 5
China U.S.A Marocco
Tunisia Jordan
65.000 26.000 26.000 10.000 10.000
Produksi asam fosfat di Indonesia mencapai 1,8 juta ton per tahun dan sebagian besar digunakan sebagai bahan baku dalam produksi pupuk Triple SuperPosphate (TSP). Lebih dari 90% produksi fosfat di Indonesia digunakan untuk keperluan industri pupuk, baik pupuk alam maupun pupuk buatan, sisanya dikonsumsi oleh industri kaca lembaran, karet, industri kimia, dan lain-lain. Selain digunakan sebagai pupuk, asam fosfat direaksikam dengan batu gamping membentuk dikalsium fosfat yang merupakan bahan dasar pasta gigi dan makanan ternak.
Penggunaan asam fosfat semakin meningkat seiring dengan semakin meningkatnya permintaan pasar akan pupuk. Kebutuhan asam fosfat yang makin tinggi membuat angka impor asam fosfat juga semakin tinggi. Perkembangan data impor asam fosfat berdasarkan Badan Pusat Statistik Indonesia dari 2016-2020 disajikan pada Tabel 1.4 berikut ini:
Tabel 1.4 Data Impor Asam Fosfat di Indonesia
No Tahun Jumlah
(Kg)
1 2016 41.490
2 3 4 5
2017 2018 2019 2020
34.824 58.623 57.749 57.759
Pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP). diutamakan untuk konsumsi dalam negeri untuk membantu kebutuhan pupuk subsidi. Pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) di Indonesia dapat dilakukan melalui berbagai saluran, antara lain melalui pengecer, agen, distributor, dan produsen. Pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dapat dilakukan secara langsung maupun tidak langsung melalui promosi, iklan, dan penjualan daring. Selain itu, pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) juga dapat dilakukan dengan melakukan kerjasama dengan perusahaan pertanian dan petani. Beberapa faktor yang memengaruhi pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) di Indonesia antara lain harga, kualitas, ketersediaan, dan daya saing. Untuk meningkatkan pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) di Indonesia, perlu dilakukan peningkatan kualitas produk, pengembangan jaringan pemasaran, peningkatan inovasi dan teknologi, serta peningkatan promosi.
BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1 Deskripsi Proses
Pada dasarnya pembuatan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) tidak jauh berbeda dengan pembuatan superphospate, secara umum proses pembuatan Triple SuperPosphate (TSP) terdiri dari beberapa cara dan dapat digunakan tergantung dari pemilihan proses batch atau proses continuous, adapun macam prosesnya ialah:
A. Triple SuperPosphate (TSP) Proses Batch a. Pan Mixing;
b. Meyers; dan
c. TVA Sigma-Blade Mixing.
B. Triple SuperPosphate (TSP) proses continuous a. Broadfield;
b. Bridger (TVA Cone-Mixing);
c. Kulhman;
d. Dorr Oliver Granular;
e. S.I.A.P.E; dan
f. TVA Rotary Drum (Granulasi).
2.1.1 pan mixing
Proses pan-mixing menurut Waggaman adalah mencampur 51-58% asam fosfat pada suhu 60 ℃ dengan batu phosphate ukuran 100 mesh. Perbandingan berat bahan baku adalah 94,6 lb Asam fosfat setiap 100 lb batu phosphate. Asam Phospate dan batu phosphate diumpankan pada sebuah pan mixing tipe Steadman dengan kapasitas 2 ton selama 3 menit kemudian produk reaksi berupa padatan yang agak pekat diumpankan pada sebuah belt conveyor yang panjang dan diumpankan menuju ke curing pile. Pada curing pile, produk Triple SuperPhosphate didiamkan sampai dengan 3 minggu hingga kadar air pada produk mencapai 15%. Produk basah kemudian diumpankan pada rotary dryer untuk dikeringkan sehingga kadar air mencapai 2% sampai 5%. Produk kering kemudian diumpankan pada hammer mill untuk dihaluskan, kemudian disaring pada screen sampai ukuran 10 mesh.
2.1.2 meyers
Proses ini menggunakan asam fosfat dengan kadar 25%-30% dipanaskan pada suhu 63°C untuk kemudian dicampur dengan batu phosphate berukuran 100 mesh dalam sebuah rotary kiln. Konversi reaksi berkisar antara 94% sampai dengan 96% dengan suhu operasi pada kiln mencapai 360°C. Slurry superphosphate kemudian diumpankan pada storage pile dan didiamkan selama beberapa jam untuk menyempurnakan reaksi yang terjadi pada slurry superphosphate. Superphosphate dari storage pile dengan kandungan air 18% kemudian
dikeringkan pada dryer sehingga kadar air pada superphosphate tinggal 10 – 12 % dan kemudian dihaluskan dengan hammer mill serta disaring untuk siap dipasarkan.
2.1.3 TVA sigma blade mixing
Pada proses ini, asam fosfat dengan kadar 55%-56% diumpankan pada 80 – 150°C untuk kemudian dicampur dengan batu phosphate berukuran 100 mesh dalam sebuah mixer berbentuk conical dengan dilengkapi pengaduk jenis sigma blade (TVA sigma blade).
Konversi reaksi berkisar antara 94% sampai dengan 96%. Setelah beberapa jam, slurry superphosphate yang agak lengket dan basah, kemudian diumpankan pada storage pile dan didiamkan selama 12 minggu untuk menyempurnakan reaksi yang terjadi pada slurry superphosphate. Superphosphate dari storage pile dengan kandungan air 15% kemudian dikeringkan pada dryer sehingga kadar air pada superphosphate menjadi 2 – 5 % dan kemudian dihaluskan dengan hammer mill serta disaring untuk siap dipasarkan.
2.1.4 broadfield
Proses broadfield merupakan proses untuk pembuatan normal superphosphate dan telah digunakan sejak tahun 1951–1952. Pada proses ini, asam fosfat yang digunakan adalah electrothermal phosphoric acid. Waktu tinggal proses acidulasi adalah 2 menit pada sebuah pug mill. Kondisi asam fosfat pada saat pengumpanan adalah 47-54% pada suhu 80-150°C dan kemudian turun menjadi 50% pada saat reaksi. Kadar asam fosfat yang terlalu encer akan mempengaruhi kondisi produk dimana semakin encer kadar asam fosfat maka semakin turun kondisi produk superphosphate. Dengan kondisi tersebut, maka dilakukan beberapa penelitian lebih lanjut, sehingga pug mill tidak digunakan lagi dan diganti dengan cone mixing.
2.1.5 bridger (TVA Cone Mixing)
Pada pembuatan dengan proses Bridger, pada prinsipnya adalah sama dengan terdahulu, perbedaannya terletak pada reaktor berbentuk cone mixer yang direkomendasikan oleh Tennessee Valley Authority (TVA) dan digunakan secara kontinu. Cone reactor dirancang dengan satu lubang pemasukkan batu phosphate yang besar dan terletak ditengah-tengah reaktor, sedangkan pada dinding reaktor terdapat 4 buah lubang pemasukkan asam fosfat.
Produk dari reaktor kemudian diumpankan pada belt conveyor yang dilengkapi dengan pisau- pisau untuk menghancurkan gumpalan-gumpalan produk dan pada bagian akhir conveyor, dilengkapi dengan disintegrator untuk mempermudah pengeluaran. Kadar asam fosfat pada proses ini adalah 54- 56% dengan suhu operasi 80-100°C.
2.1.6 kulhman
Proses Kulhman merupakan proses kontinu dan telah dikembangkan di Prancis untuk memproduksi normal superphosphate dan kemudian dikembangkan untuk produksi triple superphosphate. Perbedaan utama dari proses kulhman dengan proses lainnya adalah terletak pada tipe mixer yang digunakan dan penggunaan sebuah rotary dryer untuk proses
pengeringan. Mixer yang digunakan pada proses kulhman ini adalah mixer khusus, dengan perancangan tangki yang kecil serta pengaduk dengan kekuatan besar. Proses pengadukan yang cepat dapat mencegah asam fosfat menguap ke udara bebas, sehingga efisiensi reaksi dapat terjaga. Produk dari mixer kemudian diumpankan pada belt conveyor yang dilengkapi dengan disintegrator dan dikeringkan langsung pada rotary dryer. Produk dari rotary dryer kemudian disimpan pada tangki penampung. Belt conveyor pada proses ini dibuat lebih panjang, yaitu sekitar 75 feet (± 23 meter) dengan waktu melewati belt adalah 4 – 5 menit.
Kadar asam fosfat yang digunakan antara 45–50 %, dan kadar air pada produk sekitar 5%
dengan suhu 60 ℃ . 2.1.7 dorr-oliver granular
Pada proses ini, batu phosphate dan asam fosfat diumpankan pada 2 buah atau lebih reaktor yang disusun secara seri. Setiap reaktor dilengkapi dengan pengaduk dengan kekuatan 20 hp. Produk dari reaktor kemudian diumpankan pada sebuah blunger , yaitu sebuah mixer yang dilengkapi dengan 2 buah pengaduk jenis twin-shaft blade seperti pada pug mill. Pada blunger terjadi pencampuran antara produk reaksi dengan produk halus yang merupakan recyle dari screen pada proses terakhir. Produk dari blunger kemudian diumpankan pada rotary dryer untuk proses pengeringan, dan kemudian dihaluskan pada pulverizer dimana produk kasar diambil sebagai produk akhir sedangkan produk halus diumpankan kembali pada blunger untuk dicampur dengan produk hasil reaksi. Kadar asam fosfat pada proses ini adalah 38-39% dengan suhu operasi 80-100 ℃ .
2.1.8 S.I.A.P.E
Proses ini merupakan kerjasama dari S.I.A.P.E. yang merupakan singkatan dari Societe Industrielle d’Acide Phosphorique et d’Engrais dari Prancis yang disponsori oleh Chemiebau yang berasal dari Jerman. Proses ini merupakan pengembangan dari proses Dorr-Oliver dengan perbedaan utama adalah sistem reaktor yang digunakan. Pertama-tama batu phosphate dan asam fosfat diumpankan pada tangki pre-mixer sampai dengan overflow. Campuran overflow tersebut kemudian diumpankan pada tangki yang lebih besar dan dilengkapi pengaduk jenis paddle. Produk reaksi dari reaktor kedua kemudian dipompa menuju ke lubang spray yang berfungsi sebagai pengumpan pada rotary dryer. Pada rotary dryer, terjadi proses pengeringan dan proses granulasi dengan waktu tinggal sekitar 20 menit. Produk kemudian dihaluskan dan disaring, dimana produk yang kasar diambil sebagai produk akhir, sedangkan produk halus dikembalikan pada dryer-granulator untuk diproses lebih lanjut.
Pada beberapa penelitian, proses ini dapat dimodifikasi dengan penambahan curing pile setelah reaktor. Kadar asam fosfat pada proses ini adalah 27-30% dengan suhu operasi 80-100
℃ .
2.1.9 rotary drum (granulasi)
Pada proses ini, Tennessee Valley Authority (TVA) telah mengembangkan sebuah rotary- drum mixer untuk mereaksikan phosphate rock dengan asam fosfat membentuk
superphosphate. Batu phosphate yang digunakan untuk proses ini adalah yang halus, sedangkan asam fosfat dapat menggunakan jenis umum maupun jenis electro thermal. Proses rotary-drum mixer ini menggunakan lubang spray untuk pemasukkan campuran. Pada rotary drum mixer penambahan phosphoric acid terletak pada bagian bawah drum , dimana asam phosphate (54%) dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 90°C – 130°C dengan heater. Produk kemudian diumpankan pada granulator dengan suhu 80°C - 90°C dan kemudian didinginkan pada rotary cooler sampai dengan suhu kamar. Produk yang sudah dingin kemudian dihaluskan dan disaring. Produk yang kasar diambil sebagian sebagai produk akhir dan sebagian lagi dihaluskan pada cage mill sebagai produk samping.
2.2 Seleksi Proses
Berdasarkan uraian di atas, maka perbandingan dari macam proses disajikan pada Tabel 2.1 berikut ini:
Tabel 2.1 Perbandingan Proses Pembuatan Triple SuperPosphate (TSP)
Jenis proses
Parameter Alat
utama
Waktu tinggal
Asam (P2O5)
Suhu
operasi Alat khusus Instalasi &
instrumen Pan mixing Pan mixer 3 minggu 51-58% 60 ℃ Curing Pile Rumit
Meyers Mixer 2-3 jam 23-30% 63 ℃ Rotary Kiln Sederhana
TVA Sigma Blade
TVA Sigma
blade
12 minggu 55-56% 80-150
℃ Curing Pile Rumit
Broadfield Cone
reaktor Kontinu 47-54% 80-100
℃ Dryer Sederhana
Bridger Pug mill Kontinu 54-56% 60 ℃ Dryer Sederhana
Kulhman Kulhman Kontinu 45-50% 80-100 Dryer Sederhana
mixer ℃ Dorr-
Oliver
Mixer
series Kontinu 38-39% 80-100
℃ Blunger Sederhana
Chemibau S.I.A.P.E
Mixer
Series Kontinu 27-30% 80-100
℃
Dryer-
Granulator Sederhana TVA
Rotary Drum (Granular)
Rotary
drum Kontinu 54% 80-130
℃
Reaktor
Drum Sederhana
Berdasarkan sembilan proses di atas, maka proses yang terpilih adalah proses pembuatan pupuk Triple SuperPosphate adalah proses granular dikarenakan proses ini memiliki beberapa pertimbangan:
a. Sistem proses continuous (waktu ekonomis);
b. Suhu reaksi relatif rendah (utilitas ekonomis);
c. Peralatan dan instrumen ekonomis (investasi ekonomi);
d. Penambahan granulator mempercepat proses pengeringan dan pembentukan granular dalam suatu tempat; dan
e. Produk yang dihasilkan memenuhi kebutuhan pasar.
2.3 Uraian Proses
Granular Triple SuperPosphate (GTSP) menghasilkan produk yang lebih besar dari partikel yang lebih seragam dengan penyimpanan dan penanganan sifat yang lebih baik. Sebagai bahan baku digunakan batuan fosfat yang direaksikan dengan asam fosfat di 1 atau 2 reaktor seri.
Asam fosfat yang digunakan dalam proses ini 54%. Hasilnya berupa slurry, disalurkan ke dalam granulator. Produk dari granulator kemudian dikeringkan, diayak, dikecilkan ukurannya, lalu ditampung pada tempat penampungan sementara untuk akhirnya dikemas dan siap dikirim.
Berikut adalah Flowsheet dasar dari pembuatan pupuk Triple SuperPhosphate Granular (GTSP):
Batu Fosfat
Asam Fosfat
Granulator Reaktor rotary
Mixer drum
Gambar 2.1 Blog Diagram Proses Produksi Granular Triple SuperPosphate (GTSP) 2.3.1 Persiapan bahan baku
Pertama-tama, bahan baku phosphate rock dengan ukuran 40 mesh ditampung pada stock pile silo phosphate rock T-01 dan diumpankan ke silo S-01 dengan belt conveyor B-01 dan bucket elevator E-01. Batu fosfat yang telah dihancurkan terlebih dahulu tujuannya yaitu untuk mempermudah reaksi dalam reaktor. Demikian juga bahan baku phosphoric acid dengan kadar 54% ditampung pada tangki T-02 untuk kemudian dipanaskan pada heater HE-01 sampai dengan suhu 80 ℃ .
2.3.2 Tahap reaksi
Phosphate rock dari T-01 dan phosphoric acid dari T-02 kemudian dicampur pada ribbon mixer M-01 untuk kemudian direaksikan dalam drum reaktor R-01. Kondisi reaktor dipertahankan pada suhu 90oC dengan steam dari utilitas (Ervan Soesanto, 2011). Reaksi yang terjadi dalam reaktor yaitu:
Reaksi utama Ca3(PO4)2(S) + 4 H3PO4(L) + 3 H2O(L) 3 CaH4(PO4)2.H2O(S) 2.3.3 Tahap pemurnian
Produk reaksi berupa slurry superphosphate diumpankan ke granulator G-01 untuk proses granulasi dengan pengeringan menggunakan udara panas secara berlawanan arah.
Proses pengeringan dan granulasi pada suhu 100oC dengan bantuan udara panas secara counter-current (berlawanan arah). Udara panas dihembuskan oleh blower BL-01 dan dipanaskan pada heater HE-02 dengan proses pengeringan yang seragam (uniform drying), sehingga kadar air dalam produk mencapai 2% - 3%. Udara panas dan padatan terikut kemudian dipisahkan pada cyclone C-01, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah gas, sedangkan padatan terikut diumpankan secara bersamaan dengan produk granulator menuju ke cooling conveyor CC-01 untuk proses pendinginan sampai suhu kamar (32 ℃ ).
2.3.4 Finishing
Screening cooling Dryer
Pengemasan Storage
Produk TSP kemudian diumpankan pada proses penyaringan dengan bucket elevator E-02. Proses penyaringan (screening) dilakukan menggunakan sistem double deck screen (screen ganda) dengan screen 6 mesh SH-01 dan screen 14 mesh SH-02. Ukuran produk TSP komersial adalah – 6 mesh sampai + 14 mesh (lolos screen 6 mesh, tertahan pada screen 14 mesh). Pertama-tama produk TSP diumpankan pada screen 6 mesh SH-24 untuk proses penyaringan ukuran 6 mesh, dimana ukuran yang tidak lolos diumpankan ke hammer mill HM-01 untuk dihaluskan sampai 20 mesh, sedangkan ukuran yang lolos diumpankan ke screen 14 mesh SH-02. Pada screen 14 mesh, ukuran yang lolos secara bersamaan diumpankan dengan produk hammer mill menuju ke ribbon mixer M-01 dengan belt conveyor B-03, sedangkan ukuran yang tidak lolos diumpankan dengan belt conveyor B-02 menuju ke silo TSP sebagai produk akhir.
2.4 Flowsheet proses
Berikut ini adalah flowsheet proses pembuatan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dengan proses Granulasi:
Gambar 2.2 Proses Produksi Pupuk TSP dengan Proses Granulasi
2.5 Spesifikasi Peralatan Utama
Adapun spesifikasi peralatan utama yang digunakan untuk produksi TSP adalah sebagai berikut:
2.5.1 Tangki Penampung Asam Fosfat
Gambar 2.3 Tangki Penampung Asam Fosfat Fungsi : menyimpan bahan baku asam fosfat
Tipe : cylindrical Tank, Flat Bottom and Conical Roof Kondisi Operasi : T= 30 ℃ = 303 K
P = 1 atm = 14,696 psi 2.5.2 Gudang Batuan Fosfat
Gambar 2. 4 Gudang Batuan Fosfat Fungsi : menyimpan bahan baku batuan fosfat Tipe : prisma segi empat beraturan
Kondisi Operasi : T= 30 ℃ = 303 K P = 1 atm = 14,696 psi
Bahan : beton
2.5.3 Mixer ribbon
Gambar 2.5 Mixer ribbon
Fungsi : mencampurkan bahan baku sebelum masuk ke reaktor Jumlah pengaduk : 3 buah (jenis propeller)
Kondisi Operasi : T= 30 ℃ = 303 K P = 1 atm = 14,696 psi
Bahan : carbon Steel
2.5.4 Hopper
Gambar 2 6 Hopper
Fungsi : menampung sementara batu fosfat sebelum dimasukkan ke reaktor Jenis : tangki silinder vertical dengan tutup atas plate dan tutup bawah
conical
Waktu penyimpanan : 2,5 jam 2.5.5 Reaktor Rotary Drum
Gambar 2.7 Reaktor Rotary Drum
Fungsi : mereaksikan bahan baku antara fase gas dan padat Jumlah pengaduk : 3 buah (jenis propeller)
Kondisi Operasi : T= 90 ℃
P = 1 atm = 14,696 psi
Bahan : carbon Steel
2.5.6 Granulator
Gambar 2.8 Granulator Fungsi : membuat butiran granul
Jenis : granulation Drum
Kondisi Operasi : T= 100 ℃
P = 1 atm = 14,696 psi 2.5.7 Cyclone
Gambar 2.9 Cyclone Fungsi : memisahkan udara panas dan padatan Bahan : low carbon steel ceramic lining 2.4.7 Screen Mesh
Gambar 2.10 Screen Mesh Fungsi : menyaring kembali ukuran granul >6 mesh Bahan : stainless stell
2.6 Spesifikasi serta Komposisi Bahan baku dan Produk 2.6.1 Bahan Baku
Bahan baku pembuatan pupuk pupuk Triple SuperPosphate (TSP) ini ialah batuan fosfat (phosphate rock) dan asam fosfat (Phosphoric Acid). Adapun spesifikasi bahan bakunya adalah sebagai berikut:
a. Phosphate Rock (Chemicalland21, Perry 7ed)
Nama Lain : phosphorite, Guano Phosphate
Rumus Molekul : Ca3(PO4)2 (komponen utama)
Rumus Bangun :
Berat Molekul : 320
Warna : putih
Bau : tidak berbau
Bentuk : powder 200 mesh
Specific Gravity : 3,140
Melting Point : 1670°C
Solubility, Water : 0,0025 kg/100 kg H2O
Komposisi : Komponen % Berat
Ca3(PO4)2 75,33%
Fe2O3 8,13%
Al2O3 6,72%
SiO2 2,94%
MgO 3,80%
TiO2 0,98%
H2O 2,10%
Total 100,00%
b. Phosphoric Acid (Chemicalland21, Perry 7ed)
Nama Lain : Hydrogen Phosphate
Rumus Molekul : H3PO4 (komponen utama)
Rumus Bangun :
Berat Molekul : 98
Warna : Tidak berwarna
Bau : Berbau asam (pedas)
Bentuk : Larutan 54%
Specific Gravity : 1,834
Melting Point : 42,35°C
Boiling Point : 213°C
Solubility, Water : 2340 kg/100 kg H2O
Komposisi : Komponen % Berat
H3PO4 75,00%
H2O 25,00%
Total 100,00%
2.6.2 Produk
Adapun produk dari pembuatan pupuk Triple Superfosfat (TSP) ini ialah Triple SuperPhosphate (Chemicalland21, Perry 7ed). Adapun spesifikasi produknya adalah sebagai berikut:
Nama Lain : Calcium Phosphate Mono-Basic
Rumus Molekul : CaH4(PO4)2.H2O (Utama)
Rumus Bangun :
Berat Molekul : 252
Warna : Putih
Bau : Tidak berbau
Bentuk : Granular
Specific Gravity : 2,220
Melting Point : 200°C
Boiling Point : 200°C terdekomposisi Kadar produk komersial : Minimum 16%
Kemasan : Karung
BAB III
FUNGSI DAN PENERAPAN
3.1 Fungsi dan Aplikasi Pupuk Triple SuperPhosphate (TSP)
Untuk pemupukan tanah, fosfat dapat langsung digunakan setelah terlebih dahulu dihaluskan (sebagai pupuk alam). Akan tetapi untuk tanaman pangan seperti padi, jagung, kedelai, dan lain-lain, pupuk alam ini tidak cocok, karena daya larut air sangat kecil sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan. Untuk itu sebagai pupuk tanaman pangan, fosfat perlu diolah menjadi pupuk Triple SuperPhosphate (TSP). Variable yang sangat menentukan bagi fosfat sebagai pupuk alam adalah nilai kelarutannya terutama kelarutan dalam asam sitrat, kelautan pada asam tersebut menunjukkan seberapa besar fosfat dapat diserap oleh akar tanaman.
Pupuk fosfor (P) banyak digunakan pada abad ke-20 dan umum digunakan di Amerika Serikat hingga pertengahan 1970-an. Namun popularitasnya menurun ketika ammonium fosfat diproduksi dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Selain itu biaya produksi pupuk Triple SuperPosphate (TSP) lebih tinggi dibanding ammonium fosfat. Meskipun demikian Triple SuperPosphate (TSP) masih bisa digunakan karena Triple SuperPosphate (TSP) lebih diinginkan untuk pemupukan tanaman polongan seperti kedelai, dimana tidak ada penambahan pupuk N(Mike MCLaughlin, 2022).
Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) memiliki beberapa keuntungan agronomis yang membuatnya sedemikian populer sebagai pupuk sumber fosfat selama beberapa waktu. Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) memiliki kandungan fosfat tertinggi diantara pupuk kering yang tidak mengandung Nitrogen (N). Keuntungan lainnya adalah bahwa hampir 90% kandungan fosfatnya bersifat mudah larut dalam air, sehingga dapat dengan cepat diserap oleh tanaman.
Begitu ditebar di tanah yang lembab, segera bentuk butirannya akan meluruh, kemudian campuran tanah dan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) ini akan menjadi bersifat asam.
Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) juga mengandung 15% Kalsium (Ca), yang menyediakan unsur hara tambahan bagi tanaman.
Gambar 3. 1 Pupuk Triple SuperPhosphate
Fungsi pupuk Triple SuperPosphate (TSP) adalah pupuk yang membantu proses produksi dan pertumbuhan tanaman karena pupuk ini banyak mengandung zat fosfor. Selain itu, terdapat beberapa keuntungan dari penggunaan pupuk TSP antara lain:
a. Memberikan sumber fosfor untuk tanaman Fosfor merupakan salah satu unsur hara penting bagi pertumbuhan tanaman. Pupuk TSP mengandung fosfor dalam bentuk yang mudah diserap oleh tanaman sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman;
b. Meningkatkan produksi bunga dan buah Pemberian pupuk triple superphosphate (TSP) pada tanaman dapat meningkatkan produksi bunga dan buah karena fosfor berperan dalam pembentukan bunga dan buah pada tanaman; dan
c. Meningkatkan daya tahan tanaman terhadap penyakit dan kondisi lingkungan yang kurang baik Pemberian pupuk triple superphosphate (TSP) dapat membantu tanaman meningkatkan daya tahan terhadap penyakit dan kondisi lingkungan yang kurang baik seperti kekeringan atau kelembaban berlebih.
Aplikasi pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dapat dilakukan pada berbagai jenis tanaman, terutama pada tanaman pangan seperti padi, jagung, kedelai, kacang tanah, dan lain-lain.
Pupuk triple superphosphate (TSP) dapat diterapkan pada lahan sawah, lahan kering, dan lahan perkebunan.
3.2 Pemakaian dan Dosis Pupuk TSP pada Tanaman
Pemakaian pupuk Triple SuperPosphate (TSP) pada tanaman dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain:
a. Penyemprotan langsung ke daun tanaman (foliar)
b. Penyemprotan pada tanah di sekitar tanaman (broadcasting) c. Penempatan pupuk pada lubang tanam (spot application)
d. Penyemprotan pada daun dan tanah secara bersamaan (dual application)
Dosis penggunaan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) pada tanaman dapat bervariasi tergantung pada jenis tanaman, umur tanaman, dan kondisi tanah. Pada umumnya, dosis penggunaan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dihitung berdasarkan kebutuhan fosfor yang dibutuhkan oleh tanaman dan ketersediaan fosfor di dalam tanah. Setelah diaplikasikan, granula pupuk Triple SuperPosphate (TSP) menyerap air tanah dan larut yang menyebabkan pelepasan ion fosfat ke dalam larutan tanah. Pelarutan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) akan sangat berkurang jika diaplikasikan bersama dengan kapur atau pada tanah yang berkapur. Berikut adalah dosis penggunaan pupuk triple superphosphate (TSP) pada beberapa jenis tanaman umum:
a. Padi
Padi sawah: sekitar 100-150 kg/ha Padi gogo: sekitar 75-100 kg/ha b. Jagung
Jagung hibrida: sekitar 100-150 kg/ha Jagung manis: sekitar 75-100 kg/ha c. Kacang tanah: sekitar 50-75 kg/ha d. Kedelai: sekitar 75-100 kg/ha
Dosis penggunaan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) pada tanaman dapat disesuaikan dengan kondisi tanah dan tanaman yang berbeda-beda. Selain itu, dosis pupuk Triple SuperPosphate (TSP) juga dapat dikombinasikan dengan jenis pupuk lain seperti pupuk urea, pupuk NPK, atau pupuk kandang untuk meningkatkan produktivitas tanaman. Namun, perlu diingat bahwa penggunaan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) secara berlebihan dapat memberikan efek negatif bagi tanaman dan lingkungan. Oleh karena itu, dosis penggunaan pupuk Triple SuperPosphate (TSP) harus disesuaikan dengan kebutuhan tanaman dan tanah serta dilakukan secara bijak dan tepat.
BAB IV KESIMPULAN
Fosfat adalah unsur hara yang sangat dibutuhkan oleh semua jenis tanaman untuk memacu perkembangan akar, batang, bunga, dan buah menjadi lebih cepat. Pupuk Triple SuperPosphate (TSP) adalah jenis pupuk anorganik multi-komponen. Triple SuperPosphate (TSP) memiliki unsur fosfor yang cukup tinggi ±50%. Unsur fosfor (P) berperan penting dalam perkembangan tanaman, karena fosfor termasuk unsur hara makro esensial. Triple SuperPosphate (TSP) juga mengandung 15% kalsium (Ca) untuk memberikan nutrisi tanaman tambahan. Hingga saat ini di Indonesia masih mengimpor pupuk Triple SuperPosphate (TSP) dari luar negeri. Pembuatan pupuk TSP dilakukan dengan mereaksikan batuan fosfat dan asam fosfat dalam reactor rotary drum. Reaksi berlangsung pada suhu 90 C⁰ dan tekanan 1 atm. Hasilnya berupa slurry kemudian disalurkan ke dalam granulator. Produk dari granulator yang berupa granul kemudian dikeringkan dan di screening. Setelah didinginkan, ditampung di tempat penampungan sementara, dikemas dan siap untuk dikirim.
Pemasaran pupuk Triple SuperPosphate (TSP) diutamakan untuk konsumsi dalam negeri dengan bentuk perusahaan berupa PT (Perseroan Terbatas).
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
Amalia, N. N., & Haryanto, A. (2020). Analisis Pemasaran Pupuk TSP di Kabupaten Boyolali. Jurnal Agribisnis Terpadu, 10(3), 169-181.
Andriani, D., Suryatmana, P., & Hardjoamidjojo, S. (2019). Pengaruh Dosis Pupuk TSP terhadap Pertumbuhan Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L.). Agrovigor: Jurnal Agroekoteknologi, 12(1), 47-54.
Arifin, M. Z., & Hidayat, W. (2021). Evaluasi Kebijakan Pupuk dan Dampaknya pada Pemasaran dan Efisiensi Produksi Tanaman Pangan di Indonesia. Jurnal Agribisnis Indonesia, 9(1), 13-24.
Baehaqi, A. (2021, Januari 20). Bangun 4 Sumur Bor, Kementerian ESDM Atasi Sulitnya Air di Daratan Madura. Retrieved from Kementrian Energi Dan Sumber Daya Mineral:
https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/bangun-4-sumur-bor- kementerian-esdm-atasi-sulitnya-air-di-daratan-madura.
Chen, L., Zhang, Y., & Liu, S. (2020). Global phosphate rock resources and their distribution characteristics. Resources, Conservation and Recycling, 161, 104947.
Ervan Soesanto. (2011). Pabrik Pupuk Triple Superphosphate dengan Proses Granulasi Pra Rencana Pabrik.
Evaluation of triple superphosphate (TSP) fertilizers produced from different phosphate rock sources" oleh Al-Fattah dan Al-Malack di Journal of Plant Nutrition (2019).
Faza Nabeel. (2013). Analisa Sebaran Fosfat dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner-Schlumberger : Studi Kasus Saronggi, Madura.
Handayani, S., Wahyudi, T., Suratman, D., Mineral, P. T., Jalan, B., & Sudirman, J. (2009).
Studi Bioleaching Batuan Fosfat Menggunakan Jamur Aspergillus Niger. In Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara (Vol. 5).
Huang, Q., Zhang, Y., Chen, L., & Liu, S. (2020). Global sulfuric acid production and distribution: A comprehensive review. Journal of Cleaner Production, 278, 123972.
Kristanti, R. A., Haryanto, A., & Ambarwati, D. (2020). Pengaruh Kualitas Produk, Harga, dan Promosi Terhadap Keputusan Pembelian Pupuk TSP di Desa Kemiri. Jurnal Manajemen Bisnis dan Kewirausahaan, 11(1), 53-64.
Lahuddin. (2008). Aspek Unsur Mikro dalam Kesuburan Tanah.
Mastuti, R. (2016). Modul 2-1 - Nutrisi Mineral Tumbuhan.
http://www.slideshare.net/AbeerElhakem/mineral-nutrition-40705306
Mike MCLaughlin. (2022). Solubility, Dissolution and Reaction With Soil.
www.adelaide.edu.au/fertiliser
Mulyani, A., Suwarno, W., & Soekarno, S. (2018). Pengaruh Dosis Pupuk TSP dan Urea terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai (Glycine max L. Merr) di Lahan Sawah.
Jurnal Produksi Tanaman, 6(8), 1673-1679
Niswati, A., & Pramono, E. (2019). Pengaruh Pemberian Pupuk TSP terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Cabai (Capsicum annuum L.). Jurnal Agronomi Indonesia, 47(3), 261-266.
Putra, S. W., Sari, A. R., & Cahyono, E. (2021). Analisis Ketersediaan Asam Sulfat Sebagai Bahan Baku Pupuk TSP di Indonesia. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 13(2), 513-522.
Sari, N. N., Muflihah, N., & Yulianti, R. (2019). Pengaruh Pemberian Pupuk TSP terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung (Zea mays L.) Varietas Lokal. Jurnal Agroteknologi Tropika, 7(2), 1-8.
Sulistyani, E., Ratnawati, L., & Nugroho, G. A. (2021). Analisis Kebutuhan Batuan Fosfat Sebagai Bahan Baku Pupuk TSP di Indonesia. Jurnal Agroekoteknologi Tropika, 10(2), 189-197.
