Berwarna putih, berbentuk kristal dan tidak berbau Melting point
: 101,5
o
C Densitas
: 1,653 grcm
3
∆Hf 18
O
C : -1422 kJmol
Berat molekul : 126 grmol
pH : 1 10 gl H
2
O, 20
o
C Tidak berbau
Hidroskopis
2.1.2 Kegunaan Asam Oksalat
Asam oksalat merupakan salah satu bahan baku yang dibutuhkan pada industri sebagai berikut :
Sebagai bahan pelapis yang melindungi logam dari kerak.
Sebagai bahan peledak Sebagai bahan pembuatan zat warna
Sebagai bahan analisa laboratorium Sebagai bahan dalam industri lilin
Sebagai bahan kimia dalam fotografi.
2.2 Tanaman Alang-alang
Alang-alang atau Imperata Cylindrica adalah tanaman liar dan merupakan tanaman pengganggu pertanian yang merisaukan karena sifatnya yang mudah dan
cepat berkembang biak, di berbagai tempat terlebih di tempat yang tanahnya subur dapat mencapai ketinggian 1,0
– 2,0 meter.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Alang alang Klasifikasi tanaman alang-alang adalah sebagai berikut :
Kerajaan : Plantae
Divisi : Liliopsida
Kelas : Poales
Famili : Poaceae
Genus : Imperata
Species : Imperata Cylindrica
Di beberapa daerah di Indonesia alang-alang dikenal dengan nama ilalang. Alang-alang merupakan tumbuhan menahun dan tumbuh liar di lahan terbuka atau
sedikit terlindung, seperti ladang atau perkebunan. Alang-alang banyak terdapat di pulau Jawa dengan ketinggian tempat tumbuh dari 0-2700 mdpl Djauhariya
dan Hernani, 2009. Alang-alang dapat mempengaruhi tanaman kultivasi lain karena kebutuhan natrium yang relatif tinggi. Alang-alang dapat menurunkan pH
tanah. Besarnya penurunan pH dan hambatan terhadap proses nitritifikasi menunjukkan korelasi positif dengan pertumbuhan alang-alang Santoso, 1990.
2.3 Sifat-sifat Bahan Utama 2.3.1 Sifat Bahan Utama
A. Alang-alang
Komposisi Alang-alang : Abu
: 5,42 Silika
: 3,6 Lignin
: 18,12
Universitas Sumatera Utara
Pentosan : 28,58
Alfa Selulosa : 44,28
B. CaOH
2
Kalsium Hidrosida
Dalam proses bereaksi dengan selulosa membentuk calcium oksalat. Sifat Fisika :
Putih berbentuk kristal Berat molekul
: 74,1 grmol Spesifik Gravity
: 2.130 pada 70
o
F21,1
o
C Density
: 2.126 grcm
3
Sifat Kimia : Higroskopis
Kelarutan : Air dingin 10
o
C 17,6 grl
C. Asam Sulfat H
2
SO
4
Bereaksi dengan kalsium oksalat membentuk asam oksalat C
2
H
2
O
4
.2H
2
O Sifat Fisika
Berupa cairan kental tidak berwarnajernih Berat Molekul
: 98,08 gmol Spesifik Gravity
: 1,839 pada 14,5
o
C Melting Point
: 10,49
o
C Titik didih
: 270 C
Sifat Kimia Korosif
Termasuk asam kuat Dapat bereaksi dengan berbagai macam campuran organik untuk
produksi yang berguna Dapat melarutkan logam
Merupakan pengoksidasi kuat Bersifat higroskopis
Universitas Sumatera Utara
D. CaSO
4.
H
2
O
Merupakan limbah hasil reaksi pembentukan asam oksalat pada reaktor asam oksalat.
Sifat Fisika Berat Molekul
: 171,1798 gmol Spesifik Gravity
: 2,32 Kelarutan
: 0,92 pada 100 g H
2
O 15
o
C Sifat Kimia
Keras, berupa serbuk putih pada waktu kering, berbentuk paste putih ketika tercampur air.
E. CaC
2
O
4
Kalsium oksalat
Merupakan hasil reaksi intermediet dari keseluruhan proses untuk mengikat C
2
O
4 2-
dari reaksi pembentukan kalsium oksalat pada reaktor kalsium oksalat, setelah C
5
H
10
O
5
direaksikan dengan CaOH
2
Sifat Fisika Berat Molekul
: 176,18 Spesifik Gravity
: 1,55 pada 20
o
C Kelarutan
: 5 pada 5
o
C : 45,5 pada 80
o
C Boiling Point
: 1200 30
Sifat Kimia Larut Dalam air
2.4 Pembuatan Asam Oksalat
Asam Oksalat dapat disintesis dengan beberapa metode yaitu :
1. Oksidasi Karbohidrat
Cara ini ditemukan oleh “Scheele” pada tahun 1776. Asam oksalat diproduksi dengan mengoksidasi karbohidrat seperti glukosa, sukrosa,
starch , dextrin dan selulosa dengan menggunakan asam nitrat. Biasanya
Universitas Sumatera Utara
untuk proses ini bahan yang digunakan adalah bahan yang banyak mengandung karbohidat, misalnya tepung. Dimana tepung yang digunakan
biasanya adalah tepung jagung, tepung gandum, tepung ubi jalar atau tepung yang lainnya dan bisa juga menggunakan gula atau mollases. Ketika
digunakan bahan baku seperti selulosa maka harus dihidrolisa terlebih dahulu dengan asam sulfat, sehingga menjadi monosakarida. Glukosa ini
kemudian dioksidasi dengan asam nitrat pada temperatur 63-85
o
C dengan katalis vanadium pentoksida Kirk Othmer, 2007.
Reaksi :
5C
6
H
12
O
6
+ 30HNO
3
15C
2
H
2
O
4
+ 3NO + 9N
2
O + 9NO
2
+ 30H
2
O
Glukosa Asam Nitrat As.Oksalat N.oksida Nitro oksida Nitrit Air
Produksi asam oksalat dengan oksidasi karbohidrat masih dapat dikembangkan karena banyaknya bahan baku seperti limbah pertanian Kirk-
Othmer, 2007. Dalam pembuatan asam oksalat dengan proses ini bahan dasarnya
mengandung 60 larutan glukosa. Temperatur pada proses ini perlu
dikontrol dan dijaga. Untuk menghindari terjadinya oksidasi asam oksalat menjadi karbondioksida, maka ditanggulangi dengan penambahan asam sulfat.
Kemurnian produk akhir adalah 99 dengan konversi asam oksalat pada proses ini adalah 63
– 65 . Prosesnya dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu Kirk Othmer, 2007.
V
2
O
5
Universitas Sumatera Utara
Proses Hidrolisa
Proses Oksidasi Glukosa
Proses Absorber
Proses Penkristalan
Asam Oksalat Proses Pemisahan
Mother Liquor dari asam oksalat
Proses Evaporasi
Proses Pelarutan kembali kristal Asam
Oksalat Proses Pemisahan
Mother liquor yang terikut dari kristal asam
oksalat Proses
Penkristalan kembali asam
oksalat Proses
Pengeringa asam Oksalat
Air H
2
SO
4
starch Glukosa
NO
2
H
2
O CO
2
CO CO
2
CO
Fe
2
SO4
3
Asam Nitrat
Asam Oksalat mother liquor
Recycle mother liquor
Kristal asam oksalat Mother
Liquor Asam Oksalat
mother liquor
Produk asam oksalat 99
Gambar 2.3. Proses Oksidasi Glukosa dengan Asam Nitrat
2. Proses Etilen Glikol
Dalam proses ini etilen glikol dioksidasi dalam campuran 30-40 asam sulfat dan asam nitrat 20-25 dengan 0,001-0,1 vanadium
pentoksida pada suhu 50-70
o
C untuk menghasilkan asam oksalat lebih dari 93 Kirk Othmer, 2007.
Proses ini telah dikembangkan di Jepang oleh Mitsubishi Gas Chemical yang memproduksi 12.000 Tontahun asam oksalat. Etilen Glikol
teroksidasi dengan konsentrasi 60 asam nitrat pada 0,3 MPa 43,5 psi, 80
o
C dengan oksigen. Inisiator seperti NaNO
2
dapat membantu menghasilkan oksida nitrogen dan promotor seperti senyawa vanadium atau
asam sulfat yang digunakan untuk mempercepat reaksi oksidasi. Yield asam oksalat yang dihasilkan adalah 90 Kirk Othmer, 2007.
Universitas Sumatera Utara
Reaksi berlangsung sesuai persamaan reaksi berikut CH
2
OH
2
+ 4NO
2
COOH
2
+ 4NO + 2H
2
O
Etilen Glikol Nitrit As.Oksalat N.Oksida Air
4NO + 2O
2
4NO
N.oksida Oksigen N.oksida
Keseluruhan: CH
2
OH
2
+ 2O
2
COOH
2
+ 2H
2
O
E.Glikol Oksigen As.Oksalat Air
Proses Evaporasi
Proses Pemisahan mother liquor dari Asam
Oksalat Proses
Penkristalan Asam
Oksalat Proses Oksidasi Etilen
Glikol Proses
Absorber
Proses Pelarutan kembali kristal Asam
Oksalat Proses Pemisahan
Mother liquor yang terikut dari kristal Asam
Oksalat Proses
Penkristalan kembali asam
oksalat Proses
pengeringan Asam oksalat
Asam nitrat H
2
O
Fe
2
SO
4 2
NO
2
Asam Oksalat
mother liquor Ethylene Glikol
Recycle mother liquor
Kristal Asam Oksalat
Mother Liquor
Kristal As. Oksalat
Produk Asam Oksalat 99
Gambar 2.4. Proses Oksidasi Etilen Glikol dengan Asam Nitrat
Universitas Sumatera Utara
3. Proses Propilen
Pembuatan asam oksalat dengan oksidasi propylene, menggunakan gas bersih dari stok umpan pada operasi cracking minyak bumi. Pada proses
propilen, propilen dioksidasi oleh asam nitrat melalui 2 tahap: Tahap pertama propilen direaksikan dengan NO
2
cair untuk menghasilkan produk antara berupa asam α-nitrotolactid yang selanjutnya dioksidasi pada
temperatur tinggi untuk menghasilkan asam oksalat Kirk Othmer, 2007. Rhone-Poulenc Prancis mengembangkan sebuah versi modifikasi dari
proses pembuatan asam oksalat atau asam laktat, atau keduanya dari propilen. Pada tahun 1978, 65.000 tontahun asam oksalat diproduksi di
seluruh dunia dengan proses ini, Pada 1990-an proses ini dioperasikan hanya oleh Rhone-Poulenc Kirk Othmer, 2007.
Reaksi oksidasi Rhone-Poulenc seperti persamaan reaksi berikut:
CH
3
CH=CH
2
+ 3HNO
3
CH
3
CHCOOH + 2NO + 2H
2
O
CH
3
CHCOOH + 52 O
2
COOH
2
+ CO
2
+ HNO
3
+ H
2
O
Pada langkah pertama, propylene dicampurkan pada 10-40
o
C dengan asam nitrat, konsentrasi dijaga pada 50-75 w dan perbandingan rasio
molar untuk propilena 0,01- 0,5 hingga terkonversi menjadi asam α-
nitratolactic dan asam laktat. Pada tahap kedua asam α-nitratolactic teroksidasi oleh oksigen dengan adanya katalis pada 45-100
o
C untuk menghasilkan asam oksalat dihidrat. Secara keseluruhan dengan konsentrasi
ONO
2
Propilen As.Nitrat
α-nitrolactid N.oksida
ONO
2
α-nitrolactid Oksigen As.Oksalat K.Dioksida N.oksida Air
Universitas Sumatera Utara
propylene lebih besar dari 90 untuk menghasilkan konversi propylene 77,5 Kirk Othmer, 2007.
Proses Kondensasi
Proses oksidasi kedua
Proses Oksidasi
Pertama
Proses Kristalisasa
Proses Penyaringan H
2
SO
4
dari asam oksalat
Proses Pengeringan
Asam Sulfat
Asam Oksalat Air
Asam Oksalat Alfa Nitrolactic
Acid Propylene 100
Liquid NO
2
Gambar 2.5. Proses Oksidasi Propilen Glikol
4. Proses Dialkil Oksalat
Asam oksalat dihasilkan dengan hidrolisis diester asam oksalat dengan gas CO dengan produk samping alkohol. Pada tahun 1978 UBE Industries
Jepang mengkomersialisasikan proses dua-langkah ini Kirk Othmer, 2007.
Sintesis pertama yang dilaporkan dengan menggunakan contoh PdCl
2
- CuCl
2
dalam system redoks dengan persamaan reaksi berikut :
2CO + 2 ROH + PdCl
2
COOR
2
+ 2HCl + Pd
Karbon D Alkohol Pd.Klorida Dialkil Oksalat As.Klorida Paladium
Pd + 2CuCl
2
PdCl
2
+ Cu
2
Cl
2
Paladium Cu,Klorida Pd.Kloridda CuII klorida
Universitas Sumatera Utara
Cu
2
Cl
2
+ 2HCl + ½ O2 2 Cu
2
Cl
2
+ H
2
O
CuII klorida As.Klorida Oksigen CuII klorida Air
Overall 2CO + 2ROH + ½ O2 COOR
2
+H2O
Karbon D Alkohol Oksigen Dialkil Oksalat Air
COOR
2
+ H2O COOH
2
+ 2ROH
Dialkil Oksalat Air As.Oksalat Alkohol
5. Proses Peleburan Alkali
Pembuatan asam oksalat dengan proses peleburan alkali menggunakan
bahan baku yang mengandung selulosa tinggi seperti serbuk gergaji, sekam,
tongkol jagung, dan lain-lain. Bahan ini dilebur dengan calcium hidroksida pada suhu 240
– 285ºC. Produk ini kemudian direaksikan dengan asam sulfat untuk membentuk asam
oksalat. Reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
C
6
H
10
O
5
n + 3n CaOH
2
+ 6,5n O
2
Selulosa Ca.Hidroksida Oksigen
CaC
2
O
4
+ nCaCH
3
COO
2
+ nHCOOCa+9H
2
O+4CO
2
Ca.Oksalat Ca.Asetat Ca. Formiat Air K dioksida
CaC
2
O
4
+ H
2
SO
4
COOH
2
+ CaSO
4
Ca.Oksalat Asam Sulfat As.Oksalat Ca.Sulfat
Konversi yang diperoleh dari proses ini kurang dari 45 dengan kemurnian produk sebesar 60 Isti Azra, dkk., 2011.
Bahan Baku Proses Pemasakan
dengan NaOH Proses
Pendinginan Proses Penyaringan
Proses Pengkristalan
Kristal Asam Oksalat
CaCl
2
H2SO
4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Proses Peleburan Alkali
6.
Fermentasi Glukosa
Asam oksalat dapat dihasilkan dengan menggunakan proses fermentasi gula dengan menggunakan jamur seperti Aspergillum atau Penicillium
sebagai pengurainya. Produk yang diperoleh kemudian disaring, diasamkan dan dihilangkan warnanya. Setelah itu, produk dinaikkan konsentrasinya
dengan evaporator dan hasilnya dikristalkan. Kemudian dilakukan pengeringan untuk memisahkan produk dengan airnya. Hasil dari asam oksalat
tergantung dari nutrient nitrogen yang ditambahkan.
Persiapan fermentasi
Proses fermentasi
Proses pengendapan
hasil fermentasi
Proses pengambilan
asam oksalat dari asam
sitrat Proses
pembentukan asam oksalat
Proses pengeringan
asam oksalat Proses pemisahan
gypsum dari asam oksalat
Proses Pemekatan
Asam Oksalat Mollases
nutrient Air
Air
CaOH
2
Endapan
Ca Oksalat H
2
SO
4
Air
Produk asam oksalt 99
CaSO
4
Asam Oksalt
gypsum
Gambar 2.7. Proses Fermentasi Glukosa
7. Metode Baru
Banyak upaya telah dilakukan untuk mensintesis asam oksalat dengan reduksi elektrokimia karbon dioksida baik dengan elektrolit cair maupun tidak
cair, misalnya, asam oksalat dibuat dari CO
2
sebagai garam Zn yang dalam sel terbagi atas Zn anoda dan katoda stainless steel di asetonitril yang
Universitas Sumatera Utara
mengandung C
4
H
9 4
NClO
4
dengan efesiensi lebih besar dari 90 Kirk Othmer, 2007.
Tabel 2.1 Perbedaan Keuntungan dan Kerugian pada Berbagai Proses Sintesa Asam Oksalat
Metode Keuntungan
Kerugian
1. Oksidasi
Karbohidrat Dihasilkan asam oksalat
dalam jumlah besar yield 63-65 .
Bahan bakunya mahal seperti tepung tapioka,
tepung jagung dan lain- lain.
Diperlukan katalis tertentu yaitu
V
2
O
5
Fe
3+
. 2.
Etilen Glikol Dihasilkan asam oksalat
dalam jumlah besar yield 90 .
Menggunakan bahan baku yang mahal, yaitu
etilen glikol.
3. Proses Propilen
Dihasilkan asam oksalat dalam jumlah besar yield
75 .
Menggunakan proses yang cukup sulit.
4. Proses Dialkil
Oksalat Menggunakan proses
yang kompleks. 5.
Proses Peleburan
Alkali Bahan yang digunakan
tersedia dalam jumlah yang cukup banyak,
seperti sabut kelapa, serbuk gergaji, sekam
padi, dll.
Asam oksalat yang dihasilkan tidak terlalu
besar yield 45 .
Universitas Sumatera Utara
Proses yang digunakan cukup sederhana yaitu
hanya dengan penambahan CaOH
2
dan H
2
SO
4
.
6. Fermentasi
Glukosa Bahan utama yang
berasal dari karbohidrat mudah didapat.
Prosesnya yang cukup panjang yaitu gula
difermentasikan terlebih dahulu dengan
menggunakan jamur aspergillus atau
penicillium.
7. Metode Baru
Efisiensi proses yang
sangat tinggi 90.
Prosesnya memerlukan biaya yang cukup
mahal dan diperlukan penelitian lebih lanjut.
2.5 Deskripsi Proses
Berdasarkan metode proses pembuatan asam oksalat, dipilih salah satu yaitu proses peleburan alkali. Dengan alasan bahan yang digunakan tersedia
dalam jumlah yang cukup banyak, seperti sabut kelapa, serbuk gergaji, sekam padi, disamping itu proses yang digunakan cukup sederhana yaitu hanya dengan
penambahan CaOH
2
, dan H
2
SO
4 .
Dalam pembuatan asam oksalat dihidrat dengan proses peleburan alkali ini, terdiri dari beberapa tahap yaitu :
1. Proses Pembentukan Natrium Oksalat Peleburan Alkali
Alang-alang yang mengandung selulosa tinggi dan larutan CaOH
2
dengan konsentrasi 50 dengan perbandingan 1:1,5
dialirkan ke dalam reaktor dimana operasi berlangsung pada suhu 98
o
C. Didalam reaktor terjadi reaksi antara alang- alang dan larutan CaOH
2
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
C
6
H
10
O
5
n + 3n CaOH
2
+ 6,5n O
2
Selulosa Ca.Hidroksida Oksigen
CaC
2
O
4
+ nCaCH
3
COO
2
+ nHCOOCa+9H
2
O+4CO
2
Ca.Oksalat Ca.Asetat Ca. Formiat Air K dioksida
2. Proses Pemisahan I
Sebelum masuk pada proses pemisahan, bahan yang keluar dari reaktor terlebih didinginkan. Pada proses pemisahan ini bertujuan untuk memisahkan
filtrat yang mengandung kalsium oksalat.
3. Proses Pengasaman
Setelah hasilnya masuk pada tahap pengasaman dengan menggunakan asam sulfat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
CaC
2
O
4
+ H
2
SO
4
C
2
H
2
O
4
+ CaSO
4
Ca.Oksalat Asam Sulfat As.Oksalat Ca.Sulfat
4. Proses Pemisahan II
Asam oksalat dan kalsium sulfat dipisahkan hingga memperoleh asam oksalat sebagai filtat.
5. Proses Evaporasi I
Pada proses evaporasi ini filtrat yang berupa asam oksalat dipekatkan kemudian dialirkan menuju tahap kristalizer.
6. Proses Kristalizer
Asam oksalat dari evaporator dialirkan menuju kristalizer untuk didinginkan sampai 30
o
C hingga terbentuknya kristal dihidrat. Kemudian asam oksalat dialirkan menuju proses pemisahan.
7. Proses Pemisahan III
Pada tahap ini bertujuan memisahkan kristal dari mother liquornya yang berupa asam oksalat yang tidak mengkristal, H
2
O dan impurities
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroperasi dengan kapasitas produksi 2.500 tontahun. Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran
A maka didapat hasil perhitungan neraca massa pada tabel 3.1 – 3.2 di bawah ini :
Satuan dalam kgjam
1. Gudang Penyimpanan Alang-Alang
Komponen Masuk
Keluar F
F
1
Alang-alang 1.987,006
1.987,006
2. Rotary Cutter Knife
Komponen Masuk
Keluar F
1
F
2
Alang-alang 1.987,0069
1.987,006
3. Tangki Penyimpan Alang-alang
Komponen Masuk
Keluar F
2
F
3
Alang-alang 1.987,0069
1.987,006
Universitas Sumatera Utara
4. Reaktor Kalsium Oksalat
Komponen Masuk
Keluar F
4
F
5
F
6
F
7
Selulosa 879,846
- -
- Abu
107,696 -
- -
Silika 71,532
- -
- Lignin
360,045 -
- -
Pentosan 567,886
- -
- CaOH
2
- 1490,254
- 887,397
O
2
- -
564,839 -
CaC
2
O
4
- -
- 347,594
H
2
O -
1490,254 -
1930,177 CaCH
3
COO
2
- -
- 429,061
CaHCOO
2
- -
- 353,025
CO
2
- -
- 477,941
Humus -
- -
1107,159
Total
1987,006 2980,508
564,839 5532,353
5532,353 5532,353
5. Tangki Pendingin
Komponen Masuk kg
keluar kg F
9
F
10
CaOH
2
887,397 887,397
CaC
2
O
4
347,594 347,594
H
2
O 1930,177
1930,177 CaCH
3
COO
2
429,061 429,061
CaHCOO
2
353,025 353,025
CO
2
477,941 477,941
Humus 1107,159
1107,159
Total 5532,353
5532,353
Universitas Sumatera Utara
6. Vibrating Screen
7. Rotary Vacuum Filter
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
14
F
15
F
16
F
17
CaOH
2
882,419 -
0,85208 881,567
CaC
2
O
4
345,644 -
345,644 -
H
2
O 1919,349
86,411 1,853
2003,907 CaCH
3
COO
2
427,111 -
0,412 426,698
CaHCOO
2
350,618 -
0,339 350,279
Total
3925,140 86,411
349,100 3662,451
4011,551 4011,551
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
11
F
12
F
13
CaOH
2
887,397 882,419
4,978 CaC
2
O
4
347,594 345,644
1,950 H
2
O 1930,177
1919,349 10,828
CaCH
3
COO
2
429,061 427,111
1,950 CaHCOO
2
353,025 350,618
2,407 Humus
1107,159 -
1107,159
Total
5054,412 3925,140
1129,272 5054,412
5054,412
Universitas Sumatera Utara
8. Reaktor Asam Oksalat
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
17
F
18
F
19
CaOH
2
0,852 -
- CaC
2
O
4
345,644 -
- CaCH
3
COO
2
0,412 -
- CaHCOO
2
0,339 -
- H
2
O 1,853
1630,242 1632,510
C
2
H
2
O
4
- -
243,031 CH
3
COOH -
- 0,313
HCOOH -
- 0,240
H
2
SO
4
- 319,527
53,255 CaSO
4
- -
369,521
Total
349,100 1949,769
2298,869 2298,869
9. Filter Press
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
20
F
21
F
22
H
2
O 1632,510
1629,383 3,127
C
2
H
2
O
4
243,031 242,565
0,465 CH
3
COOH 0,313
0,313 0,001
HCOOH 0,240
0,239 0,000
H
2
SO
4
53,255 53,153
0,102 CaSO
4
369,521 -
369,521
Total 2.298,869
373,217 1925,653
2.298,869
Universitas Sumatera Utara
10. Evaporator
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
24
F
25
F
26
H
2
O 1629,383
1386,000 243,384
C
2
H
2
O
4
242,565 -
242,565 CH
3
COOH 0,313
- 0,313
HCOOH 0,239
- 0,239
H
2
SO
4
53,153 -
53,153
Total 1.925,653
1386,000 539,653
1.925,653 11.
Kristalizer Komponen
Masuk kg Keluar kg
F
27
Kristal F
28
Larutan F
28
H
2
O 243,384
- 154,242
C
2
H
2
O
4
242,565 -
19,712 Impurities
53,704 0,537
53,167 C
2
H
2
O
4
.
2
H2O -
311,994 -
Total
539,653 312,531
227,122 539,653
539,653 12.
Centrifuge
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
28
F
29
kristal F
30
larutan Kristal Larutan Kristal Larutan Kristal Larutan
H
2
O -
154,242 -
4,245 -
149,997 C
2
H
2
O
4
- 19,712
- 0,542
- 19,170
Impurities 0,537
53,167 0,532
1,463 0,005
51,704 C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 311,994 -
308,874
- 3,120
-
Universitas Sumatera Utara
Total
312,531
227,122 309,406
6,251 3,125
220,871
539,653 539,653
13. Ball Mill
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
31
F
33
F
32
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 309,406
3,125 312,531
H
2
O 4,245
0,043 4,288
Impurities 1,463
0,015 1,478
C
2
H
2
O
4
0,542 0,005
0,548
Total
315,657 3,188
318,845 318,845
14. Vibrating Screen II
Komponen Masuk kg
Keluar kg F
32
F
34
F
33
C
2
H
2
O
4
.2H
2
O 312,531
309,406 3,125
H
2
O 4,288
4,245 0,043
Impurities 1,478
1,463 0,015
C
2
H
2
O
4
0,548 0,542
0,005
Total 318,845
315,657 3,188
318,845
Universitas Sumatera Utara
BAB IV NERACA ENERGI
Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroprasi dengan kapasitas 2.500 tontahun. Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran B maka
didapatkan hasil perhitungan neraca energi pada tabel di bawah ini :
1. REAKTOR KALSIUM OKSALAT
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar Jumlah
kkaljam kkaljam
Alang-Alang 3541,895 CaC
2
O
4
7239,627 CaOH
2
2154,827 CaCH
3
COO
2
24086,182 O
2
553,444 CaHCOO
2
14452,264 H
2
O 7463,533 H
2
O 146396,377
CO
2
7525,230 CaOH
2
18733,663 Humus
31180,720
Jumlah 13713,699 Jumlah
249614,065
Q yang disuplai 3097612,038
Q loss 147505,335
steam ΔHr
o
25 2714206,338
Jumlah 3111325,738 Jumlah
3111325,738 2.
TANGKI PENDINGIN
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar Jumlah
kkaljam kkaljam
CaC
2
O
4
7239,627 CaC
2
O
4
991,730 CaCH
3
COO
2
24086,182 CaCH
3
COO
2
3299,477 CaHCOO
2
14452,264 CaHCOO2 1979,762
CaOH
2
18733,663 CaOH
2
2566,255 H
2
O 146396,377 H
2
O 19333,537
Humus 31180,720 Humus
4268,507
Q yang diserap pendingin
197545,124 Q loss
12104,442
Universitas Sumatera Utara
Jumlah 242088,835
Jumlah 242088,835
3. ROTARY VACUUM FILTER
Panas Masuk Jumlah
Panas Keluar Jumlah
kkaljam kkaljam
H umpan 28824,311 H filtrat
26839,840 H air pencuci
431,579 H cake 974,835
Q loss 1441,216
Jumlah 29255,890
Jumlah 29255,890
4. REAKTOR ASAM OKSALAT
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 974,835 H produk
97635,412 H H
2
SO4 557,575
ΔH reaksi -27335,827
H H
2
O 8164,624 Q air pendingin
-60602,552
Jumlah 9697,034
Jumlah 9697,034
5. COOLER
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 97635,412 H produk
54343,167
Q media pendingin
38410,475
Q loss
4881,771
Jumlah 97635,412
Jumlah 97635,412
6. FILTER PRESS
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 54343,167 H produk
49616,471 H Cake
2009,537 Q loss
2717,158
Universitas Sumatera Utara
Jumlah 54343,167
Jumlah 54343,167
7. EVAPORATOR
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 49616,471 H produk
20571,982 Q Steam
841500,378 H Vapour 830473,421
Q loss 40071,447
Jumlah 891116,849
Jumlah 891116,849
8. COOLER II
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 20571,982 H produk
7996,464
Q media pendingin
12575,518
Jumlah 20571,982
Jumlah 20571,982
9. CRYZTALIZER
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 7996,464 H produk
1437,947 Q kristalisasi
36726,724 Q loss 399,823
Q media pendingin
42885,418
Jumlah 44723,188
Jumlah 44723,188
10. CENTIFUGE
Panas masuk
Jumlah kkaljam
Panas keluar
Jumlah kkaljam
H umpan 1437,947 H cake
590,005 Q larutan
847,942
Jumlah 1437,947
Jumlah 1437,947
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Gudang Bahan Baku Alang-Alang GB-01
Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku alang-alang.
Bentuk : Persegi panjang
Bahan Konstruksi : Beton
Kondisi Penyimpanan : Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm Lama Persediaan
: 3 hari Kondisi Fisik
: Panjang = 8 m
Lebar = 6 m
Tinggi = 8 m
5.2 Rotary Cutter Knife RCK-01
Fungsi : Memotong alang-alang yang berasal dari gudang.
Bahan konstruksi : Carbon steel
Kondisi Operasi : Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm Power
: 2,5 Hp
5.3 Tangki Penampung Alang-Alang TP-01
Fungsi : Menampung alang-alang setelah dipotong-potong.
Bentuk : Horizontal Silinder
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C
Kondisi Operasi : Temperatur = 30
o
C Tekanan
= 1 atm Waktu Tinggal
: 4 jam Kondisi Fisik
: Diameter = 6 ft
Tinggi = 8,351 ft
Universitas Sumatera Utara
5.4 Belt Conveyer BC-01