Tanaman Alang-alang Gudang Bahan Baku Alang-Alang GB-01 Rotary Cutter Knife RCK-01 Tangki Penampung Alang-Alang TP-01

 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. 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. Universitas Sumatera Utara 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  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 Universitas Sumatera Utara 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

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 Universitas Sumatera Utara

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 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 propylene lebih besar dari 90 untuk menghasilkan konversi propylene 77,5 Kirk Othmer, 2007. ONO 2 Propilen As.Nitrat α-nitrolactid N.oksida ONO 2 α-nitrolactid Oksigen As.Oksalat K.Dioksida N.oksida Air Universitas Sumatera Utara 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 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 Universitas Sumatera Utara 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. 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 Bahan Baku Proses Pemasakan dengan NaOH Proses Pendinginan Proses Penyaringan Proses Pengkristalan Kristal Asam Oksalat CaCl 2 H2SO 4 Universitas Sumatera Utara 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 mengandung C 4 H 9 4 NClO 4 dengan efesiensi lebih besar dari 90 Kirk Othmer, 2007. Universitas Sumatera Utara 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.  Proses yang digunakan cukup sederhana yaitu hanya dengan penambahan CaOH 2 dan H 2 SO 4 .  Asam oksalat yang dihasilkan tidak terlalu besar yield 45 . 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

Universitas Sumatera Utara 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 : 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. Universitas Sumatera Utara

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 TK-01 5 1 Unit Asam Asetat WP SC CTWR RC-01 BP-01 BC-01 1 30 3 30 1 BE-02 TK-03 FP-01 EV-01 C-02 CF-01 BP-02 SC-04 SC-05 FC STEAM CWT FC G-01 BP-03 22 ALIRAN MASSA NO KETERANGAN TEMPERATUR oC FC TC 1 2 3 4 5 TEMPERATUR CONTROLLER FLOW CONTROLLER SIMBOL 9 10 CWT WP STEAM SC CTWR COOLING WATER RETURN TOWER NO SIMBOL KETERANGAN 8 7 6 STEAM CONDENSATE WATER PROCESS STEAM COOLING WATER TOWER K-01 SC-01 VS-01 SC-02 RV-01 BE-01 UTILITAS 25 CF-01 Centrifuge 1 23 C-02 Cooler 1 22 EV-01 Evaporapor 1 21 P-01 Pompa 1 20 BP-01 Bak Penampung 1 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 1 12 11 11 18 C-01 Cooler 1 19 FP-01 Ftlter Prees 1 1 12 11 11 16 TP-03 Tangki Penampung H2SO4 1 17 R-02 Reaktor Asam Oksalat 1 15 BE-02 Bucket Elevator 1 14 RVF-01 Rotary Vacuum Filter 1 13 SC-03 Screw Conveyor 1 12 VS-01 Vibrating Screen 1 11 SC-02 Screw Conveyor 1 10 TP-01 Tangki Pendingin 1 9 BC-01 Bucket Conveyor 1 8 SC-01 Screw Conveyor 1 7 R-01 Reaktor Kalsium Oksalat 1 6 TK-02 Tangki Penampung Oksigen 1 5 TK-01 Tangki Penampung CaOH2 50 1 4 BC-01 Belt Conveyor 1 3 BP-01 Tangki Penampung Alang-alang 1 2 RC-01 Rotary Cutter Knife 1 30 BP-03 Bak Penampung 1 29 VS-02 Vibrating Screen 1 28 BM-01 Ball Mill 1 27 SC-04 Screw Conveyor 1 1 G-01 Gudang Bahan Baku 1 No KODE KETERANGAN JUMLAH 26 BP-02 Bak Penampung 1 24 K-01 Kristalizer 1 SC-03 CasO4 Gypsum BP-01 P-01 Humus VS-02 G-02 C-01 BM-01 TK-02 R-01 32 G-02 Gudang Produk 1 31 SC-05 Screw Conveyor 1 TEKANAN Atm FC TP-01 9 1 98 6 1 30 11 1 35 13 1 35 12 1 35 17 1 34,6 16 1 34,6 15 1 25 1 18 30 19 1 80 20 1 55 21 1 54,6 54,6 25 1 100 26 1 100 27 1 55 28 1 30 30 1 30 29 1 30 33 1 30 32 1 30 34 1 30 R-02 FC FC TC 2 1 30 1 1 30 7 1 98 8 1 98 10 1 35 14 1 35 23 1 54 ,6 24 1 54,6 31 1 30 TC TC FC FC TC PRA RANCANGAN PABRIK ASAM OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI Skala : Tanpa Skala Nama : Andrew Faguh Sitanggang NIM : 120425002 Nama : Dr. Ir. Iriany, MSi NIP : 19640613 199003 2 001 Diperiksa Disetujui Digambar Tanggal Tanda Tangan DIAGRAM ALIR PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ASAM OKSALAT DARI ALANG-ALANG DENGAN METODE PELEBURAN ALKALI DENGAN KAPASITAS 3.000 TONTAHUN PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 3 1 30 Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Selulosa 1055,815 1055,815 1055,815 1055,815 Abu 129,235 129,235 129,235 129,235 Silika 85,839 85,839 85,839 85,839 Lignin 432,054 432,054 432,054 432,054 Pentosan 681,463 681,463 681,463 681,463 CaOH 2 1788,305 1064,876 1064,876 1064,876 1064,876 1058,902 5,974 1058,902 1057,880 1,022 O 2 677,807 CaC 2 O 4 417,112 417,112 417,112 417,112 417,112 414,772 2,340 414,772 414,772 CaCH 3 COO 2 514,873 514,873 514,873 514,873 514,873 512,533 2,340 512,533 512,038 0,495 CaHCOO 2 423,630 423,630 423,630 423,630 423,630 420,741 2,888 420,741 420,335 0,406 H 2 O 1788,305 2316,213 2316,213 2316,213 2316,213 2316,213 2303,219 12,993 2303,219 103,693 2404,688 2,224 1956,290 1959,012 1959,012 1955,260 3,752 1955,260 1955,260 1663,199 292,060 292,060 185,091 5,094 179,997 5,094 5,145 0,051 5,094 CO 2 573,529 Humus 1328,591 1328,591 1328,591 1328,591 1328,591 1328,591 C 2 H 2 O 4 291,637 291,637 291,078 0,559 291,078 291,078 291,078 291,078 23,655 0,651 23,004 0,651 0,658 0,007 0,651 CH 3 COOH 0,376 0,376 0,375 0,001 0,375 0,375 0,375 HCOOH 0,288 0,288 0,287 0,001 0,287 0,287 0,287 CaSO 4 63,905 63,905 443,426 H 2 SO 4 383,433 443,426 443,426 63,783 0,122 63,783 63,783 63,783 Impuritis 64,445 64,445 2,394 62,051 2,394 1,774 0,018 1,756 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 374,393 370,649 3,744 370,649 375,038 3,750 371,287 Jumlah 2384,407 2384,407 2384,407 2384,407 3576,610 677,807 6638,824 5000,419 6065,295 6065,295 6065,295 4710,168 1355,127 4710,168 103,693 4394,941 418,920 2339,723 2758,643 2758,643 2310,783 447,860 2310,783 2310,783 1663,199 647,584 647,584 647,584 378,788 268,796 378,788 382,614 3,826 378,788 Universitas Sumatera Utara III-1

BAB III NERACA MASSA

Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroperasi dengan kapasitas produksi 3.000 tontahun. Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran A maka didapat hasil perhitungan neraca massa pada table 3.1 – 3.14 dibawah ini : Satuan dalam kgjam

1. Gudang Penyimpanan Alang-Alang Komponen

Masuk Keluar F F 1 Alang-alang 2.384,407 2.384,407

2. Rotary Cutter Knife Komponen

Masukkg Keluarkg F 1 F 2 Alang-alang 2.384,407 2.384,407

3. Tangki Penyimpan Alang-alang Komponen

Masukkg Keluarkg F 2 F 3 Alang-alang 2.384,407 2.384,407 Universitas Sumatera Utara

4. Reaktor Kalsium Oksalat Komponen

Masuk kg Keluar kg F 4 F 5 F 6 F 7 Selulosa 1055,815 - - - Abu 129,235 - - - Silika 85,839 - - - Lignin 432,054 - - - Pentosan 681,463 - - - CaOH 2 - 1788,305 - 1064,876 O 2 - - 677,807 - CaC 2 O 4 - - - 417,112 H 2 O - 1788,305 - 2316,213 CaCH 3 COO 2 - - - 514,873 CaHCOO 2 - - - 423,630 CO 2 - - - 573,529 Humus - - - 1328,591 Total 2384,407 3576,610 677,807 6638,824 6638,824 6638,824

5. Tangki Pendingin Komponen

Masuk kg keluar kg F 9 F 10 CaOH 2 1064,876 1064,876 CaC 2 O 4 417,112 417,112 H 2 O 2316,213 2316,213 CaCH 3 COO 2 514,873 514,873 CaHCOO 2 423,630 423,630 Humus 1328,591 1328,591 Total 6065,295 6065,295 Universitas Sumatera Utara

6. Vibrating Screen Komponen

Masuk kg Keluar kg F 11 F 12 F 13 CaOH 2 1064,876 1.058,902 5,974 CaC 2 O 4 417,112 414,772 2,340 H 2 O 2316,213 2303,219 12,993 CaCH 3 COO 2 514,873 512,533 2,340 CaHCOO 2 423,630 420,741 2,888 Humus 1328,591 - 1328,591 Total 6065,295 4710,168 1355,127 6065,295 6065,295 7. Rotary Vacuum Filter Komponen Masuk kg Keluar kg F 14 F 15 F 16 F 17 CaOH 2 1058,902 - 1057,880 1,02250 CaC 2 O 4 414,772 - - 414,772 H 2 O 2303,219 103,693 2404,688 2,224 CaCH 3 COO 2 512,533 - 512,038 0,495 CaHCOO 2 420,741 - 420,335 0,406 Total 4710,168 103,693 4394,941 418,920 4813,861 4813,861 Universitas Sumatera Utara

8. Reaktor Asam Oksalat Komponen

Masuk kg Keluar kg F 17 F 18 F 19 CaOH 2 1,022 - - CaC 2 O 4 414,772 - - CaCH 3 COO 2 0,495 - - CaHCOO 2 0,406 - - H 2 O 2,224 1956,290 1959,012 C 2 H 2 O 4 - - 291,637 CH 3 COOH - - 0,376 HCOOH - - 0,288 H 2 SO 4 - 383,433 63,905 CaSO 4 - - 443,426 Total 418,920 2339,723 2758,643 2758,643

9. Filter Press Komponen

Masuk kg Keluar kg F 20 F 21 F 22 H 2 O 1959,012 1955,260 3,752 C 2 H 2 O 4 291,637 291,078 0,559 CH 3 COOH 0,376 0,375 0,001 HCOOH 0,288 0,287 0,001 H 2 SO 4 63,905 63,783 0,122 CaSO 4 443,426 - 443,426 Total 2.758,643 2310,783 447,860 2.758,643 Universitas Sumatera Utara

10. Evaporator Komponen

Masuk kg Keluar kg F 24 F 25 F 26 H 2 O 1955,260 1663,199 292,060 C 2 H 2 O 4 291,078 - 291,078 CH 3 COOH 0,375 - 0,375 HCOOH 0,287 - 0,287 H 2 SO 4 63,783 - 63,783 Total 2.310,783 1663,199 647,584 2.310,783 11. Kristalizer Komponen Masuk kg Keluar kg F 27 Kristal F 28 Larutan F 28 H 2 O 292,060 - 185,091 C 2 H 2 O 4 291,078 - 23,655 Impurities 64,445 0,644 63,801 C 2 H 2 O 4 . 2 H2O - 374,393 - Total 647,584 375,038 272,546 647,584 647,584 12. Centrifuge Komponen Masuk kg Keluar kg F 28 F 29 kristal F 30 larutan Krista l Larutan Krista l Laruta n Krista l Laruta n H 2 O - 185,091 - 5,094 - 179,997 C 2 H 2 O 4 - 23,655 - 0,651 - 23,004 Impurities 0,644 63,801 0,638 1,756 0,006 62,045 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 374,39 3 - 370,649 - 3,744 - Total 375,03 8 272,546 371,287 7,501 3,750 265,045 647,584 647,584 Universitas Sumatera Utara

13. Ball Mill Komponen

Masuk kg Keluar kg F 31 F 33 F 32 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 371,287 3,750 375,038 H 2 O 5,094 0,051 5,145 Impurities 1,756 0,018 1,774 C 2 H 2 O 4 0,651 0,007 0,658 Total 378,788 3,826 382,614 382,614

14. Vibrating Screen II Komponen

Masuk kg Keluar kg F 32 F 34 F 33 C 2 H 2 O 4 .2H 2 O 375,038 371,287 3,750 H 2 O 5,145 5,094 0,051 Impurities 1,774 1,756 0,018 C 2 H 2 O 4 0,658 0,651 0,007 Total 382,614 378,788 3,826 382,614 Universitas Sumatera Utara IV-1

BAB IV NERACA ENERGI

Pra Rancangan Pabrik Asam Oksalat direncanakan beroprasi dengan kapasitas 3.000 tontahun, Setelah dilakukan perhitungan pada lampiran B maka didapatkan hasil perhitungan neraca energy pada table 4.1 – 4.10 dibawah ini :

1. Reaktor Kalsium Oksalat Panas Masuk

Jumlah Panas Keluar Jumlah kkaljam kkaljam Alang-Alang 4250,274 CaC 2 O 4 8687,553 CaOH 2 2585,792 CaCH 3 COO 2 28903,419 O 2 664,132 CaHCOO 2 17342,717 H 2 O 8956,240 H 2 O 175675,653 CO 2 9030,276 CaOH 2 22480,396 Humus 37416,864 Jumlah 16456,439 Jumlah 299536,878 Q yang disuplai 3717134,452 Q loss 177006,402 steam ΔHr o 25 3257047,610 Jumlah 3733590,891 Jumlah 3733590,891 2. Tangki Pendingin Panas Masuk Jumlah Panas Keluar Jumlah kkaljam kkaljam CaC 2 O 4 8687,553 CaC 2 O 4 1190,076 CaCH 3 COO 2 28903,419 CaCH 3 COO 2 3959,372 CaHCOO 2 17342,717 CaHCOO2 2375,715 CaOH 2 22480,396 CaOH 2 3079,506 H2O 175675,653 H 2 O 23200,244 Humus 37416,864 Humus 5122,209 Q yang diserap pendingin 237054,150 Q loss 14525,330 Jumlah 290506,602 Jumlah 290506,602 Universitas Sumatera Utara

3. Rotary Vacuum Filter Panas Masuk

Jumlah Panas Keluar Jumlah kkaljam kkaljam H umpan 34589,173 H filtrat 32207,807 H air pencuci 517,895 H cake 1169,802 Q loss 1729,459 Jumlah 35107,068 Jumlah 35107,068 4.Reaktor Asam Oksalat Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 1169,802 H produk 117162,495 H H2SO4 669,090 ΔH reaksi -32802,992 H H 2 O 9797,549 Q air pendingin -72723,062 Jumlah 11636,441 Jumlah 11636,441

5. Cooler I Panas masuk

Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 117162,495 H produk 65211,800 Q media pendingin 46092,570 Q loss 5858,125 Jumlah 117162,495 Jumlah 117162,495

6. Filter Press Panas masuk

Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 65211,800 H produk 59539,766 H Cake 2411,445 Q loss 3260,590 Jumlah 65211,800 Jumlah 65211,800 Universitas Sumatera Utara

7. Evaporator Panas masuk

Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 59539,766 H produk 24686,378 Q Steam 1009800,455 H Vapour 996568,106 Q loss 48085,736 Jumlah 1069340,220 Jumlah 1069340,220

8. Cooler II Panas masuk

Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 24686,378 H produk 9595,757 Q media pendingin 15090,621 Jumlah 24686,378 Jumlah 24686,378

9. Kristalizer Panas masuk

Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 9595,757 H produk 1725,536 Q kristalisasi 38063,436 Q loss 479,788 Q media pendingin 45453,869 Jumlah 47659,193 Jumlah 47659,193

10. Centifuge

Panas masuk Jumlah kkaljam Panas keluar Jumlah kkaljam H umpan 1725,536 H cake 708,006 Q larutan 1017,530 Jumlah 1725,536 Jumlah 1725,536 Universitas Sumatera Utara V-1

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 = 8,5 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 = 8,896 ft Universitas Sumatera Utara

5.4 Belt Conveyer BC-01