BAB I

Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Perkembangan industri di indonesia, khususnya industri kimia dari tahun ke
tahun cenderung mengalami peningkatan baik secara kualitas maupun kuantitas.
Sejalan dengan kemajuan tersebut, maka kebutuhan bahan-bahan kimiapun
semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan itu dapat dipenuhi dengan
membangun industri kimia baru.
Precipitated silica merupakan sintetic silica dioxide yang berbentuk
amophorous terdiri atas atom Si dan O. Secara umum Precipitated silica
digunakan sebagai bahan penguat pada produk-produk elastis seperti sol sepatu,
karet, komponen-komponen kawat dan kabel serta sebagai cleaning agent pada
pasta gigi.
(Ulman’s, 1998)
Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik indonesia, tahun 1998 sampai
tahun 2003 Indonesia masih mengimport precipitated silica untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri ,antara lain dibeli dari negara Jepang,China, Korea,india
dan Taiwan dan diperkirakan kebutuhan precipitated silica pada tahun 2010
sebesar 16.000.000 kg. Dengan pertimbangan tersebut maka prospek pendirian
pabrik precipitated silica di Indonesia masih cukup luas dan menguntungkan.
I.2. Kapasitas Rancangan
Dalam menentukan kapasitas rancangan suatu pabrik perlu dipertimbangkan
beberapa faktor, diantaranya perkembangan kebutuhan precipitated silica di
Indonesia dan ketersediaan bahan baku.
Perkembangan kebutuhan precipitated silica di Indonesia pada tahun
1998-2003 dapat dilihat dari data import pada tabel berikut:
BAB I Pendahuluan
1
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
Tabel 1.1 Data import precipitated silica tahun 1998-2003
Tahun
Indeks Tahun
Jumlah (kg)
1998
1
8.001.344
1999
2
8.690.933
2000
3
9.940.526
2001
4
10.352.214
2002
5
10.618.551
2003
6
10.578.714
(Sumber : Biro Pusat Statistik Indonesia, 1998-2003)
Untuk menentukan kapasitas produksi pada tahun 2010 dipergunakan grafik
perkembangan kebutuhan precipitated silica.
Jumlah (kg)
grafik perkembangan kebutuhan
Precipitated silica di Indonesia
15000000
10000000
y = 545183x + 8E+06
5000000
0
0
Berdasarkan
grafik
2
4
indeks tahun
tersebut
6
diperoleh
8
persamaan
regresi
linier:
y = 545183x + (8E+06), dan dengan memasukkan harga indeks tahun (x) ke
persamaan tersebut dapat di perkirakan kebutuhan precipitated silica di Indonesia
pada tahun 2010 yaitu sebesar 15.087.379 kg.
Penyediaan bahan baku dapat dipenuhi dengan mengadakan kerjasama
dengan PT Tirta Bening Mulia selaku produsen sodium silikat berkapasitas
48.000 ton per tahun dan PT Indo Lysaght, Bogor selaku produsen asam sulfat.
Pabrik precipitated silica yang akan didirikan direncanakan untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri, sehingga dipilih kapasitas rancangan sebesar
16.000 ton/ tahun.
BAB I Pendahuluan
2
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
I.3. Lokasi Pabrik
Pabrik precipitated silica ini direncanakan akan didirikan di kawasan
industri Tangerang, Jawa Barat. Pertimbangan pemilihan lokasi ini
didasarkan pada:
1. Bahan baku
Bahan baku harus tersedia dalam jumlah yang cukup untuk
kelancaran suatu proses. Untuk pembuatan precipitated silica ini digunakan
bahan baku sodium silikat, dapat bekerjasama dengan PT.Tirta Bening
Mulia yang memproduksi sodium silikat dan PT Indo Lysaght, Bogor yang
memproduksi asam sulfat.
2. Fasilitas transportasi
Letak pelabuhan laut dan sungai cukup dekat. Jalan raya sudah
tersedia di daerah ini, sehingga pendistribusian produk dan pengiriman
bahan baku lebih mudah.
3. Ketersediaan tenaga kerja
Kebutuhan tenaga kerja dapat di penuhi di daerah sekitar lokasi
pabrik, mulai tenaga ahli hingga tenaga kasar.
4. Ketersediaan utilitas
Penyediaan air untuk utilitas mudah karena dekat dengan sungai
Cisadane. Untuk kebutuhan listrik di suplai dari PLN dan power generation
plant sebagai cadangan. Sarana yang lain seperti bahan bakar dapat
diperoleh dengan mudah.
5. Pembuangan limbah
Limbah diolah terlebih dahulu sedemikian rupa agar dampak yang
ditimbulkan terhadap lingkungan sekitar dapat diminimalisir.
6. Kondisi daerah
Daerah ini aman bencana artinya belum pernah terjadi peristiwa
bencana alam yang cukup besar. Temperatur udara sekitar normal, sehingga
memungkinkan operasi dapat berjalan lancar.
BAB I Pendahuluan
3
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
I.4. Tinjauan Pustaka
I.4.1.
Proses pembuatan
Precipitated silica merupakan sintetic silica dioxide yang
berbentuk amorphous.
Cara pembuatan precipitated silica yang dikenal selama ini adalah
proses asidifikasi larutan alkali silikat. Bahan baku untuk memproduksi
precipitated silica berupa larutan alkali metal silikat dan asam.
Kebanyakan yang sering dijumpai reaksi antara sodium silikat dan asam
sulfat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :
Na2O.3,3 SiO2 + H2SO4
3,3SiO2 + Na2SO4 + H2O
(Ulman’s,1998)
Reaksi berlangsung pada suhu 85-100 oC. (www.uspto.gov)
Produk yang dihasilkan dalam kondisi netral atau cenderung
kondisi basa. Bentuk amorphous. Proses ini bisa dalam batch maupun
dalam kontinu. Asam dan larutan alkali metal silikat akan membentuk
produk yang berupa benih-benih silika secara serentak didalam tangki
berpengaduk. Dengan pengadukan tersebut juga dapat menghindari
terbentuknya gel. Hal ini akan mempermudah dalam proses pemisahan
produk.
( Ulman’s,1998)
Cara pembuatan precipitated silica dengan proses lain sebagai berikut :

Proses kering.
Reaksi :
Na2O.xSiO2 + H2SO4
x SiO2 + Na2SO4 + H2O
( Kirk Othmer,1966 )
Pada proses ini, kondisi setelah pencucian produk berupa gel. Sehingga
diperlukan pemanasan dengan suhu tinggi. Langkah terakhir penambahan
reaktan kimia yaitu silicone oil pada reaktor.
BAB I Pendahuluan
4
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
 Pembuatan dari silicon tetrafluoride. Pada proses pembuatan ini
biasanya dibutuhkan jumlah yang besar dan produk samping dari produksi
adalah pupuk phospat. Reaksi:
3 SiF4 + 2 H2O
SiO2 + 2 H2SiF6
(Kirk Othmer,1966)
( Kirk Othmer,1966)
Dari beberapa cara pembuatan di atas, dipilih cara yang pertama yaitu
proses asidifikasi larutan alkali silikat yang menurut Ulman’s mempunyai
beberapa keuntungan antara lain :
1.
Lebih ekonomis, karena bahan baku relatif murah.
2.
Produk yang dihasilkan mempunyai ukuran yang seragam.
3.
Dalam langkah proses pembuatannya tidak memerlukan panas yang terlalu
tinggi sehingga menghemat tenaga.
4.
I.4.2.
Mudah melakukan pemisahan produk.
Kegunaan produk
Precipitated silica digunakan sebagai penguat pada produk-produk
elastis,seperti sol sepatu, karet, kabel dan komponen-komponen kawat.
Pada karet memperbaiki tensile strength, kekerasan dan tear strength.
Pada kabel yang utama digunakan pada bagian sarung, melindungi
penyobekan dan pergeseran didalam kabel. Precipitated silica ini juga
digunakan pada industri pasta gigi sebagai bahan pembersih ( cleaning
agent). Sejak diefektifkannya bahan pembersih ini tidak perlu lagi
menggosok gigi dengan keras. Selain itu juga mengontrol sifat-sifat
rheological dari pasta gigi dan juga memungkinkan memproduksi dengan
transparan gel. Pada industri kertas precipitated silica digunakan untuk
memproduksi kertas-kertas tertentu dengan jaminan ketajaman warna
yang tinggi atau kontras pada jenis kertas cetak. Silica disini akan
memenuhi pori-pori (lubang-lubang) pada kertas dan memberikan
permukaan yang lembut. Kemajuan penggunaan precipitated silica
BAB I Pendahuluan
5
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
sekarang ini sebagai insektisida, menstabilitaskan bir dan menganalisis
darah.
( Ulman’s,1998)
I.4.3.
Sifat Fisis dan Kimia
I.4.3.1. Sifat fisis dan kimia bahan baku
1. Sodium silikat
 Sifat fisis :
Rumus molekul
: Na2O. 3.3SiO2
Berat molekul
: 260,29 gram/mol
Spesifik gravity
: 1,38-1,41
Boiling point
: 102 oC
Warna
: tidak berwarna
Wujud
: cairan
( www. Captainindrustries.com)
 Sifat kimia :
-
Larut dalam air tetapi tidak terhidrolisis seperti halnya garam silikat
lainya.
-
Stabil dalam temperatur ruang dan tekanan atmosferik.
-
Bereaksi dengan garam-garam lain, contohnya dengan magnesium
silikat.
(Ulman’s,1998)
2. Asam sulfat
 Sifat fisis
Rumus molekul
: H2SO4
Berat molekul
: 98,08 gram/mol
Densitas
: 1,831 g/cc (25oC)
Specific gravity
: 1,834
Melting point
: 10,49 oC
Boiling point
: 340 oC
BAB I Pendahuluan
6
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
Wujud
: cairan
( Perry,1986)
Kemurnian
: 98 % (www.jtbaker.com)
 Sifat kimia
-
Merupakan asam kuat dan bersifat higroskopis.
-
Merupakan bahan pengoksidasi dan bahan penghidrasi khususnya
terhadap senyawa organik.
(Kirk Othmer,1966)
I.4.3.2. Sifat fisis dan kimia produk
1. Precipitated silica.
 Sifat fisis
Rumus molekul
: SiO2
Berat molekul
: 60,08 gram/mol
Melting point
: 1710 oC
Boiling point
: 2230 oC
Specific gravity
: 2,32
Wujud
: powder , amorph
( Perry,1986)
 Sifat kimia
-
Tidak larut dalam air
-
Terdiri dari grup silanol ( - Si-O-H)
( Ulman’s,1998)
I.4.4.
Tinjauan Proses.
Proses pembuatan precipitated silica didasarkan pada proses asidifikasi
larutan alkali silikat dengan mereaksikan sodium silikat dengan asam sulfat.
Reaksi yang terjadi:
Na2O.3,3 SiO2 + H2SO4
3,3 SiO2 + Na2SO4 + H2O
BAB I Pendahuluan
7
Pra rancangan Pabrik Precipitated Silica
Dari Sodium Silikat dan Asam Sulfat
Dengan Kapasitas 16.000 ton/tahun
Reaksi
ini
merupakan
reaksi
pembentukan
produk
utama,yaitu
Precipitated silica. Seacara garis besar proses pembuatan terbagi :
1. Pembentukan benih-benih precipitated silica dengan cara mereaksikan
bahan baku dalam tangki berpengaduk. Reaksi berlangsung pada suhu
85-100 oC dan tekanan 1 atm.
2. Tahap filtrasi slurry untuk memisahkan produk. Produk akan tertahan
dalam filter dan filtrat berupa air, sisa reaktan dan sodium sulfat akan
diolah dalam unit pengolahan limbah.
3. Tahap pengeringan untuk mengurangi kadar air.
4. Tahap penyimpanan dan pengepakan.
BAB I Pendahuluan
8