Lap Magang

Laporan Magang Industri PT.Indo Bharat Rayon

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Magang Industri Di era globalisasi dan perdagangan bebas sekarang ini, banyak bermunculan industri-industri yang berbasis teknik kimia guna memenuhi kebutuhan hidup manusia. Industri-industri tersebut misalnya saja industri Petrokimia, industri Semen, industri Pupuk, industri Serat Sintetik, dan lain sebagainya. Salah satu industri yang dijadikan sebagai tempat untuk magang industri ialah industri serat sintetik PT. Indo Bharat Rayon, dimana dalam

industri ini melibatkan proses fisika dan proses kimia dalam pengubahan bahan baku menjadi produk yang mana kedua proses tersebut merupakan cakupan dari bidang teknik kimia yang sedang dipelajari. Magang industri ini merupakan tahap awal pengenalan terhadap industri yang meliputi proses produksi dan managemen industri, yang sesuai dengan Kurikulum Jurusan Teknik Kimia Program Diploma IV Politeknik Negeri Bandung, magang industri merupakan salah satu mata kuliah wajib pada semester tujuh. 1.2 Waktu Pelaksanaan Magang Industri Magang Industri dilaksanakan di PT.Indo Bharat Rayon. Pelaksanaan magang industri ini berlangsung selama tiga bulan dari tanggal 12 September hingga 09 Desember 2011. 1.3 Maksud dan Tujuan Magang Industri Maksud dan tujuan pelaksanaan magang industri yaitu menghasilkan lulusan D4 yang siap kerja, terampil dan mempunyai wawasan tentang sektor industri proses kimia di Indonesia secara lebih komprehensif. Secara garis besar tujuan pelaksanaan kegiatan magang industri diuraikan sebagai berikut:

1


1.3.1

Tujuan Umum a. Memberikan kesempatan bagi mahasiswa menerapkan pengetahuan yang diperoleh di bangku kuliah untuk memahami proses produksi dan segala sarana penunjang yang ada di industri proses. b. Memberi kesempatan mahasiswa dapat merasakan dan beradaptasi dengan budaya dan lingkungan industri secara lebih awal sebagai bekal untuk memasuki lapangan kerja di industri setelah lulus. c. Mengembangkan wawasan dan pengetahuan secara langsung di lapangan. d. Mengetahui gambaran sistem kerja di lapangan dan situasi organisasi struktural serta interaksinya dalam perusahaan. e. Memperluas wawasan mahasiswa sebelum memasuki dunia kerja yang sesungguhnya.

1.3.2

Tujuan Khusus a. Mahasiswa dapat menggunakan teori-teori dasar teknik kimia yang telah diperoleh dan mempraktekkan di dunia kerja. b. Mampu menerapkan pengetahuan teknologi proses dengan konsep produksi bersih untuk melakukan analisis potensi penerapan produksi bersih pada beberapa bagian unit proses c. Melakukan tugas rutin dengan terlibat secara penuh dalam suatu bagian unit proses

1.4 Ruang Lingkup Magang Industri Magang dilakukan di industri yang melibatkan proses fisika dan proses kimia untuk pengubahan bahan baku menjadi produk skala komersial (massal). Adapun ruang lingkup dari magang yang dilakukan adalah sebagai berikut : a. Bahan Baku dan Penolong serta Hasil Produksi b. Sistem Proses c. Peralatan Proses 2


d. Utilitas e. Manajemen Industri f. Tata Letak Pabrik g. Pengelolaan Lingkungan

Pelaksanaan kerja praktik di PT. Indo Bharat Rayon dititikberatkan pada departemen-departemen yang berhubungan dengan proses produksi, yaitu : a. Departemen utama Departemen utama terdiri dari dua departemen yaitu departemen viscose yang bertugas untuk membuat larutan viscose dan departemen spinning yang bertugas melakukan pengolahan larutan viscose menjadi rayon. b. Departemen penunjang /pendukung Departemen penunjang meliputi departemen auxiliary yang berfungsi untuk mengolah larutan spinbath, ancillary yang berfungsi untuk menyiapkan larutan asam, boiler house yang berfungsi menyediakan steam, laboratorium yamg berfungsi menyediakan informasi berupa angka dari data proses, effluent dan water treatment yang berfungsi untuk mengolah limbah dan menyediakan air. 1.5 Sejarah dan Latar Belakang Didirikannya PT. Indo-Bharat Rayon 1.5.1 Sejarah Berdirinya PT. Indo-Bharat Rayon Berdirinya Pabrik Indo Bharat Rayon dilatarbelakangi dengan datangnya seorang pengusaha India bernama Agrawal ke Indonesia dengan maksud untuk menanamkan modal dari Birla Group yang bekerja sama dengan pengusaha Indonesia, Harlan Bekti. PT. Indo Bharat Rayon didirikan sebagai perusahaan PMA dengan persetujuan Presiden No. B-22/PRES/6/1980 tanggal 3 Juni 1980 dan dengan persetujuan BKPM No. 16 /I/PMA/1980 tanggal 24 Juni 1980 dan diaktakan 3


melalui Notaris Fredik Alexander Tumbuan di Jakarta dengan Akta No. 16 tanggal 5 September 1980. Presentase saham PT. Indo Bharat Rayon terdiri dari 80% dari modal pengusaha asing (India) dan sisanya yang 20% disetor oleh perusahaan dalam negeri. Perusahaan dikelola oleh Dewan Direksi dibawah pengawasan Dewan Komisaris yang diangkat oleh pemegang saham setiap tahunnya dalam rapat umum pemegang saham tahunan. Pada awalnya PT. Indo Bharat Rayon ini dibangun dengan modal sebesar US $ 500 juta diatas tanah seluas 24 ha, dimana 1/3 bagian dipergunakan untuk perumahan staff dan karyawan. PT. Indo Bharat Rayon memproduksi viscose rayon staple fibers, dengan kapasitas awal sebesar 45 ton/hari, dan saat ini telah diperbesar menjadi 310 ton/hari. Selain menghasilkan rayon sebagai produksi utama, PT. Indo Bharat Rayon juga menghasilkan sodium sulfat (Na2SO4) sebagai produk sampingnya dan juga memproduksi larutan asam sulfat (H2SO4) pekat dan cairan karbon disulfida (CS2) sebagai bahan baku pembantu proses. Rayon fibre merupakan fiber selulosa alami yang dimanufaktur dari pulp kayu. Rayon fibre secara meluas digunakan di perusahaan tekstil dan perusahaan lainnya yang memproduksi produk kesehatan seperti lap kertas (sanitary napkins) dan lain-lain. Didalam industri tekstil, rayon digunakan untuk manufaktur bahan kain (fabric) dengan penggunaan 100% rayon, atau dicampur dengan serat fiber yang lain. Rayon fibre telah diterima diseluruh dunia dan telah menjadi salah satu bahan baku tekstil yang paling penting untuk industri tekstil di Indonesia. PT. Indo Bharat Rayon adalah pabrik pertama yang memproduksi viscose rayon staple fiber di Indonesia. Sebelumnya, seluruh kebutuhan viscose rayon staple fiber diimpor. Dengan demikian mulai berproduksinya PT. Indo Bharat Rayon telah menghemat devisa yang sangat berharga bagi Indonesia. PT. Indo Bharat Rayon mengekspor 20% - 30% dari produksinya dan 60% - 65% produksi rayon tersebut diekspor secar langsung yaitu melalui 4


industri-industri hilirnya dalam bentuk benang, kain dan pakaian jadi. Sehingga total seluruhnya kurang lebih 80% - 85% dari rayon fiber tersebut diekspor. Nama Indo Bharat Rayon memiliki pengertian yaitu Indo berarti Indonesia, Bharat adalah sebutan lain untuk India, dan Rayon adalah nama lain untuk serat selulosa. PT. Indo Bharat Rayon memiliki dua departemen yang berperan penting dalam proses utama yaitu : a. Departemen Viscose Departemen ini bertugas untuk membuat larutan viscose b. Departemen Spinning Departemen ini melakukan pengolahan larutan viscose menjadi rayon, mulai dari proses penggumpalan larutan viscose hingga pengepakan serat rayon. Selain itu, terdapat pula beberapa departemen yang berperan dalam proses pendukung, yaitu : a. Departemen Auxillary, bertugas untuk mengolah larutan spinbath. b. Departemen Ancilliary, bertugas untuk membuat larutan asam sulfat (H2SO4) dan karbon disulfida (CS2). c. Departemen Pengolahan Air (Water Treatment) yang bertugas untuk mengolah limbah dan menyediakan air. d. Power Plant, bertugas untuk menyediakan uap air dan menyediakan energi. e. Laboratorium, bertugas memeriksa kadar bahan yang diperlukan disetiap proses sesuai standar

5


Departemen Viscous Proses Utama Departemen Spinning Departemen Auxilliary Departemen Ancillary Proses PendukungDepartemen Water Treatment and effluent

PT. Indo Bharat Rayon

Power Plant

Departemen Laboratorium

Gambar 1.1 Bagan Departemen Proses Utama dan Departemen Proses Pendukung 1.5.2 Latar Belakang Didirikannya PT. Indo-Bharat Rayon

Tinjauan industri serat rayon secara global Dewasa ini industri serat rayon didunia telah banyak diitinggalkan seperti di Amerika, Eropa, Korea, Jepang. Hal ini disebabkan oleh beberapa alasan antara lain : a. Tekanan masyarakat Internasional yang menyangkut industri ramah lingkungan b. Alasan pelestarian hutan sebagai paru-paru dunia c. Desakan negara penghasil kapas d. Akibat pengaruh krisis ekonomi global e. Mahalnya investasi f. Banyak serat pengganti

Tinjauan Regional Secara makro, industri rayon diwilayah asia terutama negara berkembang masih bertahan, malah menjadi primadona andalan pemasok 6


devisa, seperti di India; Filipina, Thailand, Bangladesh dan Indonesia. Hampir lebih 50% kebutuhan serat rayon dunia dipasok dari negara-negara tersebut. Tinjauan Nasional Dengan kemajuan industri tekstil yang cukup pesat dewasa ini, sehingga industri tekstil dan produk tekstil menjadi andalan pada peringkat pertama dalam penghasil devisa non-migas di Indonesia. Kemajuan tersebut antara lain berkat adanya kemampuan perusahaan nasional dalam membangun serat buatan seperti serat polyester dan serat rayon. 1.5.3 Misi dan Tujuan Perusahaan Industri tekstil mempunyai peranan yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan manusia akan sandang, dimana bahan baku industri tekstil berupa serat alami dan serat buatan. Dengan meningkatnya populasi manusia maka kebutuhan tekstil semakin meningkat, sehingga langsung jumlah serat yang akan dikonsumsi semakin besar. Ketersediaan serat alami di Indonesia terbatas karena produksinya dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya kesuburan tanah dan iklim. Dengan terbatasnya serat alami yang dapat diproduksi di Indonesia maka untuk memenuhi kebutuhan akan sandang diproduksi serat sintetis seperti nylon, polyester, dan rayon. Serat rayon memiliki sifat yang baik jika dibanding dengan serat lainnya, yaitu mampu menyerap air dengan baik dan tidak menyerap panas, dapat diatur panjangnya, tebal seratnya dan kekuatan tariknya, sehingga serat tersebut bisa digunakan untuk menggantikan kapas. Dibangunnya PT. Indo Bharat Rayon adalah untuk memenuhi kebutuhan akan serat rayon. Dari segi sosial PT. Indo Bharat Rayon telah memberikan lapangan pekerjaan bagi masyarkat luas, khususnya bagi masyarakat sekitarnya dan juga telah menciptakan suatu lingkungan ekonomi baru bagi masyarakat. Tujuan dari pendirian perusahaan PMA antara India dan Indonesia ini yaitu untuk membantu perkembangan perindustrian di Indonesia. Tujuan itu sejalan dengan tujuan pembangunan industri yang 7


tercakup dalam undang-undang No. 5 tahun 1984, yang berbunyi pembangunan industri bertujuan untuk meningkatkan kemakmuran dan kesejahteraan rakyat secara adil dan merata, meningkatkan pertumbuhan ekonomi, memperluas dan meratakan kegiatan kerja, meningkatkan penerimaan devisa melalui peningkatan ekspor hasil produksi nasional. 1.5.4 Bidang Kegiatan Perusahaan Produksi PT. Indo Bharat Rayon adalah staple fiber rayon yang awalnya hanya 45 ton/hari sekarang menjadi 420 ton/hari. Rayon yang siap dipasarkan dan dikemas dalam bentuk bale. Selain itu PT. Indo Bharat Rayon juga menghasilkan sodium sulfat sebagai produk samping. Sodium sulfat yang dihasilkan akan dipasarkan dalam bentuk kering dan sebelumnya dikemas dalam kantong pengemas 25 kg, 50 kg dan jumbo bag 1000 kg.

8


BAB II BAHAN BAKU DAN HASIL PRODUKSI2.1 Bahan Baku Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan staple fibre rayon di PT. Indo Bharat Rayon meliputi 3 bagian, yaitu : 1. Bahan baku utama 2. Bahan baku penunjang 3. Bahan additive

2.1.1 Bahan Baku Utama Bahan baku utama untuk pembuatan staple fibre rayon di PT. Indo Bharat Rayon adalah pulp. Pemenuhan kebutuhan pulp di PT. Indo Bharat Rayon merupakan impor dari Kanada dan Swedia. Berdasarkan kelarutannya dalam NaOH 18% dikenal tiga jenis selulosa yang terkandung dalam pulp, yaitu : a. Alpha () selulosa, memiliki derajat polimerisasi > 1500 dan tidak larut pada temperatur 200C. b. Beta () selulosa, larut tetapi mengendap bila ditambahkan asam dan derajat polimerisasi berkisar antara 100-1500. c. Gamma () selulosa, larut dan mengendap bila ditambahkan alkohol dan memiliki derajat polimerisasi < 100.

Selulosa adalah struktur polisakharida utama dalam tanaman. Polimer selulosa terdiri dari rantai glukosa tidak bercabang, seperti diperlihatkan pada gambar 2.1.

9


HOCH2 O OH HOCH2 O O OH HOCH2 O OH O OH O OH OH

Gambar 2.1 Struktur Selulosa (Rumus Hawort) Spesifikasi teknis dari pulp yang digunakan di PT. Indo Bharat Rayon disajikan dalam table berikut, Tabel 2.1 Spesifikasi Teknis Pulp Particular Alpha selulosa Kandungan air Yield pada NaOH 21,5% Kelarutan dalam NaOH 18% (S18) Kelarutan dalam NaOH 10% (S10) Viskositas (1%CUAMM) TAPP1206 Resin dan lemak Kandungan abu total Kandungan asam terlarut Unit % % % % % Cp % % PPM Requirement Min 91 Max 10,0 Min 93 Max 7,0 Max 12,0 10-25 Max 0,30 Max 0,25 Max 200 10


Ca dan Mg sebagai CaO Kandungan Fe Brightness dengan alat vibrochromm FFR-1 Berger whiteness dengan alat FFR-2 UV value dengan alat Fibroglow-380 Dirt Count pH Swelling Factor Kappa Number

PPM PPM

Max 250 Max 10

%

Min 92

% Nos/m2 -

Min 80 Max 150 Max 500 4-7 3-5 Max 2

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon Jenis pulp yang digunakan pada saat ini berupa : 1. CNC (hardwood) 2. Avcell (campuran hardwood dan softwood) Komposisi pulp yang digunakan yaitu 60% pulp jenis CNC dan 40% pulp jenis AVCell. Tabel 2.2 Spesifikasi Teknis Beberapa Jenis Pulp Kandungan CNC Viskositas Resin dan lemak Kandungan abu 19 0,09 0,06 Jenis Avcell 20,2 0,24 0,08 Domsjo 21,0 0,07 0,08 cp % % Unit

11


Brightness Berger whiteness Yellowness UV-380 Dirt count

96 87,8 -5,58 85,5 33

94,7 85,7 -0,80 61,5 100

96,4 90,5 -5,64 157 70

% % % % nos/m2

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon 2.1.2 Bahan Baku Penunjang Pada proses pembuatan rayon diperlukan bahan baku penunjang, yaitu sebagai berikut : 2.1.2.1 Soda kaustik (NaOH) Natrium Hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksidasi basa Natrium Oksida yang dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Bahan kimia ini banyak digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida merupakan basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.(Wikipedia, 2011) Konsentrasi kaustik (NaOH) yang digunakan pada berbagai proses di PT. Indo Bharat Rayon berbeda-beda sehingga dibutuhkan pengolahan awal yang disebut soda station. Konsentrasi kaustik dari tangki supplier sekitar 48%. Kebutuhan kaustik pada pabrik ini dipasok dari PT. Asahimas Subentra Chemical. Kaustik yang digunakan pada industri rayon sesuai dengan konsentrasinya adalah : Kaustik 18% (Steeping Lye) digunakan dalam proses kaustik dengan pulp menghasilkan alkali selulosa di pulper. 12


-

Kaustik 11% (Mixer Lye) digunakan untuk melarutkan selulosa xanthat sehingga diperoleh larutan viscose. Spesifikasi teknis dari kaustik yang digunakan di PT. Indo-Bharat Rayon

disajikan dalam tabel berikut: Table 2.3 Spesifikasi Teknis Kaustik Particular Specific Gravity pada 30oC NaOH Na2CO3 NaCl Na2SO4 SiO2 Fe Unit gr/ml % % % % % ppm Requirement Min 1,495 Min 47,5 Max 0,30 Max 0,03 Max 0,010 Max 0,005 Max 10

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon Tabel 2.4 Sifat Fisik Natrium Hidroksida (NaOH) Property Rumus Kimia Fisik Melting Point Boiling Point Vapour Pressure Specific gravity Water solubility NaOH tidak berwarna dan tidak berbau 318 C 1390 C 1 mmHg pada 739 C 2.12 g/cm3 High (note : dissolution in water is highly exothermic) 13


Sumber : Wikipedia, 2011 Sifat Kimia NaOH NaOH berwarna putih atau praktis putih, berbentuk pellet, serpihan atau batang atau bentuk lain. Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembab. Mudah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter. NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih. Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida Penanganan Cuci bersih setelah penanganan Jangan biarkan air masuk ke dalam wadah karena reaksi eksotermis Minimalkan akumulasi debu Jangan sampai terkena mata, kulit, atau pakaian Jaga agar wadah tertutup rapat Membuang sesuatu yang terkontaminasi. Penyimpanan Simpan di wadah tertutup rapat Simpan di tempat yang sejuk, kering, dan berventilasi Jauhkan dari bahan yang bersifat asam Lindungi dari kelembaban Wadah harus ditutup rapat untuk mencegah konversi NaOH ke natrium karbonat oleh CO2 di udara. (Wikipedia, 2011)

2.1.2.2 Carbon Disulfide (CS2) Karbon disulfide (CS2) sering disebut dengan ditiokarbonik anhidrat, NClC04591, weeviltox, atau sulfokarbonik anhidrat. CS2 digunakan untuk pembuatan 14


selulosa xanthat dalam xanthator. Pada awalnya CS2 diperoleh melalui reaksi eksotermal antara karbon dan sulfur cair di Departemen Ancillary. Sumber karbon berasal dari charcoal (arang) lokal dan sulfur diimpor dari Timur Tengah dan Rusia yang berasal dari penyulingan minyak bumi. Namun karena berbagai pertimbangan CS2 di PT. Indo Bharat Rayon dibuat dari methana yang diperoleh dari PT. Pupuk Kujang. Mulai tahun 2003 keperluan CS2 diperoleh dengan cara mengolah recovery CS2 dari Departemen Spinning. Prosesnya biasa disebut CS2 refinery, dilakukan oleh Departemen Ancillary. Table 2.5 Spesifikasi Teknis Carbon Disulfide Particular Specific Gravity pada 25 oC Evaporation Residue H2S terlarut Appearance Unit gr/ml ppm ppm Requirement 1,250-1,265 Max 50 Max 5 Cairan bersih tak berwarna

-

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon Tabel 2.6 Sifat Fisik Carbon Disulfide (CS2) Property Rumus Kimia Titik lebur Boiling Point Kerapatan Tekanan uap Berat Jenis CS2 -112 0C 46 0C 2,67 300 mm Hg pada 20 0C 1,26 g/cm3

15


Titik nyala Daya ledak

-30 0C

1-50% Sumber : Damayuda, 2010

Sifat Kimia Carbon Disulfida Carbon disulfide Sangat mudah terbakar, Sangat mudah menguap, Titik nyala rendah dan batas ledakan yang sangat luas. (Damayuda, 2010)

2.1.2.3 Asam sulfat (H2SO4) Asam sulfat (H2SO4) merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. (Sciencelab, 2011) Kebutuhan H2SO4 pada seluruh proses di PT. Indo Bharat Rayon dipenuhi oleh suatu unit proses yang dinamakan acid plant. Larutan H2SO4 ini digunakan dalam pembuatan larutan spinbath dan untuk menetralkan NaOH yang terkandung di larutan viscose. Konsentrasi H2SO4 yang terlalu tinggi menyebabkan kecepatan reaksi tinggi sehingga filamen dari serat mudah putus (tenacity rendah). Tabel 2.7 Sifat Fisik dan Kimia Asam Sulfat (H2SO4) Property Rumus Kimia Bentuk Bau pH H2SO4 Cair Berkarakter sedikit Kurang dari 1 16


Kelarutan di dalam air Berat Jenis Titik Didih Titik Leleh Temperatur Dekomposisi

Kelarutan di dalam air 1.84 pada 20 C 290 338 C 10 C 340 C

(Sumber: Mahkota Indonesia, 2008) Penanganan Hindari kontak langsung dengan asam. Cegah penghisapan uap atau kabut, dengan bekerja dalam almari asam atau dengan ventilasi yang baik. Pengenceran asam dilakukan dengan menambahkan asam sedikit demi sedikit ke dalam air dan bukan sebaliknya. Penyimpanan Simpan asam dalam wadah yang kuat di tempat berventilasi dan dingin. Jauhkan dari air, zat organik yang mudah terbakar dan logam.

Transportasi Klasifikasi berdasarkan UN : [UNRTDG] Nama bahan : Asam Sulfat Kelas UN : 8 ( Corrosive Substances ) No.UN : 1830 Grup pengepakan : II ( Medium Danger ) Transportasi Udara : Kriteria bahan diatur oleh International Air Transport Association ( IATA )

17


Peraturan transportasi mengikuti peraturan dan hukum yang berlaku di Negara masing-masing. (Mahkota Indonesia, 2008)

2.1.2.4 Zinc Sulfate (ZnSO4) Zinc Sulfate (ZnSO4) digunakan pula pada campuran larutan spinbath yang berfungsi sebagai inhibitor reaksi antara SO4 dengan Na dari larutan viscose sehingga reaksi berjalan lambat. Pada saat reaksi terjadi, filamen bagian luar lebih cepat bereaksi (menggumpal), sedangkan bagian dalam belum. Hal ini memungkinkan filamen dapat ditarik dengan kekuatan tinggi. Makin banyak penggunaan seng, reaksi semakin lambat dan stretching (kekuatan tarik) makin tinggi. Tabel 2.8 Sifat Fisik dan Kimia Zink sulfat Property Rumus Kimia Bentuk Bau pH Kelarutan di dalam air Berat Jenis Titik Lebur ZnSO4 Cair Tak berbau 4-6 pada 5 g/l 20C 965 g/l pada 20C 1.97 g/cm3 pada 20 C 100 C

Sumber : Merck, 2006 2.1.2.5 Asam asetat (CH3COOH) Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan sebagai bahan baku industri yang penting. 18


Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. (wikipedia, 2011) PT.Indo Bharat Rayon menggunakan asam asetat (CH3COOH) untuk menetralkan NaOH yang terkandung di dalam mat pada proses after treatment di Department Spinning. Tabel 2.9 Sifat Fisik dan Kimia Asam Asetat Property Rumus Kimia Bentuk Bau pH Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Kelarutan di dalam air Kosentrasi jenuh (udara) Massa molar Tekanan uap Titik nyala CH3COOH Cair Berkarakter 2.5 (50 g/l, H2O, 20 C) 116 - 118 C (1013 hPa) 1.05 g/cm3 (20 C) 17 C (20 C) larut 38 g/m3 (20 C) Udara 60.05 g/mol 15.4 hPa (20 C) 44 C

Sumber : Merck, 2006 2.1.2.6 MGR dan GA MGR digunakan sebagai pelembut serat dan GA untuk mengurangi gaya elektrostatik fiber. Penambahan kedua zat ini di zone soft finish proses after treatment. 19


Tabel 2.10 Spesifikasi Teknis MGR Particulars Appearance (30C) Water Content pH (1%) Acid valve Emmulsion stability (1%aq) Emmulsion stability (15%aq) Unit % Mg/g Requirement Brownish Pasta 12.0-16.0 5.0-7.0 18 - 28

-

Passing

-

Passing

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon Tabel 2.11 Spesifikasi Teknis GA Particulars Appearance Water Content pH (1%) Acid valve Saponification valve Unit % Mg/g % Requirement Light brownish liquid Max 5.0 5.0-7.0 Max 5.0 65 - 85

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon 2.1.2.7 Natrium hipochlorit (NaOCl) Natrium hypochlorite digunakan sebagai pemutih fiber yang ditambahkan di zone bleach proses after treatment untuk mesin 1, 2, dan 3.

20


Tabel 2.12 Sifat Fisik dan Kimia Natrium hipokhlorit Property Rumus Kimia Bentuk Massa molar Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Kelarutan di dalam air NaOCl Cair 74.44 g/mol 101 C, 374 K, 214 F 1.11 g/cm3 18 C, 291 K, 64 F 29.3 g/100 mL

Sumber : Sciencelab, 2011 Penanganan Kenakan perlengkapan perlindungan pribadi yang layak Makan, minum dan merokok harus dilarang di tempat di mana bahan ini ditangani, disimpan dan diolah. Para pekerja harus mencuci tangan dan muka sebelum makan, minum dan merokok. Jangan dimakan/diminum. Hindari kontak dengan mata, kulit dan pakaian. Hindari menghirup uap atau kabut. Jagalah agar tidak terbebaskan ke lingkungan. Simpan dalam kontainer aslinya atau dalam tempat lain yang diakui dan layak, tutup rapat selama tidak digunakan. Wadah yang sudah kosong masih mengandung residu produk dan bisa berbahaya. Jangan menggunakan wadah kembali.

21


Penyimpanan Simpan sesuai dengan peraturan setempat. Simpan di wadah aslinya terlindung dari sinar matahari langsung di tempat yang kering, sejuk dan berventilasii Jaga agar wadah tertutup rapat dan tersegel sampai siap untuk digunakan. Wadah yang sudah dibuka harus disegel kembali dengan hati-hati dan disimpan tetap tegak untuk mencegah kebocoran. Jangan menyimpan di dalam wadah yang tidak berlabel. (gen probe, 1999)

2.1.2.8 Hidrogen peroksida (H2O2) Hidrogen peroksida (H2O2) berfungsi sebagai pemutih fiber, khusus digunakan di mesin 4 untuk produksi staple fibre rayon jenis non woven. Tabel 2.13 Sifat Fisik dan Kimia Hidrogen peroksida Property Rumus Kimia Rasa warna Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh H2O2 Sedikit asam Tidak berwarna 108C (226.4F) 1.1 (air = 1) -33C (-27.4F)

Sumber : Sciencelab, 2011

22


2.1.2 Bahan Additive Bahan baku additive adalah bahan baku yang dibutuhkan untuk keperluan proses produksi dalam jumlah sedikit. Bahan baku additive yang digunakan meliputi : 2.1.2.1 Berol 637 dan 370 Berol 637 digunakan untuk mengikat sulfur bebas sebagai kotoran. Zat ini akan menghasilkan busa jika kontak dengan air. Oleh karena busa akan mengganggu proses selanjutnya maka ditambahkan zat anti foam yaitu berol 370. 2.1.2.2 Titanium dioxide (TiO2) Titanium dioxide (TiO2) digunakan untuk memberikan warna suram pada jenis fiber semi dull. Table 2.14 Spesifikasi Teknis Titanium dioxide Particular Dispersibilitas 2 jam dalam air Kemurnian TiO2 Sb2O3 P2O5 Fe pH Unit % % % % ppm Requirement Min 95,0 Min 99 Max 0,027 Max 0,38 Max 17 7,0-8,5

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon

23


Tabel 2.15 Sifat Fisik dan Kimia Titanium Dioxide Property Rumus Kimia Bentuk Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Massa molar TiO2 Padatan Putih 2972 C 4.23 g/cm3 1843 C 79.866 g/mol

Sumber : Wikipedia, 2011 Penanganan Digunakan hanya pada ruangan yang memiliki ventilasi cukup. Gunakan Peralatan Pelindung Pribadi yang disarankan Cuci secara menyeluruh setelah penanganan Penyimpanan Simpan dalam wadah orisinil tertutup rapat pada tempat sejuk dan kering Simpan dalam kontainer yang tertutup dan jauhkan dari bahanbahan yang lain. (Tronox, 2009) 2.1.2.3 Leomin Leomin digunakan untuk membuat fiber jenis bright.\ 2.1.2.4 Mangan sulfat (MnSO4) Mangan sulfat berfungsi sebagai katalis untuk mempercepat pemutusan rantai molekul pulp (depolimerisasi) pada homogenizer.

24


Table 2.16 Spesifikasi Teknis Mangan Sulfat Particular MnSO4.H2O Air tak terlarut Kandungan Fe Chloride (Cl) Unit % % % % Requirement Min 98 Max 0,05 Max 0,005 Max 0,012

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon Tabel 2.17 Sifat Fisik dan Kimia Mangan Sulfat Property Rumus Kimia Bentuk Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Massa molar MnSO4 Kristal berwarna merah muda 850 C

3.25 g/cm3 710 C 151.001 g/mol

Sumber : Wikipedia, 2011

2.1.2.5 Vanadium Pentoksida (V2O5) Vanadium Pentoksida (V2O5) berfungsi sebagai katalis untuk

mengkonversi SO2 menjadi SO3 dalam konverter pada saat pembuatan H2SO4.

25


Tabel 2.18 Sifat Fisik dan Kimia Vanadium Pentoksida

Property Rumus Kimia Bentuk Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Massa molar V2O5 Padatan kuning 1750 C 3.357 g/cm3 690 C 181.9 g/mol

Sumber : Sciencelab,2005 2.2 Hasil Produksi 2.2.1 Produk Utama Produk utama PT. Indo Bharat Rayon adalah staple fibre rayon yang dikemas dalam bentuk bale-bale dengan berat 250-270 kg/bale. Kapasitas produksi setiap harinya mencapau 420 ton/hari. Produksi fiber pada saat ini terdiri atas dua jenis yaitu fiber untuk kebutuhan tekstil dan fiber non woven untuk kebutuhan industri kosmetika dan medis. Berdasarkan kualitasnya, staple fibre rayon yang diproduksi PT. Indo Bharat Rayon ada tiga macam, yaitu : 1. BR (bright) artinya fiber dengan warna yang mengkilat 2. HT (high tenacity) artinya fiber dengan kekuatan tarik tinggi. 3. HT SD (high tenacity semi dull) artinya fiber dengan kekuatan tarik tinggi dan warna fiber redup. Denier adalah satuan turunan yang dinyatakan dalam satuan berat tiap 9000 meter panjang serat. Contohnya : 1,5D x 38 mm artinya dalam 9000 meter fiber memiliki berat 1,5 gram sedangkan panjang seratnya adalah 38 mm. Produk staple fibre rayon diharapkan memenuhi kriteria sebagai berikut : 26


1) Bebas dari spinning fault 2) Bebas dari bad cutting 3) Elongation/strength 4) Denier ( 0,05) dari yang diinginkan 5) Kandungan abu 6) Kandungan sulfur 7) Berger whiteness 8) Kandungan air

> 95% > 95% 20 23% 0,75 0,85% < 65 ppm < 74 82 11,00-13,00%

Produksi staple fibre rayon mencapai 420 ton/hari untuk memenuhi kebutuhan dalam dan luar negeri, dengan spesifikasi teknis pada tabel 2.19 Tabel 2.19 Spesifikasi Teknis Staple Fibre Rayon Persyaratan untuk fiber regular (1,2-2,5) 6% (32 76) 3% min 2,6 min 1,3 19,0 23,0 21,0 25,0 0,22 0,38 13,00 max 200 74,0 82,0 0,70 0,90 Persyaratan untuk fiber high tenacity (1,2-2,5) 6% (32 76) 3% min 2,8 min 1,4 19,0 23,0 21,0 25,0 0,22 0,38 13,00 max 200 74,0 82,0 0,70 0,90 27

Kandungan

Unit

Denier Panjang staple Tenacity (cond) Tenacity (wet) Elongation (cond) Elongation (wet) Kandungan oli Equilibrium moisture Sulfur Berger whiteness Semi dull ash

mm G/D G/D % % % % ppm % % %


Dull ash

0,90 1,10 Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon

0,90 1,10

2.2.2 Produk Samping Produk samping yang dihasilkan adalah natrium sulfat anhidrous (Na2SO4). Kristal ini dihasilkan dari proses regenerasi larutan viscose menjadi selulosa. Natrium sulfat ini juga digunakan pada campuran larutan spinbath yang berfungsi sebagai koagulator untuk pengerasan dan penggumpalan larutan viscose. Banyaknya natrium sulfat anhidrous yang dihasilkan pada saat ini adalah 210 ton perhari dan dikemas dalam bentuk karung dengan kapasitas 50 kg/karung. Spesifikasi teknis natrium sulfat anhidrous dapat dilihat pada tabel 2.20 Tabel 2.20 Spesifikasi Teknis Natrium Sulfat Anhidrous Kandungan Kemurnian pH dari larutan 10% Kandungan air Kelarutan dalam air Kandungan zinc Kandungan Fe Cl sebagai NaCl SO3 sebagai Na2SO3 Ca dan Mg sebagai CaCO3 Berger whiteness Unit % % % ppm ppm ppm ppm ppm % Persyaratan min 99,5 5,5 6,5 max 0,10 max 0,10 max 250 max 10 max 150 max 50 max 100 max 76

Sumber : Laboratorium PT Indo Bharat Rayon

28


Tabel 2.21 Sifat Fisik dan Kimia Natrium Sulfat

Property Rumus Kimia Bentuk Titik Didih Berat Jenis Titik Leleh Massa molar Na2SO4 Kristal putih 1100C (2012F)

2.671 (air = 1) 888C (1630.4F)

142.06 g/mol

Sumber : sciencelab,2005 2.2.3 Produk Penunjang Produk penunjang adalah produk yang dihasilkan untuk menunjang berlangsungnya proses utama. Produk penunjang dalam pembuatan serat rayon pada PT. Indo Bharat Rayon adalah asam sulfat yang diproduksi oleh departemen ancillary. Acid plant 1 memiliki kapasitas 150 ton/hari, Acid plant 2 memiliki kapasitas 120-130 ton/hari, dan Acid Plant 3 memiliki kapasitas 150 ton/hari, dengan konsentrasi H2SO4 98,5%.

29


BAB III SISTEM PROSES3.1 Proses Utama Proses utama yang terjadi di PT Indo Bharat Rayon adalah proses pembuatan staple fibre rayon. Proses pembuatan staple fibre rayon tersebut diawali dengan pembuatan larutan viscous di departemen viscous kemudian proses regenerasi larutan viscous menjadi filamen oleh larutan spinbath pada departemen spinning. 3.1.1 Departemen Viscose Departemen viscose berfungsi untuk mengolah bahan baku pulp menjadi larutan viscose. Departemen viscose terdiri dari beberapa unit proses yaitu : 1. Soda Station 2. Slurry Mixer (Pulper) 3. Homogenizer 4. Slurry Press 5. Maturing Drum 6. Silo 7. Simplex Room (Xanthator) 8. Dissolver dan blender 9. Ripening Room

30


Proses yang berlangsung pada departemen viscous dapat dilihat dalam diagram blok berikut:NaOH 17,8517,95% KATALIS MnSO4 PULP

SLURRY MIXER

HOMOGENIZER

SLURRY PRESS

MATURING DRUM

SILO CS2 SIMPLEX ROOM (XANTHATOR) NaOH 2% DISSOLVER DAN BLENDER

RIPENING ROOM

Gambar 3.1 Diagram Alir Departemen Viscous 1) Soda Station Unit Soda station ini berfungsi untuk mempersiapkan larutan soda caustic (NaOH) yang dibutuhkan untuk membuat larutan viscous. Pengolahan soda caustic pada unit ini meliputi proses pengenceran, penyaringan, dan pengendapan. Dari Caustic unloading larutan NaOH yang memiliki konsentrasi antara 48-50 % dipompakan kedalam storage tank yang berjumlah 6 buah, storage tank ini berfungsi sebagai tempat penampungan larutan NaOH dan sebagai tangki persediaan NaOH. Dari Storage tank larutan NaOH 31


dipompakan secara continue ke dalam ABS tank 1 dengan laju 160-180 m3/jam dan ABS tank 2 dengan laju 170-190 m3/jam. Di dalam ABS system larutan NaOH akan menyerap uap air yang menyebabkan penurunan konsentrasi NaOH dari 48% menjadi 33-34% pada ABS tank 1 dan 32,5-33% pada ABS tank 2. Dari ABS tank, Caustic dipompakan ke dalam caustic dissolver dengan laju 360 m3/jam. Didalam caustic dissolver terjadi pengenceran dengan penambahan soft water hingga konsentrasi caustic mencapai 17,9%. Jumlah soft water yang ditambahkan sebanyak 50-60 m3/jam. Dari Caustic dissolver, caustic dipompakan ke dalam tangki settler yang berjumlah 22 buah. Tangki Settler berfungsi mengendapkan kotorankotoran terutama Fe selama 72 jam. Larutan NaOH dengan konsentrasi 33% dari settler tank dialirkan ke Top tank. Dari Top tank larutan NaOH dialirkan ke tangki Steep Lye 1 untuk diumpankan ke Pulper. Tangki Steep Lye terdiri dari dua unit yaitu Steep Lye 1 dan Steep Lye 2. Tangki Steep Lye 2 berfungsi menampung larutan NaOH hasil pressing pada Slurry press. Larutan NaOH tersebut kemudian dilewatkan pada Wagner Filter untuk mengalami pemisahan dari pengotor seperti fibre. Overflow dari tangki Steep Lye 2 ditampung dalam Press Lye Overflow Tank (PLOF Tank). Dari PLOF Tank larutan NaOH dialirkan ke Sharpless dan Kircket untuk mengalami penyaringan sehingga fibre akan terpisahkan. Pencucian NaOH pada sharpless dilakukan dengan

mengalirkan NaOH dari arah bawah, fibre yang ada pada larutan NaOH akan menempel pada baling-baling yang ada pada sharpless dan larutan NaOH yang telah bersih mengalir ke atas menuju Clarified Tank. Pemisahan fibre pada Kircket terjadi dengan adanya kain pada dinding Kircket. Fibre-fibre yang ada pada larutan NaOH tertahan pada kain tersebut. Tangki clarified hanya berfungsi sebagai tangki penampungan. Dari Clarified Tank larutan NaOH dialirkan ke Diss Lye Tank. Pada Diss Lye Tank larutan NaOH mengalami pengenceran dengan menggunakan 32


soft water hingga konsentrasi 11%. Kemudian diencerkan kembali hingga konsentrasi 2% menggunakan mix charge water. Larutan NaOH dengan konsentrasi 2% tersebut kemudian mengalami proses pendinginan dengan menggunakan chilled water sehingga suhunya turun menjadi 5-10 oC. Larutan NaOH tersebut digunakan dalam proses pembuatan larutan viscous pada seksi simplex. 2) Slurry mixer (pulper) Slurry mixer tank berfungsi untuk menghancurkan pulp menjadi larutan alkali selulosa. Proses pada slurry mixer berlangsung secara batch dimana larutan NaOH 17,85-17,95% dari seksi soda station dialirkan ke dalam slurry mixer tank sebanyak 6,2 m3/batch dan dicampurkan dengan katalis MnSO4 sebanyak 1800 ml/batch. Katalis MnSO4 ditambahkan untuk mempercepat proses pemutusan derajat polimerisasi pada saat pemeraman. Setelah NaOH 18% dan katalis dicampurkan selanjutnya lembaran-lembaran pulp sebanyak 2,5 bale (500 kg) yang terdiri dari 1,5 bale CNC pulp dan 1 bale Av-cell pulp untuk setiap batchnya dimasukan dan dihancurkan selama 10 menit, reaksi berlangsung pada suhu 1825C. Reaksi yang terjadi di dalam pulper: (C6H9O4OH)n + n NaOH (C6H9O4ONa)n + nH2O Sellulosa 3) Homogenizer Homogenizer digunakan untuk mencampurkan slurry yang berasal dari mixer tank (pulper) agar terbentuk larutan yang homogen karena bubur alkali selulosa (alksell) yang berasal slurry mixer tank belum homogen atau masih terdapat gumpalan-gumpalan. Alksel dialirkan ke homogenizer dengan menggunakan pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan mixer untuk pengadukan alksell. Proses berlangsung selama 5 7 menit. Terdapat dua buah homogenizer , homogenizer 1 alksel nya berasal 33 caustic alkali selullose air


dari slurry mixer 1 dan 2, sedangkan untuk homogenizer 2 berasal dari slurry mixer 3,4,5. Homogenizer terdiri dari dua line, dimana homogenizer I terdiri atas tiga slurry press yaitu slurry press 1, 2 dan 3 sedangkan homogenizer II terdiri atas tujuh slurry press yaitu slurry press 4 sampai 10. 4) Slurry press Slurry press merupakan tempat untuk memisahkan alkali selullosa dari larutan NaOH. Dari homogenizer, slurry dialirkan ke dalam slurry press untuk mengalami pressing dengan menggunakan dua buah roll dengan putaran yang berlawanan arah sehingga alakali selullosa akan terpisah dari larutan NaOH. Yang harus diperhatikan pada unit slurry press ini yaitu speed pulp, Vat pressure, roll press, dan Flow. Konsentrasi slurry yang masuk akan mempengaruhi setting tekanan yang akan digunakan. Banyaknya alksell yang dihasilkan tergantung atas kecepatan putar rol. Semakin sedikit slurry yang masuk mengakibatkan vat pressure akan semakin tinggi sehingga kecepatan putar roll press harus dikurangi agar pemisahan NaOH berlangsung sempurna. Begitu juga sebaliknya, slurry yang terlalu tebal menyebabkan vat pressurenya semakin kecil. Dari slurry press akan dihasilkan mat yang kemudian masuk ke dalam preshredder untuk dicabik-cabik agar diperoleh butiran-butiran yang lebih halus untuk mencegah terjadinya chooking didalam shredder roll sehingga tidak akan menyumbat saluran yang menuju ke maturing drum. Lickering wir merupakan alat yang digunakan dalam proses pencabikan. Larutan NaOH 18% yang terpisah setelah pengepressan akan melewati wagner filter untuk memisahkan kotoran-kotoran yang terbawa dalam larutan NaOH. Proses yang terjadi pada Wagner filter ini hampir sama dengan proses pada Rotary Drum Filter. NaOH hasil penyaringan wagner filter dialirkan ke press lye tank 2 di unit soda station, sedangkan kotoran-kotorannya langsung dibuang.

34


Komposisi alksell yang dihasilkan dari slurry press adalah sebagai berikut: - selulosa - NaOH (alkali) = 33,5 33,9% = 15,5 15,9% Tabel 3.1 Parameter Ideal Di Slurry Press Slurry press no. Vat press (ton) Nip roll press (ton) Speed drive (%) Flow rate (m3/hr) 53 17,0 47 Out of rec Free loading 10 7 10 10 10 4 10 8 9 10 43 24 51 18 50 23 55 23 50 22 50 20 50 23 52 23 1 0,47 15,2 2 0,55 13,4 3 4 5 6 7 0,31 8 9 10

0,58 0,60 0,55 0,45

0,55 0,55 0,55 21 15,1 14,3

15,8 14,2 19,7 12,2 13,35

5) Maturing drum Maturing drum merupakan alat yang digunakan untuk pematangan alkali selullosa yang bertujuan untuk mengkondisikan alksell agar dapat bereaksi dengan CS2 pada proses pembentukan alkali selullosa xanthat didalam simplex, dan proses depolimerisasi yaitu menurunkan derajat polimerisasi alkali selullosa dari sekitar 1000 menjadi 300. Proses pemeraman didalam maturing drum berlangsung selama 4 jam, semakin lama pemeraman maka viskositas semakin rendah. Lamanya pemeraman bergantung pada kecepatan putar maturing drum. Kecepatan putaran yang tinggi menyebabkan waktu pemeraman semakin cepat sehingga reaksi depolimerisasi tidak sempurna.

35


Maturing Drum adalah alat berbentuk silinder besar dengan panjang 18 m dan diameter 2,3 m yang berputar dengan kecepatan 0,4 putaran/menit atau 2,5 menit per putaran. Didalam alat ini terdapat buffle dengan kemiringan 5-8 dengan maksud agar alksell didalam drum bergerak maju perlahan. Suhu di dalam maturing drum perlu dijaga pada range 43-45C pada outlet drum. Semakin tinggi suhu didalam maturing drum maka viskositasnya semakin rendah (BF rendah) dan Ripening Index (RI) naik. Oleh karena itu, maturing drum dilengkapi dengan water jacket yang berfungsi untuk mempertahankan suhu di dalam drum agar tetap dalam kondisi yang ditentukan. Pemanas yang digunakan dalam jaket berasal dari steam sedangkan pendinginya berasal dari chilled water. Kematangan alksell dapat dikontrol dengan memeriksa kekentalan alksell dengan uji Ball Fall (BF) sekitar 60-70 detik tiap satu jam. Maturing drum yang digunakan berjumlah lima buah, masingmasing drum menerima umpan dari slurry press sebagai berikut: 1. Maturing drum A berasal dari slurry press 1 dan 2 2. Maturing drum B berasal dari slurry press 3 dan 6 3. Maturing drum C berasal dari slurry press 4 dan 7 4. Maturing drum D berasal dari slurry press 5 dan 8 5. Maturing drum E berasal dari slurry press 9 dan 10 Dari maturing drum alksell didinginkan dalam cooling device dengan bantuan blower agar nilai derajat polimerisasi alksell tidak berubah lagi atau dengan kata lain menghentikan proses depolimerisasi. Alkcell yang keluar dari cooling device memiliki suhu 27-28o C. Dari cooling device alksell dialirkan ke unit silo menggunakan udara yang berasal dari blower dengan tekanan 0,2 bar (sistem pneumatik).

36


6) Silo Silo merupakan tempat penampungan alksell dan tempat penimbangan berat alksell sebelum masuk simplex. Silo yang terdapat pada dept.viscous 1 masing-masing dapat menampung sekitar 2335-2340 kg (2,34 Ton) alkali selullosa, sedangkan pada dept.visouse 2 setiap silo dapat menampung hingga 10,5 Ton alksell. Silo dilengkapi alat pengontrol berat dan motor getar (vibrator motor) untuk memudahkan alksell turun ke simplex. Masuknya alksell ke silo diatur dengan membuka dan menutup gate/pintu feeding yang digerakan secara otomatis. Alkcell terlebih dahulu akan mengisi silo yang kosong hingga mencapai berat yang telah disetting setelah penuh gate akan menutup dan selanjutnya alkcell akan mengisi silo kosong berikutnya. 7) Simplex room (xanthator) Simplex merupakan reactor batch tempat terbentuknya larutan viscose. PT. Indo Bharat Rayon memiliki 18 buah simplex pada departemen viscous 1 yang dijalankan secara manual dan 4 buah simplex di department viscous 2 yang dijalankan secara otomatis menggunakan sistem DCS (Distributed Control System). Simplex dilengkapi dengan motor pengaduk dengan dua gear kecepatan. Sebelum digunakan simplex harus dalam keadaan bersih. Setelah berat timbangan alksell di silo memenuhi berat yang diharapkan yaitu 2335 kg pada dept.visc 1 dan 10,5 Ton pada dept.visc 2, selanjutnya alksell dimasukkan ke dalam simplex dan ditutup rapat-rapat untuk mencegah udara luar masuk simplex. Selanjutnya simplex divakum hingga mencapai tekanan 25 mmHg pada suhu 31-32C, tujuan dari pemvakuman ini ialah agar pada saat CS2 dimasukkan ke dalam simplex tidak menimbulkan percikan api yang, karena t.d CS2 sebesar 43C. CS2 yang dimasukkan kedalam simplex sebanyak 195 L. Motor pengaduk diatur pada kecepatan rendah yaitu 3 putaran per menit. Pada saat CS2 bereaksi dengan alksell tekanan dan temperatur akan naik hingga 34-39C, 37


lalu suhu akan turun kembali menjadi 34-36 C, hal ini menandakan produk telah matang (alksell berubah warna dari putih menjadi orange). Setelah itu dimasukkan larutan NaOH 2% untuk melarutkan gel-gel selullosa xanthat sehingga dihasilkan larutan kental yang berwarna seperti madu yang disebut larutan viscous. Waktu reaksi keseluruhan didalam simplex terjadi 45 menit. Persamaan reaksinya sebagai berikut Reaksi alkali selullosa dan larutan CS2 menjadi alksell xanthat (C6H9O4ONa)n + nCS2 (C6H9O4OCS2Na)n alksell alksell xanthat

Reaksi alksell xanthat dengan NaOH 2% menjadi larutan viscous

(C6H9O4OCS2Na)n + 2n NaOH nNa2COOS + nNaSH + (C6H9O4OH)n alksell xanthat 8) Dissolver room Dissolver room berfungsi untuk menghaluskan dan selullosa

menghomogenkan larutan viscous yang keluar dari simplex/xanthator. Terdapat 18 dissolver yang berada di dept.visc 1 sedangkan jumlah dissolver pada dept.visc 2a sebanyak 2 buah dengan kapasitas masingmasing 60 m3. Dissolver dilengkapi dengan impeller untuk pengadukan yang berlangsung selama 3200 detik pada temperatur 320C. Setelah larutan viscous mengalami penghalusan di dissolver, selanjutnya masuk ke blender untuk dihomogenkan dan dihaluskan kembali karena

kemungkinan masih terdapat gumpalan-gumpalan. Sama halnya dissolver, blender juga memiliki impeller untuk pengadukan. Terdapat 3 unit blender dengan kapasitas 60 m3 pada dept.visc 1, dimana blender 1 menerima larutan viscous dari dissolver 1-5, dan blender 2 dan 3 menerima larutan viscous dari dissolver 6-18. Waktu tinggal dalam blender bergantung pada level minimal yaitu 50% dan maksimal 80%. Larutan viscous keluaran blender akan ditampung didalam receiving tank yang didalamnya terdapat 38


impeller untuk mengaduk larutan viscous agar tidak menggumpal sebelum diproses di ripening room. 9) Ripening room Ripening Room berfungsi untuk menyiapkan larutan viscous yang bebas udara dan impurities lain karena akan berpengaruh pada pembentukan fibre. Udara yang masih terkandung dalam larutan viscous dapat menyebabkan serat terputus pada pembentukan serat di mesin spinning. Pada unit ini disiapkan larutan viscous yang mempunyai RI antara 11 13 dan BF antara 60 70 sekon serta bebas dari udara dan pengotor lainnya. Terdapat tiga proses utama yang dilakukan di ripening room yaitu proses filtrasi, proses deaerasi dan proses pematangan larutan viscose. Dalam ripening room larutan viscous mengalami tiga tahap penyaringan. Pertama, larutan viscous dari receiving tank masuk ke dalam filter I (ukuran lubang saring 30 m). Filtrat yang bagus masuk intermediate tank I kemudian filtrasi II (ukuran lubang saring 25 m). Filtrat masuk ke intermediate tank II dan dipompakan ke flash deaerator yang divakumkan dengan memanfaatkan vakum dari ABS system/steam jet ejector. Pada tahapan ini diinginkan agar gelembung-gelembung udara dapat

dihilangkan. Adanya udara dapat mengganggu proses regenerasi di unit spinning machine. Selanjutnya larutan viscous dilewatkan melalui strainer dan dipompakan ke filter III (ukuran lubang saring 20 m) untuk selanjutnya ditampung di spinning tank. Viscous reject ditampung dalam reject tank untuk kemudian dilakukan filtrasi kembali. Reject dari proses filtrasi viscous reject tersebut kemudian masuk ke filter press. Viscose yang telah bersih dari kotoran dan udara disimpan dalam spinning tank di ripening room untuk mematangkan viscose siap diregenerasi. Derajat kematangan viscous (RI) sangat dipengaruhi oleh BF dan temperatur, sehingga temperatur ripening room dijaga antara 22 230C. 39


Parameter yang dijaga di departemen viscous PT. Indo Bharat Rayon adalah sebagai berikut : 1. Kandungan caustic masuk pulper 18,0 18,2% 2. Kandungan NaOH di slurry press 15,5 15,9% 3. Kandungan selulosa di slurry press 33,5 33,9% 4. Viscous mengandung 5,4 5,6% NaOH 5. Viscous mengandung 9,1 9,3% selulosa 6. Ball fall (BF) viscous 60 70 sekon 7. Ripening index (RI) viscous 11 13 8. KW (kemampuan viscous menembus spinning) > 450

3.1.2 Departemen Spinning Departemen spinning berfungsi mengolah larutan viscous menjadi staple fibre rayon. Proses pembuatan staple fibre rayon ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu: Dope Room, Spinning Machine, Cutter, Recovery Through, After Treatment, Drying, dan Balling Press.

40


Larutan Viscous

Bahan Additive

DOPE ROOM

Larutan Spinbath

SPINNING MACHINE

CUTTER

RECOVERY THROUGH

CS2

NaOH 18% Hypochlorite& H2O2 CH3COOH Larutan Soft Finish

AFTER TREATMENT

DRYING

BALLING PRESS

Gambar 3.2 Diagram Alir Departemen Spinning 1) Dope room Dope room merupakan unit tempat dilakukannya penambahan zat additive pada larutan viscous, adapun zat additive yang digunakan, yaitu: Berrol Zat additive ini digunakan untuk fibre jenis woven. Fungsi dari Berrol adalah untuk menambah kekuatan filamen pada proses stretching (penarikan) dan agar filamen lebih berkilau.

41


Titanium Dioksida (TiO2) Zat additive ini digunakan untuk fibre jenis non-woven. Titanium dioksida ini dapat memberikan kesuraman (derajat kekusaman) pada fibre.

Penambahan bahan additive ini dilakukan dengan menginjeksikannya ke dalam tangki static mixer yang telah berisi larutan viscous. Dalam static mixer terjadi pengadukan dengan bubble. Larutan viscous kemudian dipompakan ke spinning machine dengan menggunakan pump shaft. Pump shaft ini berfungsi agar larutan viscous yang keluar di setiap lubang spinneret jumlahnya sama yaitu 0,28-0,30 cc. 2) Spinning Machine

Larutan Spinbath

Larutan Viscous Static Mixer Preparation Tank Spinning Machine

Gambar 3.3 Diagram Alir Spinning Machine Spinning machine merupakan tempat terjadinya proses regenerasi larutan viscous menjadi selulosa dalam bentuk filamen dengan menggunakan larutan spinbath. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2 (C6H9O4OCS2Na)n + nH2SO4 2 (C6H9O4OCS2H)n + nNa2SO4 alksell xanthat (C6H9O4OCS2H)n (C6H9O4OH)n + nCS2

42


PT Indo Bharat Rayon memiliki 6 buah mesin spinning yaitu: M/C 1,2,3,6 untuk produksi staple fibre rayon jenis woven (untuk tekstil) dan M/C 4 dan 5 untuk produksi staple fibre rayon jenis non-woven. Dari static mixer larutan viscous dipompakan ke spinning machine dengan menggunakan pump shaft melalui side A dan Side B. Kemudian viscous dipompa oleh individual gear pump ke penyaringan candle filter dan diteruskan melalui goose neck ke unit jet yang dilengkapi fine sieve sebagai akhir penyaringan viscous sebelum keluar dari lubang spinneret. Larutan viscous disemprotkan dari arah bawah ke larutan spinbath. Larutan viscous mengalami regenerasi menjadi selulosa dalam bentuk filamen yang kemudian filamen tersebut kemudian ditarik oleh guide roller dan godet kemudian dikumpulkan dan ditarik oleh roller stretch yang arah putarannya berlawanan arah dengan arah putaran godet. Dari roller stretch tow diregangkan oleh idle roller dan feed roller. Selama pemberian tegangan, tow dibersihkan dengan soft water untuk

menghilangkan kandungan asam sulfat. Pada spinning machine selain terjadi reaksi regenerasi terjadi penentuan denier (ukuran filamen), tenacity (kekuatan tarik), dan stretching (kelenturan). Denier ditentukan oleh perbedaan spin dari pump shaft dan stretching. Spinneret berbentuk bulat yang terdiri dari 45 mata. Pada setiap mata terdapat lubang-lubang dengan ukuran 50 . Jumlah lubang pada setiap mata spinneret adalah 1500 lubang. Spinneret terbuat dari logam mulia atau campuran platina-rhodium supaya tahan terhadap sifat korosif asam sulfat. Di seksi spinning machine selain terjadi proses utama yaitu pembentukan filamen juga terjadi reaksi samping yang menghasilkan air dan natrium sulfat. Kandungan NaOH pada larutan viscous bereaksi dengan H2SO4 pada larutan spinbath sehingga terjadi pembentukan

43


Natrium Sulfat yang mengakibatkan meningkatnya kadar Natrium Sulfat dalam larutan spinbath. Hasil samping tersebut kemudian ikut ke dalam larutan koagulan yang menyebabkan larutan koagulan menjadi encer dan perlu di make up. Larutan spinbath sisa pemakaian dialirkan ke seksi spinbath untuk diolah kembali hingga komposisinya sesuai dengan limit yang telah ditentukan. 3) Cutter Setelah mengalami peregangan, tow dipotong menjadi staple dengan panjang 38 51 mm (setting panjang fibre bisa berubah-ubah sesuai permintaan konsumen). Cutter mempunyai dua pisau yang terpasang dengan sudut 1200 pada piringan yang berputar. Pada saat dipotong tow diletakkan dengan posisi tegak lurus terhadap pisau. Posisi ini diperoleh dengan bantuan semburan air bertekanan 2,5 4,5 kg/cm2. Air tersebut terdiri atas funnel water yang merupakan air sirkulasi dari sump zone dan ventury water yang merupakan air dari scrubber dengan suhu keduanya sekitar 900C. Penggunaan ventury water dilakukan untuk menunjang

penggunaan funnel water agar tangki funnel water tidak kosong karena sebagian funnel water disirkulasikan ke departemen auxillary untuk recovery Na2SO4.

44


4) Recovery ThroughScrubber 1st Condenser 2nd Condenser 3rd Condenser

Uap air dan Uap CS2

Separator

CS2 Storage Tank Fibre/Tow CS2 Recovery Through

Steam

Gambar 3.4 Diagram Alir Recovery Through

Recovery through dilakukan untuk mengambil kembali CS2 yang ada pada staple fibre untuk dikembalikan ke departemen ancillary untuk selanjutnya mengalami refinery. Pengambilan CS2 dilakukan dengan menginjeksikan uap air yang memiliki suhu sekitar 90 oC dari bagian bawah bak recovery through. Uap air tesebut akan menguapkan CS2 yang terdapat pada fibre. Campuran uap air dan uap CS2 dijebak oleh air yang keluar dari scrubber dengan tujuan untuk menghilangkan belerang. Campuran uap tersebut kemudian dialirkan ke sistem kondensor. Sistem kondensor terdiri dari tiga buah kondensor yang terpasang seri. Tujuan dipasang seri adalah untuk menurunkan suhu secara bertahap sampai mencapai suhu yang diinginkan. Pada kondensor I suhu dikendalikan dari suhu 940C menjadi 850C, dengan menggunakan soft water di kondensor II sehingga suhunya turun menjadi 50-600

C.

Kondensor II posisinya tegak lurus dengan tujuan CS2 yang akan dipisahkan akan turun ke separator. Pada kondensor II diharapkan gas CS2 sudah terpisahkan. CS2 yang terkondensasi dialirkan ke separator. Larutan CS2 yang diperoleh ditampung di storage tank. Pada kondensor III suhu 45


diturunkan kembali mencapai 15-25 0C dengan menggunakan chilled water. Kandungan CS2 liquid sekitar 45% dan dikirim ke departemen ancillary. Sementara itu uap yang tidak terkondensasi pada kondensor III dibuang ke udara melalui chimney.

5) After TreatmentFibre

First Wash and Air Panas Acid Free Washing

NaOH 18%

Desulph Wash

Soft Water

Second Wash

Hypochlorite & H2O2

Bleach Wash

Air

Third Wash and Acid Wash

Air Panas & CH3COOH

Final Wash

Lar. Soft Finish (MGR &GA)

Soft Finish

Gambar 3.5 Diagram Alir After Treatment

Serat rayon yang keluar dari recovery through kemudian didorong keluar oleh funnel water. Mat (fibre yang telah bebas dari CS2) dibawa oleh conveyor secara perlahan-lahan menuju bak after treatment. Di dalam bak tersebut akan terjadi proses sebagai berikut :

46


a. First Wash and Acid Free Washing Tujuannya untuk menghilangkan cairan spinbath (koagulan berupa asam-asam) yang terkandung di dalam mat. Pencucian mat dilakukan dengan menggunakan air panas. Pencucian pertama oleh air dari ventury dan sisa pencucian itu akan diteruskan ke collector tank penampungan pencucian pertama yang selanjutnya ke tangki penampungan luar dan diteruskan ke effluent. Sedangkan funnel water yang keluar dari recovery through melalui sumpzone diteruskan ke sumpzone tank. b. Desulph Wash Desulph wash merupakan proses pencucian fibre untuk menghilangkan sulphur dengan menggunakan NaOH 18%. Reaksi kimia yang terjadiadalah sebagai berikut :

2 NaOH + H2S Na2S + 2 H2O Na2S + H2S 2 NaSH Na2S + n S Na2S(n+1) 6 NaOH + 8 S 2 Na2S2O3 + Na2S + 3 H2S

c. Second Wash Proses yang terjadi pada desulf wash adalah pencucian mat dengan soft water, tujuannya untuk membersihkan sisa desulf bath yang bersifat alkali sehingga dapat mengurangi alkalinitas air. d. Bleach Wash Pada zone bleaching dilakukan proses pemutihan mat dengan menggunakan larutan pemutih pada suhu operasi sekitar 600C. Larutan pemutih yang digunakan adalah hypochlorite dan hydrogen peroksida. Oksigen yang terkandung berfungsi sebagai pemutih dengan cara mengoksidasi zat-zat pengotor yang terdapat di dalam mat. Larutan sisa pencucian dialirkan kembali ke bleach bath circulation secara continue dan dipekatkan dengan penambahan larutan pemutih sehingga dapat digunakan kembali untuk proses bleaching. 47


e. Third Wash and Acid Wash Tahap selanjutnya adalah third wash yaitu pencucian mat dengan air. Tujuannya untuk membersihkan sisa larutan pemutih yang ada di dalam mat. Air pencuci yang digunakan berasal dari air bekas pencucian pada Acid Wash. f. Final Wash Pencucian terakhir dilakukan dengan menggunakan air pada suhu 500C dan asam asetat. Pencucian ini dilakukan untuk membersihkan

pengotor yang masih ada dalam mat. Fungsi larutan asam asetat adalah untuk menetralkan larutan NaOH yang masih terkandung di dalam mat. g. Soft Finish Mat dicuci dengan menggunakan larutan pencuci Honol (MGR dan GA) untuk fibre jenis reguler dan Prapeanol/Avilan untuk fibre jenis non-woven. MGR berfungsi untuk melembutkan serat dan GA berfungsi untuk menghilangkan gaya elektrostatik serat. Gaya elektrostatik ini dapat menyebabkan serat saling menempel dan sulit untuk dilepaskan. Konsentrasi larutan soft finish dipertahankan dengan cara penambahan soft finish ke dalam soft finish bath circulation tank sehingga dapat dicapai nilai oil pick up (OPU) sesuai dengan limit yang telah ditentukan yaitu 0,32-0,36 (tergantung dari jenis fibre dan quality yang diinginkan customer).

6) Drying Proses pengeringan ini dimaksudkan untuk menghilangkan kandungan air yang masih terdapat dalam fibre. Sebelum masuk dryer, mat dialirkan ke mesin pencabik (comber). Pencambikan ini berfungsi untuk menguraikan mat sehingga fiber tidak menggumpal. Dengan demikian akan memperluas permukaan kontak antara udara dan serat dan lebih mudah dikeringkan. Dryer dilengkapi dengan drum yang berputar searah dan dan sebagai pemanas digunakan steam coil. Steam masuk melalui coil dengan laju

48


5,942 Ton/h dan suhu 309,3 oC. Panas yang timbul pada coil dihisap oleh fan untuk kemudian panas tersebut digunakan untuk mengeringkan fibre. Unit dryer dibagi dalam 9 zona, yaitu zona A1-A dan Zona B1-B4. Proses pengeringan ini berlangsung secara bertahap, masing-masing zone mempunyai suhu pengeringan yang berbeda-beda. Perpindahan serat dari zona A ke ona B adalah dengan menggunakan conveyor, serat menempel pada conveyor karena adanya tekanan dari sirkulasi pada fan.

7) Balling Press Setelah melalui proses drying, staple fibre rayon mengalami pengepresan dan siap dipasarkan dalam bentuk bale dengan berat 250 270 kg/bale. Fiber dari balling press melalui feed roller diteruskan ke bagian bawah feeder box yang dilengkapi dengan pengatur berat. Pengisian terus dilakukan sampai mencapai berat yang telah diset dan dipress sesuai dengan setting yang telah ditentukan. Jika fiber sudah penuh dalam box maka secara otomatis akan berputar 1800 ke arah sebaliknya sehingga box yang kosong siap diisi fiber berikutnya sedangkan box yang sudah penuh siap dibungkus dan diikat dengan kawat. Proses selanjutnya sebelum masuk gudang, bale ditimbang beratnya dan ditulis berat aktualnya termasuk nomor bale dan label bar code, selanjutnya melewati sensor moisture. Jika kadar air antara 9-13% maka bale siap disimpan dalam ware house sedangkan yang kadar airnya melebihi dari limit maka dikembalikan ke dalam dryer.

3.2

Proses Penunjang Proses penunjang di PT. Indo Bharat Rayon, antara lain: a) Proses pengolahan larutan spinbath hasil regenerasi larutan viscous di departemen spinning dan memproduksi produk samping berupa natrium sulfat anhydrous yang terjadi di Departemen Auxilliary. b) Proses penyediaan larutan asam sulfat dan proses pemurnian CS2 yang terjadi di Departemen Ancillary. 49


3.2.1 Departemen Auxillary Departemen Auxilliry bertugas untuk menangani acid recovery dan salt recovery. Maksud dari penanganan acid recovery yaitu menampung return acid (larutan spinbath) dari spinning departemen dan mengendalikan konsentrasi acid agar dapat digunakan kembali oleh spinning departemen, sedangkan penanganan salt recovery yaitu mengambil produk samping yang terbentuk yaitu sodium sulphate (Na2SO4) yang terbentuk akibat reaksi antara larutan viscous dan larutan spinbath yang dihasilkan dari proses regenerasi di departemen spinning. Departemen auxilliary ini memiliki enam seksi, yaitu : 1. Seksi spinbath 2. Seksi evaporator 3. Seksi crystallizer 4. Seksi calcination 5. Seksi dryer 6. Seksi bagging

1) Seksi spinbathLARUTAN SPINBATH DARI DEPT.SPINNING ACID ADDITION BOTTOM TANK ZINK ADDITION

FILTER

FILTER

EVAPORATOR MSFE

TOP TANK

LARUTAN SPINBATH KE DEPT.SPINNING

Gambar 3.6 Diagram Alir Seksi Spinbath 50


Seksi spinbath ini bertugas untuk merecovery larutan return spinbath dari seksi spinning machine di departemen spinning sehingga didapatkan larutan spinbath yang sesuai persyaratannya untuk kembali dikirimkan ke seksi spinning machine. Larutan return spinbath memiliki kandungan air yang cukup besar sebagai hasil reaksi antara asam (H2SO4) dengan basa (NaOH) yang juga menghasilkan garam glauber. Komposisi larutan return spinbath adalah sebagai berikut : Na2SO4 H2SO4 ZnSO4 = 340-350 g/L = 131,5-132,5 g/L = 9-10 gr/L

Kandungan tersebut sewaktu-waktu dapat berubah, bergantung dari ball fall dan ripening index (RI) dari larutan viscousyang diumpankan dari viscous departemen ke spinning departement. Kondisi operasi larutan spinbath yang harus tetap dijaga yaitu suhu 48-49 oC, spgr 1,320-1,350, dan spinbath flow ke spinning sekitar 600 m3/jam (atau dapat berubah sesuai permintaan dari spinning). Larutan spinbath yang mengandung H2SO4 bereaksi dengan larutan viscous yang mengandung NaOH yang terjadi pada proses pembuatan filamen fiber di departemen spinning, reaksi sebagai berikut : 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O Larutan return spinbath dari spinning machine terlebih dahulu dilewatkan ke dalam strainer sehingga cairan viscous yang terbawa dapat tersaring kemudian dipompakan masuk ke dalam bottom tank. Dari bottom tank aliran dibagi menjadi dua aliran. Sebagian diumpankan ke dalam Evaporator dan sebagian lagi disirkulasikan ke dalam top tank. Hal ini dilakukan agar larutan spinbath didalam top tank tidak terlalu pekat. Di dalam bottom tank terjadi penambahan larutan H2SO4 70% hasil dari pengenceran H2SO4 98% di seksi kristalizer. Penambahan ini berfungsi untuk menjaga agar konsentrasi H2SO4 dalam spinbath berada pada rentang 131,5 132,5 gr/l. selain ditambahkan dengan asam sulfat, larutan 51


spinbath juga ditambahkan Berrol 637 sebagai koagulan untuk mengikat impurities yang terdapat didalam larutan spinbath sehingga menggumpal dan mudah untuk disaring. Penambahan berrol 637 ini menyebabkan terbentuknya busa sehingga untuk menghilangkan busa larutan spinbath ditambahkan Berrol 730. Di dalam bottom tank, larutan spinbath juga ditambahkan ZnSO4 yang berfungsi sebagai retander untuk

memperlambat reaksi netralisasi yang bersifat searah dan berlangsung cepat. Dengan penambahan ZnSO4 serat/filamen yang terbentuk tidak akan mudah putus karena tidak terbentuknya rongga-rongga udara. Untuk menjaga limit kandungan Na2SO4 di dalam larutan spinbath, maka larutan spinbath dialirkan ke dalam reagen bath tower (RBT) untuk ditampung dan selanjutnya diproses menjadi kristal Na2SO4 pada unit crystallizer. Hasil reaksi pembuatan fiber berupa air mengakibatkan bertambahnya volume larutan spinbath dan menurunkan nilai spgr, sehingga digunakan evaporator untuk menurunkan kadar airnya. Sedangkan untuk menjaga temperatur spinbath sesuai dengan limit yang ditetapkan yaitu dengan cara mempertahankan temperatur outlet dari evaporator. Larutan spinbath yang ditampung di bottom tank dipompakan ke filter kemudian dilanjutkan ke top tank. Media filter yang digunakan terdiri dari bed yang tersusun atas batu, kerikil, dan pasir yang disangga oleh plat berlubang-lubang kecil. Proses penyaringan bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran pada larutan spinbath. Spinbath yang sudah bersih dan ditampung di top tank dialirkan ke spinning machine untuk digunakan sebagai larutan koagulan. Selanjutnya larutan spinbath tersebut dialirkan kembali ke bottom tank dan begitu seterusnya sehingga terjadi sirkulasi. Dengan menggunakan pompa transfer larutan spinbath

dipompakan melewati filter menuju ke unit evaporator dan aliran keluar dari evaporator dipompakan ke top tank. Larutan spinbath dari bottom 52


tank juga dipompa melewati filter menuju ke seksi crystallizer dengan aliran balik dialirkan ke bottom tank. Untuk menghilangkan gas yang terjebak dalam larutan spinbath dilakukan proses pemisahan pada digesser yang berada dalam kondisi vakum. Larutan spinbath dialirkan ke dalam vacuum vessel sehingga gas yang bertekanan rendah akan menguap. Uap yang kontak diserap oleh air yang ada pada mixing condenser (MK) dan heater condenser (HK), kemudian dilairkan ke sealpot. 2) Seksi EvaporatorLARUTAN SPINBATH DARI BOTTOM TANK

FILTER

HEAD TANK

VESSEL 13

VESSEL 14

A11 SAMPAI A1

SIGRI HEATER (H1)

VESSEL 1 SAMPAI VESEEL 12

THICKBATH TANK

TOP TANK

Gambar 3.7 Diagram Alir Seksi Evaporator 53


Dalam seksi ini terjadi proses penguapan, penguapan adalah konversi dari suatu bahan cair ke dalam suatu wujud gas. Cairan yang masuk ke unit evaporator adalah cairan spinbath yang telah digunakan di spinning departement. Cairan spinbath yang keluar dari spinning departement mengandung banyak air, sehingga akan menyebabkan

konsentrasi H2SO4 turun sedangkan konsentrasi larutan Na2SO4 akan meningkat. Setiap produksi 1 Ton fiber maka air yang dikembalikan dari spinning ke dept.auxilliary sebanyak 7,6 m3/jam. Oleh karena itu, air harus dipisahkan dari cairan spinbath dengan cara penguapan. Penguapan cairan spinbath ini dimaksudkan untuk meningkatkan konsentrasi larutan spinbath dan mengembalikannya pada komposisi awal agar dapat digunakan kembali di spinning department. PT. Indo Bharat Rayon memiliki tiga belas unit evaporator yang menggunakan sistem Multi Stage Flash Evaporator (MSFE). Setiap mesin spinning memiliki sumber larutan spinbath dari evaporator masingmasing, yaitu: M/C 1 menggunakan evaporator 3 M/C 2 menggunakan evaporator 1 dan 2 M/C 3 menggunakan evaporator 4 dan 6 M/C 4 menggunakan evaporator 8 dan 9 M/C 5 menggunakan evaporator 10 dan 11 M/C 6 menggunakan evaporator 12 dan 13 Sedangkan evaporator 5 dan 7 bersifat fleksibel dapat digunakan jika terjadi masalah atau kekurangan pada evaporator lain. Setiap unit evaporator terdiri dari 1 Heater, 14 stage vessel dan 11 preheater. Kapasitas penguapan evaporator dibagi menjadi dua bagian, yaitu : 1. Evaporator kapasitas besar (evaporator 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12 dan 13) dapat menguapkan 45 m3/jam.

54


2. Evaporator kapasitas kecil (evaporator 1 dan 4) dapat menguapkan 20 m3/jam. Evaporator beroperasi pada tekanan vakum dengan menggunakan steam ejector dan pompa vakum dengan tekanan yang semakin rendah dari vessel 1 sampai vessel 14. Mula-mula larutan return spinbath dipompakan oleh feed pump ke head tank dengan terlebih dahulu dilewatkan ke strainer yang berfungsi menyaring larutan viscous yang terbawa oleh larutan spinbath. Kemudian larutan spinbath masuk ke dalam bottom tank, dari bottom tank larutan spinbath dibagi menjadi dua aliran yaitu dipompakan menggunakan labour pump menuju top tank melalui filter berukuran 100 mesh. Jumlah filter yang digunakan setiap mesin berbedabeda, yaitu: M/C 1 M/C 2 M/C 3 M/C 4 M/C 5 M/C 6 : 4 unit filter : 4 unit filter : 4 unit filter : 4 unit filter : 5 unit filter : 5 unit filter

Sedangkan untuk aliran satunya dilewatkan ke dalam evaporator sistem MSFE. Pembagian aliran pada bottom tank ini bertujuan agar larutan spinbath didalam top tank tidak terlalu pekat. Larutan spinbath dari bottom tank dipompakan oleh feed pump menuju head tank denga terlebih dahulu dilewatkan ke dalam strainer dan filter untuk menyaring kotoran yang terbawa. Dari head tank larutan return spinbath masuk ke dalam vessel 13 pada suhu 45,9 oC. Aliran dari satu vessel ke vessel lainnya terjadi karena adanya perbedaan tekanan. Tekanan di V1 ke V14 semakin tinggi sehingga suhu penguapan air semakin rendah. Dari V14 return bath dialirkan ke dalam preheater A11, dimana preheater ini terdiri dari shell dan tube dengan pola aliran 1-4 pass. Proses berlangsung demikian seterusnya sampai preheater A1. Dari preheater 1 (A1) pemanasan dilanjutkan ke dalam sigri heater (H1) yang 55


dipanaskan menggunakan low pressure steam sebesar 1,8 bar dengan laju 5 Ton/jam hingga suhunya mencapai 105oC. Steam kondensat yang keluar dari sigri heater (H1) masuk kedalam Flash Vessel (FLV) yang berjumlah tiga buah dan uap yang dihasilkan dimanfaatkan untuk memanaskan preheater 1, 6, dan 11. Sedangkan pH steam condensate adalah netral (pH=7) dan konduktivitasnya rendah. Steam condensate selanjutnya masuk ke sealing pot untuk dikirim lagi ke boiler house untuk diproses menjadi steam kembali. Dari H1 larutan masuk ke dalam vessel 1 (V1) kemudian ke dalam vessel 2 (V2) sampai ke dalam vessel 12 (V12) dan akhirnya dikeluarkan ke dalam thick bath tank dan selanjutnya masuk ke top tank untuk dikirim kembali sebagai larutan spinbath ke unit spinning machine di departemen spinning. Suhu pada masing-masing vessel yaitu Vessel 1 (V1) suhu 93,7oC Vessel 2 (V2) suhu 93,7oC Vessel 3 (V3) suhu 90,7oC Vessel 4 (V4) suhu 86,3oC Vessel 5 (V5) suhu 80,3oC Vessel 6 (V6) suhu 75,7oC Vessel 7 (V7) suhu 70,7oC Vessel 8 (V8) suhu 65,2oC Vessel 9 (V9) suhu 62,4oC Vessel 10 (V10) suhu 60,4oC Vessel 11 (V11) suhu 59oC Vessel 12 (V12) suhu 48,2oC Vessel 13 (V13) suhu 45,9oC Vessel 14 (V14) suhu 98,5oC Uap air yang dihasilkan V1 dialirkan ke preheater 1 sama halnya dengan uap yang dihasilkan pada vessel yang lainnya. Khusus untuk vessel 12,13, dan 14 uap yang dihasilkan serta steam dari steam jet ejector dialirkan ke dalam Mixer Kondensor (MK) yang berada dalam kondisi 56


vakum dengan tekanan 80-100 mbar sehingga terjadi kontak dengan air yang berasal dari cooling tower dengan suhu 320C. MK berfungsi untuk mengatur suhu di thick bath tank. Uap yang belum terkondensasikan dialirkan ke dalam heater condensor (HK) dengan tekanan yang lebih rendah sehingga suhu turun dari 45,9oC menjadi 36,2oC. HK berfungsi untuk menjaga kestabilan vakum dalam sistem 80 mbar. Kemudian uap dikontakkan dengan air yang berasal dari cooling tower sehingga terjadi kondensasi. Kondensat dari MK dan HK dialirkan ke dalam MK water seal pot untuk didinginkan di cooling tower, sedangkan uap yang tidak mengembun akan dibuang melalui exhaust. Kemampuan evaporator untuk menguapkan air dalam larutan return spinbath sangat dipengaruhi oleh efisiensi perpindahan panas di dalam evaporator. Efisiensi perpindahan panas dapat terganggu oleh adanya endapan sulpur yang menempel pada dinding shell dan tube di bagian preheater. Untuk menghilangkan endapan sulpur ini biasanya dilakukan dengan cara pencucian menggunakan larutan NaOH 4% pada suhu 80oC. Kemudian dibilas menggunakan softwater dengan suhu 30oC. Rentang pencucian dilakukan setiap 2 minggu sekali atau jika efisiensi evaporator turun.

57


3) Seksi CrystallizerLARUTAN SPINBATH DARI BOTTOM TANK

REAGEN BATH TOWER (RBT)

VK1, VK 2 , VK 3

ALAT CRYSTALLIZER (K1, K2, K3)

MAGMA TANK

ROTARY VAKUM FILTER (RVF) MELTER TANK

Gambar 3.8 Diagram Alir Seksi Crytallizer Crystallizer berfungsi untuk memisahkan satu atau lebih komponen dari larutannya berdasarkan perbedaan titik bekunya. Crystallizer ini berfungsi untuk mengambil Na2SO4 di dalam larutan spinbath yang dihasilkan selama proses regenerasi. Pada crystallizer tersebut tidak langsung dihasilkan natrium sulfat tetapi yang dihasilkan berupa glauber salt (Na2SO4.10H2O) sehingga perlu dilakukan

pernghilangan air yang masih tersisa yang dilakukan dalam proses calcinations. Selama proses regenerasi di seksi spinning machine, konsentrasi Na2SO4 akan terus menigkat. Reaksi yang terjadi : 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O Pada dasarnya kristal Na2SO4 akan terbentuk pada suhu 12C. Jadi fungsi crystallizer adalah menurunkan suhu spinbath dari 48-50C menjadi 120C. 58


Proses diawali dengan larutan spinbath dialirkan ke dalam strainer dan filter untuk menyaring kotoran yang terbawa oleh larutan spinbath. Kemudian untuk menurunkan suhu larutan ini dilewatkan heat exchanger. Selanjutnya larutan spinbath di alirkan ke VK0 (VK = Pre Cooler) yang divakumkan oleh bath condenser 0 sehingga uap dari VK0 akan masuk ke dalam BK0 yang dikondensasikan dengan menggunakan air dari cooling tower. Kondensat dari BK0 ditampung ke dalam hot well untuk selanjutnya dialirkan kembali ke cooling tower. Larutan kemudian masuk ke VK1 pada suhu 38,1oC yang divakumkan oleh BK3 (suhu 36,6oC). Kemudian masuk ke VK2 pada suhu 34,2oC yang divakumkan oleh BK2 (suhu 32,3oC), selanjutnya masuk ke VK3 pada suhu 29,7oC yang divakumkan oleh BK1 (suhu 28,4oC). Proses kondensasi yang dilakukan di BK1, 2 dan 3 dilakukan menggunakan larutan mother liquor larutan spinbath yang berasal dari unit RVF (Rotary Vaccum Filter). Kondensat dari BK 1, 2 dan 3 ditampung di dalam

Mother Liquor Tank yang selanjutnya dialirkan ke bottom tank. Rangkaian alat ini merupakan precooler yang berfungsi sebagai pendinginan awal. Larutan kemudian masuk ke dalam alat crystallizer berupa vessel. Alat ini terdiri atas 3 Vessel yang divakumkan oleh Mixing Kondensor (MK) dengan bantuan steam ejector dengan tekanan 14-15 bar. Dimana vessel 1 dan 2 (K1 dan K2) divakumkan oleh MK2 dan vessel 3 (K3) divakumkan oleh MK 1. Larutan yang digunakan untuk kondensasi berupa larutan H2SO4 98% karena larutan tersebut mudah menyerap air. Kondensasi menyebabkan turunnya konsentrasi larutan H2SO4 98% menjadi 70%. Larutan spinbath dari VK3 dialirkan ke vessel pertama (K1), dimana di dalam K1 ini larutan spinbath mengalami penurunan suhu karena kondisi vakum. Tiap vessel memiliki vakum yang berbeda

mengakibatkan terjadinya penurunan suhu larutan return spinbath secara bertahap. Dari K1 suhu diturunkan hingga 15,5oC. Kemudian masuk ke K2 dan diturunkan suhunya hingga 14oC dan akhirnya keluar dari K3 pada 59


suhu 10-11oC. Vessel dilengkapi dengan lubang kecil yang berfungsi untuk pembentukan gelembung yang dapat difungsikan sebagai agitator. Larutan return spinbath yang keluar dari K3 kemudian dipompakan oleh salt pump ke dalam Magma Tank yang berfungsi sebagai tempat penampungan sebelum dialirkan ke Rotary Vacum Filter (RVF). Kondisi vakum terjadi dengan bantuan blower bertekanan 200 mmHg sehingga kristal Na2SO410H20 dapat terpisahkan dari mother liquor. Kristal Na2SO410H20 masuk ke dalam melter dan selanjutnya masuk ke unit calcination sedangkan mother liquor ditampung di dalam seal pot dan dialirkan ke dalam BK1. 4) Seksi CalcinationsGLAUBER SALT (Na2SO4.10H2O ) DARI MELTER TANK

SETTLER TANK

TRIPLE EFFECT EVAPORATOR

MELTER TANK

SETTLER TANK

TFF (TOP FEED FILTER)

Gambar 3.9 Diagram Alir Seksi Calcinations Calcimation merupakan proses lanjutan dari proses crystallization, untuk memisahkan air yang masih terkandung dalam glauber salt sebesar 10% sehingga diperoleh Na2SO4 dengan kadar air 0,05%. 60


Proses Kalsinasi ini menggunakan sistem Triple Effect Evaporator. Proses Kalsinasi berlangsung dalam VDK yang tersusun secara seri. Proses dimulai dari glauber salt didalam melter tank yang dipertahankan pHnya pada 5,6-6,5 dengan cara penambahan kaustik 26% yang berfungsi untuk menetralkan sisa H2SO4 yang masih terbawa. Kemudian masuk ke dalam Triple Effect Evaporator (VDK1, 2,dan 3). Kondisi masing-masing VDK sebagai berikut: VDK1 : suhu 95oC Tekanan 100 mmHg VDK2 : suhu 75-85oC Tekanan 500-600 mmHg VDK3 : suhu 60-65oC Tekanan 800-900 mmHg Di dalam VDK glauber salt disirkulasikan ke dalam Heat Exchanger (HE). HE1 dipanaskan dengan steam 1,8-2 bar dengan laju 1-5 Ton/jam. Sedangkan HE2, dan HE3 dipanaskan dengan uap yang keluar dari VDK1 dan VDK2. Outlet dari VDK3 ditampung kembali ke dalam melter yang selanjutnya dipompakan menuju settler yang berfungsi sebagai penampung dan pengumpan kristal Na2SO4 ke dalam Top Feed Filter (TFF). Sedangkan uap yang keluar dialirkan ke dalam Mixing Kondensor (MK) dan kondensatnya ditampung di dalam seal pot. TFF adalah vakum filter yang berputar dan terbuat dari stainless stell. Slurry NFL (Neutral Feed Liqour) yang telah siap akan difiltrasi di TFF filter dengan menggunakan pompa transfer melter melalui settler. Sodium akan terfilter dan mother liquor akan dikembalikan ke melter. Pada proses ini juga terdapat penambahan hypoclorit yang berfungsi sebagai zat pemutih. Nilai whiteness yang diinginkan untuk kristal Na2SO4 yaitu 88-90%. 61


5) Seksi Dryer Kristal natrium sulfat basah dari TFF dimasukkan dalam pipa dryer bersamaan dengan udara panas yang mengalir ke atas sehingga terjadi kontak sepanjang pipa. Selama proses pengontakkan tersebut maka akan terjadi penguapan air. Udara pengering yang digunakan dipanaskan oleh gas panas hasil pembakaran solar yang dilakukan dalam Chamber. Udara luar dihembuskan dan dibakar dengan solar yang dispraykan ke dalam Chamber. Udara panas dengan suhu 450C ditarik dengan exhaust fan dari atas dengan laju tertentu sehingga kristal natrium sulfat basah terfluidisasi di dalam pipa. Aliran udara yang keluar dari dryer dimasukkan ke cyclone untuk memisahkan kristal hasil pengeringan. Di dalam cyclone kristal akan turun ke bawah sedangkan gasnya ikut keluar di delivery exhaust fan. Suhu udara keluar dari dryer adalah 1750C dengan kandungan air 0,01% di dalam kristal Na2SO4. Produk akhir Na2SO4 harus memenuhi beberapa kriteria di bawah ini: Kemurnian pH kristal moisture : min.99,5% : 5,6-6,5 : max 0,10%

Berger (kilat) : 78-82%

6) Seksi Bagging Natrium sulfat anhydrous yang telah mengalami proses drying kemudian ditampung di silo dan dikemas menggunakan karung dengan bagging machine yang bekerja secara otomatis. Jumlah mesin bagging ada dua. Kapasitas produksi setiap mesin adalah 70 ton/hari dan dikemas dalam karung dengan berat 25, 50 dan 1000 kg.

62


7) Seksi Steam Condensate Steam yang telah digunakan kemudian terkondensasi menjadi steam condensate dengan temperatur kira-kira 60C, kemudian dikirim kembali ke Power Plant untuk diolah menjadi steam kembali.

3.2.1

Departemen Ancillary Ancillary Department merupakan departemen yang bertugas menyediakan

larutan asam sulfat untuk auxillary department dan spinning department. Tugas pokok dari Ancillary department terbagi menjadi 3 tugas, yaitu: Acid Plant, CS2 Refinery Plant, dan Waste Sulphuric Acid Plant. 1) Acid Plant Departemen ancillary memiliki dua acid plant bertugas untuk memproduksi H2SO4 98,5%. Acid plant 1 memiliki kapasitas 150 ton/hari, Acid plant 2 memiliki kapasitas 120-130 Ton/hari, dan Acid Plant 3 memiliki kapasitas 150 Ton/hari. Proses pembuatan dilakukan dengan proses kontak antara sulfur cair dengan udara kering menggunakan katalis vanadium pentoksida (V2O5), yang berfungsi mengkonversi SO2 menjadi SO3. Bahan baku dari pembuatan H2SO4 ini adalah sulphur cair dan udara kering. Udara yang akan dikontakkan terlebih dahulu dilewatkan ke menara pengering (drying tower) yang digerakkan oleh blower. Drying tower berisi packing yang terbuat dari keramik. Proses pengeringan udara dilakukan dengan menggunakan asam sulfat sebagai absorben untuk menyerap uap air yang terkandung dalam udara. Penggunaan udara kering ini bertujuan untuk mencegah korosi pada converter dan pipa-pipa serta mencegah kerusakan katalis, karena air merupakan racun katalis. Proses pembakaran sulfur oleh udara kering terjadi dalam furnace pada suhu 900-1000 oC. Reaksi pembakaran tersebut bersifat eksotermis sehingga kalor yang dihasilkan dapat digunakan pada boiler untuk 63


menghasilkan steam. SO2 yang terbentuk dari proses pembakaran ini selanjutnya dialirkan ke converter. Reaksi yang terjadi pada furnace adalah sebagai berikut: S + O2 SO2 Sebelum masuk converter, SO2 dilewatkan pada cartridge filter terlebih dahulu untuk menyaring pengotor yang terbawa oleh SO2. Dalam converter terdapat katalis vanadium pentoksida (V2O5). Katalis tersebut berfungsi mempercepat reaksi oksidasi SO2. Converter terdiri dari 5 Bed. SO2 yang masuk Bed 1 memiliki suhu 440 oC kemudian bereaksi dengan oksigen membentuk SO3. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: SO2 + O2 SO3 SO3 yang keluar dari Bed 1 memiliki suhu 590 oC. suhu keluaran yang tinggi tersebut kemudian digunakan untuk menghasilkan steam pada boiler 2. Pemanfaatan panas tersebut mengakibatkan penurunan suhu pada suhu keluaran boiler 2. Suhu SO3 yang masuk Bed 3 adalah 440 oC dan suhu keluarannya adalah 590o

C. SO3 keluaran tersebut kemudian

dialirkan ke tube side heat exchanger. Dalam heat exchanger tersebut SO3 mengalami pendinginan oleh soft water yang dialirkan di bagian shell sehingga suhu SO3 turun menjadi 440 oC. Dari heat exchanger SO3 dialirkan ke Bed 3A (Bed 3 pada plant 1) dan kemudian masuk ke Bed 3B (Bed 4 pada Plant 1). Keluaran dari Bed 3B masuk ke tube side hot heat exchanger (SO3 cooler) dan tube side cold heat exchanger. Setelah itu masuk ke economizer Interpass Tower. Pada alat tersebut SO3 mengalami penndinginan dengan menggunakan soft water. Lalu masuk ke Interpass Tower untuk dikontakkan dengan H2SO4 dan membentuk oleum (H2S2O7) untuk kemudian dialirkan ke circulation tank. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: SO3 + H2SO4 H2S2O7 H2S2O7 + H2O 2 H2SO4 64


SO3 yang belum terikat dengan H2SO4 dialirkan ke candle mist eliminator. Dalam candle mist eliminator gas-gas pengotor tertangkap oleh acid besi yang terdapat di dalamnya. Dari candle mist eliminator SO3 dialirkan kembali ke cold heat exchanger, hot heat exchanger, dan heat exchanger pada bagian shellnya. Kemudian SO3 masuk kemali ke converter Bed 4. SO3 yang keluar dari Bed 4 (Bed 5 pada Plant 1)dialirkan ke Final Absorption Tower Economizer untuk dikontakkan kambali dengan acid. Gas SO3 yang masih terlepas atau tidak kontak dengan acid masuk ke scrubbing tower yang didalamnya terdapat air yang disemprotkan untuk menangkap SO3. SO3 yang masih belum terikat dibuang melalui chimney.

65


Gambar 3.10 Diagram Alir Acid Plant

66


2) CS2 Refinery Plant Plant ini berfungsi untuk melakukan pemurnian terhadap CS2 dari department spinning melalui proses distilasi. Kualitas CS2 crude adalah kandungan H2S 40 ppm dan total solid 130 ppm. Sedangkan kualitas yang diperlukan adalah kandungan H2S

Lap Magang

Documents