BukuIndustriKimiaIndonesia-forshare

B a b 1

P e n d a h u l u a n

Industri kimia merujuk pada suatu industri yang terlibat dalam produksi

zat kimia. Industri ini mencakup petrokimia, agrokimia, farmasi, polimer,

cat, dan oleokimia. Industri ini menggunakan proses kimia, termasuk reaksi

kimia untuk membentuk zat baru, pemisahan berdasarkan sifat seperti

kelarutan, titik didih, kesetimbangan, pengaruh panas, serta metodemetode

lain. Industri kimia berhubungan dengan pemrosesan bahan

mentah yang diperoleh melalui penambangan, pertanian, dan sumbersumber

lain, menjadi material, zat kimia, serta senyawa kimia yang dapat

berupa produk antara yang akan digunakan di industri lain atau produk

akhir yang siap dikonsumsi masyarakat

Beberapa industri kimia telah dibangun di berbagai tempat di Indonesia.

Pabrik pupuk Urea, Single Super Phosphate (SP), Triple Super Phospate

(TSP), Zuur Ammonia (ZA), dan pupuk NPK, yang mendukung

produksi pangan telah dibangun di Indonesia. Pabrik tekstil, zat warna,

karet, kulit dan plastik - polimer yang mendukung terscukupinya

kebutuhan pakaian; Pabrik semen, keramik, gelas-kaca, besi-baja yang

mendukung kebutuhan papan; Pabrik kertas, pulp, selulosa serta obatobatan

yang mendukung komoditi pendidikan dan kesehatan; serta

industri minyak dan gas bumi, batubara, biodisel, biogas, bioetanol yang

mendukung komoditas transportasi dan sumber energi.

1.1 Klasifikasi Industri Kimia

Industri kimia dapat diklasifikasikan sesuai dengan jenis bahan baku utama

yang digunakan dan / atau jenis produk utama yang dibuat. Oleh karena itu

industri kimia dapat dikelompokkan menjadi industri kimia anorganik dan

industri industri kimia organik.

Industri Industri kimia anorganik mengolah bahan kimia anorganik,

membuat campuran yang sama dan juga mensintesis bahan kimia

anorganik.

Industri kimia organik berat menghasilkan bahan bakar minyak bumi,

polimer, petrokimia dan bahan sintetis lainnya, sebagian besar dari

1 | I n d u s t r i K i m i a I n d o n e s i a

minyak bumi. Industri kimia organik ringan menghasilkan bahan kimia

khusus yang meliputi obat-obatan, pewarna, pigmen dan cat, pestisida,

sabun dan deterjen, produk kosmetik dan produk lain-lain.

Pembagian lain dalam industri kimia dengan melihat seberapa besar

produk tersebut dibuat dan seberapa besar perubahan nilai tambahnya.

Beberapa produk yang harganya murah diproduksi dalam volume besar

supaya dapat keuntungan yang signifikan, biaya pengolahan rendah,

disebut komoditi (commodity chemicals), Hal ini berarti bahwa bahan baku

yang murah dan mudah diperoleh. Ada juga teknologi proses yang ada

relatif sederhana, dan mudah diperoleh. Untuk menjual sejumlah besar

produk, harus ada pasar yang besar. Ini membawa persaingan yang juga

membuat harga tetap rendah.

a. Komoditas kimia

Industri kimia umumnya didasarkan pada bahan kimia anorganik dasar

(Basic Inorganic Chemicals) dan bahan kimia organik dasar (Basic Organic

Chemicals) dan produk antara (intermediet). Karena mereka diproduksi

langsung dari sumber daya alam atau turunan langsung dari sumber daya

alam, mereka diproduksi dalam jumlah besar.

Dalam sepuluh bahan kimia anorganik dasar, yang mendominasi hampir

sepanjang waktu, adalah asam sulfat, nitrogen, oksigen, amonia, kapur,

natrium hidroksida, asam fosfat dan klorin. Alasan asam sulfat selalu

nomor satu adalah karena digunakan dalam pembuatan pupuk, polimer,

obat-obatan, cat, deterjen dan kertas. Hal ini juga digunakan dalam

penyulingan minyak bumi, metalurgi dan dalam proses lainnya. Peringkat

atas oksigen karena banyak penggunaannya dalam industri baja.

Ethylene dan propylene biasanya antara sepuluh produk kimia dasar.

Produk kimia dasar ini digunakan dalam produksi bahan kimia organik,

termasuk polimer. Bahan kimia dan Produk kimia dasar ini yang disebut

sebagai komoditas atau bahan kimia industri.

Oleh karena itu bahan kimia komoditas didefinisikan sebagai produk

bernilai rendah yang diproduksi dalam jumlah besar terutama dalam

proses yang kontinyu. Bahan kimia komoditas ini ditujukan untuk

kebutuhan umum dalam skala besar.

b. Bahan Kimia Khusus (speciality chemicals)

Produk atau Bahan kimia yang memiliki nilai tambah yang tinggi,

melibatkan produksi dalam jumlah kecil untuk keperluan akhir tertentu.

Produk ini disebut bahan kimia khusus. Produk ini merupakan produk


dengan nilai tambah tinggi yang dihasilkan dalam volume rendah dan

dijual atas dasar fungsi tertentu.

Dalam kategori ini adalah bahan kimia yang disebut kinerja yang

merupakan produk bernilai tinggi diproduksi dalam volume rendah dan

digunakan dalam jumlah yang sangat rendah. Mereka dihakimi oleh kinerja

dan efisiensi. Enzim dan pewarna adalah bahan kimia kinerja. Contoh lain

bahan kimia khusus termasuk bahan kimia obat, agrokimia, pigmen, rasa

dan wewangian, produk perawatan pribadi, surfaktan, dan perekat. Bahan

kimia khusus terutama digunakan dalam bentuk formulasi. Kemurnian

adalah sangat penting dalam formulasi mereka. Ini panggilan untuk sintesis

organik dari bahan kimia murni sangat dihargai dikenal sebagai bahan

kimia

c. Bahan kimia halus (fine chemicals)

Pada saat Anda akan menemukan bahwa bahan baku untuk produk Anda

harus sangat murni untuk produk berfungsi seperti yang diinginkan. Kimia

penelitian di kategori ini juga merupakan bahan farmasi. Kimia dimurnikan

atau disempurnakan seperti itu disebut bahan kimia. Menurut definisi

mereka adalah nilai tambah tinggi zat kimia murni organik yang dihasilkan

dalam volume yang relatif rendah dan dijual atas dasar spesifikasi yang

tepat kemurnian daripada karakteristik fungsional. Pangsa pasar global

untuk setiap jenis kira-kira sebagai berikut: Bahan Kimia Komoditas 80%,

Bahan kimia Spesialisasi 18%, Bahan kimia Halus 2%

1.2 Bahan baku untuk Industri Kimia

Produk industri kimia yang dihasilkan sangat bergantung kepada

ketersediaan bahan baku. Semua bahan kimia menggunakan bahan baku

yang tersedia di alam. Harga bahan kimia tergantung pada ketersediaan

bahan baku. Oleh karena itu Industri kimia besar dikembangkan

berdasarkan pada ketersediaan bahan baku paling melimpah di alam.

Indonesia yang terletak di bantaran katulistiwa secara alamiah memiliki

paparan energi matahari paling tinggi dibanding bagian bumi lainnya.

Energi yang besar dari matahari ini dikonversi menjadi berbagai bentuk,

menghasilkan pembentukan uap air yang banyak membentuk curah hujan

yang tinggi, pertumbuhan tanaman berbagai varitas tropis di darat dan di

laut, memberikan Sumber Daya Alam yang beragam dan melimpah di

Indonesia, yang terdapat di udara, di laut, di air sungai, di daratan, serta di

dalam tanah. Potensi Sumber Daya Alam Indonesia yang tersebar di 33

propinsi sebagian kecil telah dapat diolah menjadi produk yang bermanfaat


bagi kehidupan manusia, baik yang langsung maupun yang tidak langsung

mendukung komoditas pangan, pakaian, papan, kesehatan, pendidikan,

transportasi dan sumber energi, sebagian besar lainnya masih pada

keadaan aslinya.

Potensi ketersediaan bahan baku untuk industri kimia di indonesia cukup

besar. Indonesia dianugerahi kekayaan sumber bahan baku sangat

melimpah antara lain bahan baku industri petrokimia, oleokimia, fine

chemical, coal-based industry, dan biomass-based industry sbb:

Cadangan total MinyakBumi : 7.998,49 MMSTB

Cadangan total Gas Bumi : 159, 63 TSCF

Cadangan total Batubara : 104,8 Milyar Ton

Produsen minyak sawit (CPO dan CPKO) terbesar di dunia: pada

tahun 2011 mencapai 25,4 juta ton (lebih dari 75% masih diekspor

mentah)

Produsen biomassa (hasil samping) pertanian terbesar didunia

dengan potensi biomassa utama : sekam padi 20 Juta Ton, janggel

jagung 15 Juta Ton dan Tandan Kosong sawit sebesar 15 Juta Ton.

1.3 Industri Kimia di Indonesia

Industri kimia telah menunjukkan pertumbuhan yang fenomenal selama

lebih dari lima puluh tahun. Industri dalam pembuatan polimer organik

sintetis yang digunakan sebagai plastik, serat dan elastomer di mana

sebagian besar pertumbuhan berasal. Polimer sintetis membentuk 80%

dari output industri kimia seluruh dunia. Pada tahun 1999 industri kimia

dihitung menjadi hampir $ 1,5 triliun sebuah perusahaan global. Secara

historis dan saat ini industri kimia masih terkonsentrasi di tiga wilayah

dunia, Eropa Barat, Amerika Utara dan Jepang (Triad). Masyarakat Eropa

tetap menjadi daerah penghasil terbesar diikuti oleh Amerika Serikat dan

Jepang.

Pengembangan industri kimia nasional telah dimulai sejak awal

pembangunan nasional yang memanfaatkan sumber minyak dan gas bumi

serta peluang pengembangan yang sangat potensial. Itulah sebabnya

industri kimia bertumbuh secara signifikan yang ditandai oleh

pengembangan pusat Olefin di Banten sebagai basis pengembangan

industri petrokimia.

Pada awal tahun 1990an, industri kimia berkembang pesat hingga di atas

10 persen, namun melorot akibat krisis moneter yang terjadi tahun 1998.


Dan kini, secara perlahan bangkit kembali dimana selama 3 tahun terakhir

bertumbuh pada kisaran 2 – 4 persen. Kondisi ini memperlihatkan

ketangguhan sektor industri kimia, meskipun menghadapi berbagai

tantangan mulai dari terbatasnya pasokan bahan baku dan energi hingga

munculnya pesaing regional maupun internasional.

Tentunya harapan kita agar industri kimia akan terus membaik mengingat

dampak positif yang signifikan, baik dalam pengembangan industri

manufaktur maupun pengembangan ekonomi nasional – yang selama ini

diindikasikan melalui perolehan devisa, substitusi impor, dan penyerapan

tenaga kerja. Hal ini memperlihatkan betapa pentingnya peranan industri

kimia dalam pembangunan nasional secara berkesinambungan.

Apabila diperhatikan, bahwa negara-negara industri maju seperti Jepang,

Amerika Serikat dan Uni Eropa mempunyai struktur industri kimia yang

sangat kokoh dan kompetitif. Itulah sebabnya maka pembangunan industri

petrokimia menjadi salah satu kebijakan prioritas yang akan difokuskan

pada penguatan struktur industri petrokimia mulai dari hulu hingga ke

hilir.

Saat ini, telah eksis 3 sentra produksi industri petrokimia nasional yaitu

Pusat Olefin di Banten, Bontang, dan Pusat Aromatik di Tuban. Keberadaan

ketiga sentra industri petrokimia tersebut perlu ditopang oleh jaminan

pasokan bahan baku dalam jangka panjang. Kementerian Perindustrian

terus mengupayakan adanya pembangunan unit-unit kilang minyak yang

dapat memproduksi nafta dan kondensat sebagai bahan dasar petrokimia.

Hal ini tentunya memerlukan dukungan ketersediaan minyak dan gas,

investasi yang besar serta ketersediaan lahan yang memadai. Beberapa

investor baik dari dalam negeri maupun asing telah menunjukkan

keseriusan untuk membangun industri petrokimia hulu berupa

pembangunan unit “naphtha cracker” maupun refinery, dan hal ini perlu

didukung oleh kebijakan iklim investasi yang kondusif.

Industri petrokimia adalah industri sekunder dengan bahan baku hasil

primer (hasil tambang dan pertanian). Industri Petrokimia merupakan

industri yang sangat strategis, karena menunjang berbagai sektor industri

lainnya seperti industri pangan, sandang, papan, transportasi,

telekomunikasi, kesehatan dan lain-lain. Industri petrokimia dapat dibagi

menjadi industri hulu (upstream industry), industri antara (intermediate

industry) dan industri hilir (downstream industry).


Industri petrokimia hulu mempunyai sifat high investment, high technology,

high risk, dan low profit tetapi mempunyai dampak yang sangat besar

kepada masyarakat. Oleh sebab itu, biasanya di negara-negara yang

memiliki sumber daya alam (migas) seperti Malaysia, Thailand, China, Iran,

Saudi Arabia, Qatar, Yaman, Kuwait menopang industri petrokimia hulu

dengan pendanaan negara (BUMN). Sedangkan industri antara dan hilir

didominasi oleh swasta. Industri petrokimia hulu terdiri atas industri

pemurnian dan pengilangan minyak bumi, pemurnian dan pengolahan gas

bumi, dan barang-barang dari hasil kilang minyak bumi. Termasuk pula di

dalamnya adalah industri kimia dasar anorganik dan kimia dasar organik

yang merupakan industri antara dalam rantai industri kimia. Industri kimia

hulu tergolong padat modal, hanya menyerap 0,8% tenaga kerja untuk

menghasilkan 2,4% nilai tambah industri.


B a b 2

P r o s e s d i I n d u s t r i K i m i a

Pengetahuan tentang proses industri kimia diperlukan bagi mahasiswa

sarjana teknik kimia (chemical engineer) karena setelah lulus akan

berperan sebagai process engineer (pengoperasian pabrik kimia) maupun

sebagai poject engineer (perancang pabrik kimia). Sebagai project engineer,

seorang sarjana teknik kimia dituntut untuk mampu merancang proses

kimia di industri dengan menggunakan data yang ada di literatur menjadi

suatu rancangan proses kimia yang dinyatakan dalam diagram alir proses

(Proses Flow Diagram). Sedangkan sebagai process engineer, seorang

sarjana teknik kimia dituntut untuk mampu mengoperasikan pabrik dan

mengendalikan proses kimia yang berlangsung pada rangkaian peralatan

industri. Bagaimana pengaruh perubahan temperatur, tekanan,

perbandingan pereaksi, konsentrasi pereaksi dan katalisator terhadap

pencapaian konversi proses kimia perlu diketahui untuk dapat

mengendalikan proses kimia di industri.

Sedangkan teknologi proses diperlukan untuk mengolah potensi Sumbersumber

alam Indonesia menjadi komoditas yang diperlukan masyarakat

seperti komoditas pangan, pakaian, papan, kesehatan, pendidikan,

transportasi dan sumber energi. Pohon industri kimia yang menunjukkan

potensi dari suatu bahan mentah untuk dapat diolah menjadi bahan kimia

dasar, bahan kimia antara (intermediate) maupun menjadi produk yang

siap dikonsumsi perlu direalisasi menjadi pabrik di Indonesia. Dalam

operasi pabrik dapat dibagi menjadi unit-unit yang dapat dikelompokkan

dalam unit proses (proses Kimia) dan unit operasi (proses fisik)

2.1 Teknologi Proses

INPUT

(Bahan baku)

PROSES

(Transformasi)

OUPUT

(Produk)

Gambar 2.1 Suatu ciri pada Proses Industri Kimia


Setiap proses industri dirancang untuk menghasilkan produk yang

diinginkan dimulai dari berbagai bahan baku yang menggunakan energi

melalui serangkaian langkah-langkah pengolahan yang terintegrasi secara

rasional. Langkah-langkah pengolahan adalah secara fisik atau secara

kimia.

Tata letak proses kimia menunjukkan daerah dimana :

• bahan baku dilakukan pengolahan awal

• konversi berlangsung

• pemisahan produk dariproduk samping dilakukan

• penyulingan / pemurnian produk terjadi

• titik masuk dan keluar dari utilitas (air pendingin, steam)

Sebuah proses kimia terdiri dari kombinasi reaksi kimia seperti sintesis,

kalsinasi, pertukaran ion, elektrolisis, oksidasi, hidrasi, dan operasi

berdasarkan fenomena fisik seperti penguapan, destilasi kristalisasi, dan

ekstraksi. Oleh karena itu sebuah proses kimia dapat berupa satu unit

proses atau kombinasi dari beberapa unit proses yang digunakan untuk

konversi bahan baku melalui kombinasi proses kimia dan pengolahan fisik

(unit operasi) menjadi produk jadi, seperti ditunjukkan secara skematis

pada Gambar 2.2.

Bahan

Baku

Unit

Operasi

Unit

Proses

Unit

Operasi

Produk

Bak

u

Reycle

Gambar 2.2 Skema umum proses dalam industri kimia

Bahan baku sebelum masuk unit proses (reaksi kimia), mengalami

sejumlah tahapan pengolahan secara fisik (unit operasi) seperti

penyeragaman / pengecilan ukuran, penyaringan, pemurnian, sehingga

siap untuk direaksikan secara kimia didalam reaktor. Kemudian produk

reaksi harus mengalami proses pengolahan fisik selanjutnya seperti

pemisahan, pemurnian, agar diperoleh produk akhir yang diinginkan.


a. Unit proses

Unit proses adalah transformasi kimia atau konversi yang dilakukan dalam

suatu proses. Pada Tabel 2.1, contoh dari beberapa unit proses yang

diberikan.

Table 2.1 Contoh-contoh unit proses

Acylation Calcinations Dehydrogenation Hydrolysis

Alcoholysis Carboxylation Decomposition Ion Exchange

Alkylation Causitization Electrolysis Isomerization

Amination Combustion Esterification Neutralization

Ammonolysis Condensation Fermentation Oxidation

Aromatization Dehydration Hydrogenation Pyrolysis

b. Unit Operasi

Susunan beberapa rangakaian proses kimia akan membentuk pabrik kimia

secara utuh. Namun, masing-masing dapat dipecah menjadi serangkaian

unit-unit yang disebut unit operasi dan unit proses. Unit operasi ini

merupakan pengolahan atau pemisahan secara fisik, yang diperlukan

untuk:

• menghantarkan bahan baku dalam bentuk atau keadaan yang

siap untuk bereaksi secara kimia

• memurnikan produk dalam bentuk yang sesuai (memenuhi

spesifikasi) untuk kebutuhan pasar

Tabel 2.2 Contoh unit operasi

Agitation Dispersion Heat transfer

Atomization Distillation Humidification

Centrifuging Evaporation Mixing

Classification Filtration Pumping

Crushing Flotation Settling

Decanting Gas absorption Size reduction

Pada Table 2.2, beberapa unit operasi yang umum dijumpai di industri

kimia. Dalam susunan atau urutan unit operasi ditambah dengan berbagai


unit proses dan bersama-sama dengan bahan masuk, yang memberikan

ciri dari setiap proses.

Setiap Operasi tunggal memiliki teknik umum dan didasarkan pada

prinsip-prinsip ilmiah yang sama. Misalnya, dalam banyak proses, padatan

dan cairan harus dipindahkan, panas atau energi dapat ditransfer dari satu

bahan ke bahan yang lain, pengeringan, pengecilan ukuran, penyulingan

dan penguapan dilakukan. Dengan mempelajari unit operasi secara

sistematis, yang melintasi aliran proses, pengolahan semua proses dapat

digabung dan disederhanakan.

2.2 Diagram Aliran Proses

Uraian suatu proses akan lebih mudah kalau dinyatakan dalam suatu

gambar. Beberapa proses kimia cukup sederhana, sedangkan yang lain bisa

sangat kompleks seperti kilang minyak dan pabrik petrokimia. Untuk

mempermudah dalam menjelaskan uraian proses, maka digunakan

diagram alir proses (Proses Flow Diagram), yang dikenal juga sebagai

lembar aliran (Flow Sheet).

H2S

CO2

Uap Air

Air

Umpan

Boiler

Steam

Drum

CO2

Product

Gas

Alam

Feed

Treating

Reformer

Purification

Methanation

NH 3

Product

Uap

Air

Udara

Unit

Syn Reformer Gas

Compres

sor

Gambar 2.3 Contoh blok diagram suatu pabrik Amoniak

Syn Loop

&

Refriger

ant

H.R.

U


Sebuah diagram alir adalah peta jalan proses, yang memberikan banyak

informasi dalam ruang yang kecil. Insinyur kimia menggunakannya untuk

menunjukkan urutan peralatan dan unit operasi dalam proses keseluruhan,

untuk menggambarkan prosedur pembuatan secara sederhana dan untuk

menunjukkan kuantitas materi dan energi yang dipindahkan. Sebuah

diagram alir bukanlah gambar yang berskala tetapi Gambar yang

menunjukkan tahapan proses kimia dengan urutan yang logis, beserta

rincian yang memadai agar interpretasi secara mekanik dapat dilakukan.

Dua jenis diagram alir yang umum digunakan, yaitu, diagram blok (block

diagram) dan diagram proses aliran (process flow diagaram).

a. Diagram Blok

Gambar 2.3 adalah contoh suatu diagram blok dari pabrik amoniak.

Diagram blok merupakan suatu diagram skematik, yang menunjukkan:

• Gambaran suatu proses yang berlangsung, yang terdiri dari

rangkaian beberapa unit operasi dan unit proses.

• Aliran material digambar dengan menggunakan garis dan panah.

• Unit operasi dan unit proses digambar dalam bentuk persegi panjang

atau lingkaran

• Bahan baku, produk antara dan produk akhir

b. Diagram Alir Proses (Flow Sheet)

Pabrik kimia dirancang menggunakan gambar aliran proses atau flow sheet

yang dibuat oleh para insinyur kimia untuk mengkomunikasikan konsep

dan desain. Penyampaian informasi terhambat jika pembaca tidak

diberikan gambaran yang jelas dari desain. Process Flow Diagram (Flowsheet)

merupakan dokumen kunci didalam disain pabrik secara umum,

karena Flow-sheet menunjukkan :

Susunan peralatan yang dipilih untuk menjalankan proses

Aliran-aliran dari laju alir dan komposisi

Kondisi operasi

Flow-sheet merupakan model dalam bentuk diagram dari suatu proses,

yang disebut juga sebagai Process Flow Diagram (PFD), yang akan

digunakan oleh Bagian perencana sebagai dasar dari rancangannya atau

oleh Bagian operator untuk menyiapkan manual operasi dan training

operator. Karena proses flow-sheet merupakan dokumen kunci tentang

proses, maka penyajiannya harus jelas, komprehensip, akurat dan lengkap.

Engineering flow diagram menunjukkan urut-urutan peralatan dan unit

operasi pada keseluruhan proses. Untuk penggambaran simbol-simbol

dalam flow-sheets sebisa mungkin menyerupai peralatan yang


sesungguhnya yang digunakan di pabrik. Untuk kebutuhan dokumen

tender atau bosur perusahaan, gambar sesungguhnya yang berskala

kadangkala digunakan, tetapi yang lebih umum dalam penyajian yang lebih

sederhana.

Bentuk-bentuk gambar dan simbol-simbol ada standarisasinya : BS (British

Standard), ANSI (American National Standard Institute), AFNOR (France

standar), JIS (Japan International Standar) atau Standard Industri

Indonesia (SII)

Gambar 2.4 Contoh diagram alir proses (PFD) poses pembuatan semen

Tujuan utama dari pembuatan engineering flow diagram adalah untuk

menyajikan nerca panas dan neraca massa dari aliran utama dalam proses,

suhu dan tekanan dari tiap tahap peralatan proses. Hal ini biasanya

termasuk peralatan tambahan untuk proses seperti steam, udara, air, bahan

bakar, refrigeration, media pemanas, dll. Gambar 2.4 adalah contoh suatu

diagram alir proses (flow sheet) dari proses pembuatn semen.

2.3 Unit Proses dalam Industri kimia

Di bagian awal bab ini, telah didefinisikan suatu unit proses sebagai

transformasi kimia atau konversi. Unit proses adalah inti dari industri

kimia sintetik dan sangat penting dalam proses organik. Beberapa unit

proses yang umumnya ada di Industri akan dibahas berikut ini.


a. Polimerisasi

Istilah Polimer berasal dari dua kata Yunani: "polys" yang berarti "banyak"

dan "meros" yang berarti "bagian-bagian". Maka uatu polimer berarti zat

yang memiliki ratusan atau ribuan banyak bagian kecil identik yang dikenal

sebagai monomer, yang terikat secara kovalen dalam proses kimia, yang

dikenal sebagai proses polimerisasi. Reaksi yang menghasilkan polimer

dengan rantai panjang (polimer tinggi), maka monomer semestinya berupa

:

o Suatu polifungsional, misalnya mengandung setidaknya dua gugus

reaktif

o Tidak memberikan produk siklik dengan penutupan cincin

intramolekul karena ini akan menghentikan polimerisasi.

Reaksi polimerisasi terbagi dalam dua katagori secara umum:

1. Addisi atau polimerisasi rantai yang melibatkan tahap-tahap reaksi

inisiasi, propagasi, dan terminasi. Contoh polimer addisi adalah

polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride dan polystyrene.

2. Kondensasi atau reaksi polimerisasi bertingkat. Ini melibatkan reaksi

kondensasi antara dua molekul polifungsional, kadang-kadang dengan

pelepasan molekul kecil seperti air. Nylon merupakan polimer

kondensasi heksametilena diamina (H2N-(CH2)6-NH2) dan asam adipat

(HOOC-(CH2)4-COOH) membentuk polymer Nylon ([-(NH-(CH2)6-NH-

CO-(CH2)4)-]n) dan melepaskan molekul air (H2O).

Jika salah satu dari reaktan dalam polimerisasi kondensasi mengandung

lebih dari dua gugus fungsional, akan diperoleh polimer silang (cross link

polimer).

Polimerisasi radikal bebas : Salah satu reaksi yang paling umum dan

berguna untuk membuat polimer adalah polimerisasi radikal bebas. Hal ini

digunakan untuk membuat polimer dari monomer vinil, yaitu dari molekul

kecil yang mengandung karbon-karbon ikatan ganda. Polimer yang dibuat

oleh polimerisasi radikal bebas termasuk polystyrene, polimetilmetakrilat,

polivinil asetat dan polietilen bercabang. Polimerisasi radikal bebas melalui

tahapan Inisiasi, propagasi dan terminasi.

Polimerisasi Emulsi : Emulsi polimerisasi adalah jenis polimerisasi

radikal bebas yang biasanya dimulai dengan emulsi yang terdiri dari air,

monomer dan surfaktan. Jenis yang paling umum dari polimerisasi emulsi

adalah emulsi minyak dalam air, dimana tetesan monomer (minyak) yang

diemulsikan (dengan surfaktan) dalam fase air yang kontinu. Air-larut


polimer, seperti alkohol polivinil tertentu atau selulosa hidroksietil, juga

dapat digunakan untuk bertindak sebagai pengemulsi / stabilisator. Emulsi

polimerisasi digunakan untuk memproduksi polimer komersial penting.

Produk polimerisasi sangat banyak dengan banyak kegunaan dan termasuk

resin fenolik, resin alkil, poliamida, poliester, busa elastis, polimer silikon,

polimer isosianat, resin epoxy, perekat, pelapis, polietilen, polimer vinil dan

polimer akrilik (untuk industri cat).

b. Alkilasi

Alkilasi adalah proses memasukkan gugus alkil dengan mensubstitusi atau

penambahan kedalam senyawa organik. Misalnya, penggabungan dari

olefin kedalam hidrokarbon merupakan reaksi alkilasi. Dengan adanya

katalis asam seperti fluorida hidrogen atau asam sulfat, reaksi ini

digunakan untuk konversi gas hidrokarbon ke gasoline (bensin). Proses

biasanya eksotermik dan mirip dengan polimerisasi. Contoh lain adalah

pembentukan 2,2-dimetilbutan dari etilena dan isobutana.

c. Hidrolisis

Didalam hidrolisis baik organik atau anorganik, senyawa air dan senyawa

lain mengalami penguraian ganda untuk membentuk dua produk. Hidrogen

dari air berikatan ke satu produk sementara hidroksil menuju ke produk

lainnya seperti digambarkan dalam persamaan berikut:

XY + H2O HY + XOH

Jika XY adalah senyawa anorganik, ini akan menjadi kebalikan dari

netralisasi. Namun dalam kimia organik, hidrolisis memiliki lingkup yang

lebih luas, yang meliputi: Inversi gula, menghancurkan protein,

penyabunan lemak dan minyak. Reaksi-reaksi ini dapat dilakukan dengan

air saja. Namun, ada zat yang mempercepat atau mengkatalisasi hidrolisis,

misalnya senyawa basa, asam atau Enzim.

Hidrolisis ester disebut juga dengan reaksi saponifikasi, pembentukan

sabun. Sebuah contoh yang baik adalah saponifikasi lemak dan minyak

gliserol dan baik sabun atau asam lemak. Hidrolisis ester adalah reversibel

dan dikatalisis oleh kedua ion oksonium (H3O + ), dan ion hidroksil (OH - ).

Artinya, itu dapat berupa asam atau alkali katalis. Penambahan kecepatan

asam sampai reaksi tanpa pergeseran kesetimbangan signifikan. Di sisi lain,

penambahan alkali mempercepat reaksi dan menggeser reaksi ke kanan

sehingga ia pergi sampai selesai.


d. Unit proses yang lain

Beberapa unit proses dan contoh aplikasinya di Industri adalah sbb :

Sulfonasi : Sebuah proses kimia yang melibatkan masuknya asam

sulfonat kelompok (SO2OH) atau garam yang sesuai atau sulphonyl

halida (= SO2Cl) menjadi molekul organik. Reagen sulphonasi adalah

asam sulfat (98%), sulfur trioksida dalam air (oleum) dan asam sulfat

berasap. Contoh : bahan antara (Intermediet) dalam pembuatan fenol,

xylene deterjen, dodesil benzena sulfonat asam, polystyrene, turunan

naftalena dan senyawa alifatik sulfonasi.

Esterifikasi : Sebuah proses kimia di mana suatu ester dan air

terbentuk ketika suatu radikal organik diganti dengan satu ion

hidrogen yang terionisasi dari asam.Contoh : Produksi serat sintetis

seperti polietilen tereftalat, pembuatan resin alkil dan polivinil asetat,

ester persiapan terpene dan selulosa.

Hydrogenasi :Reaksi kimia dari molekul hidrogen dengan zat lain

dengan adanya katalis.Contoh : Industri amonia, pembuatan bahan

bakar cair, hidrogenasi lemak nabati, hidrogenasi karbohidrat untuk

propilen, glikol dan lain-lain sorbitol dan banyak.

Halogenasi (klorinasi, brominasi, iodinasi) : Melibatkan penambahan

satu atau lebih atom halogen pada suatu senyawa organik. Contoh :

Senyawa klorin yang digunakan dalam chlorohydrocarbons seperti

kloroform, senyawa tersebut etilen (freon), DDT, karbon tetraklorida,

asam olefin, asam klorida, dll

Nitrasi : Senyawa klorin yang digunakan dalam chlorohydrocarbons

seperti kloroform, senyawa tersebut etilen (freon), DDT, karbon

tetraklorida, asam olefin, asam klorida, dll Contoh : Industri pelarut, zat

warna, bahan peledak, obat-obatan dan sebagai bahan dalam produksi

amina



B a b 3

I n d u s t r i K i m i a S e d e r h a n a

Industri kimia sederhana adalah industri kimia yang prosesnya sederhana

dan skalanya relatif kecil. Pada bab industri kimia sederhana ini akan

dibahas industri-industri berikut :

1. Pembuatan Kecap

2. Pembuatan gula merah

3. Pembuatan Es kering

4. Pengambilan minyak atsiri

5. Pabrik Gondorukem

3.1 Pembuatan Kecap

Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan

berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan

kecap umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Namun ada pula kecap

yang dibuat dari bahan dasar air kelapa yang umumnya berasa asin. Kecap

manis biasanya kental dan terbuat dari kedelai, sementara kecap asin lebih

cair dan terbuat dari kedelai dengan komposisi garam yang lebih banyak,

atau bahkan ikan laut. Selain berbahan dasar kedelai atau kedelai hitam

bahkan air kelapa, kecap juga dapat dibuat dari ampas padat dari

pembuatan tahu.

a. Bahan baku

Kedelai (putih atau hitam)

Ragi tempe

Rempah : daun salam, daun jeruk Sereh, laos

Gula merah

Garam dapur

b. Proses Pembuatan

Cuci kedelai dan rendam dalam 3 liter air selama satu malam. Kemudian

rebus sampai kulit kedelai menjadi lunak, lalu tiriskan di atas tampah dan

dinginkan;Beri jamur tempe pada kedelai yang didinginkan. Aduk hingga

rata dan simpan pada suhu ruang (25 ~30 o C) selama 3~5 hari;Setelah


kedelai ditumbuhi jamur yang berwarna putih merata, tambahkanlarutan

garam.

Tempatkan dalam suatu wadah dan biarkan selama 3-4 minggu pada suhu

kamar (25 ~30 o C). Batas maksimum proses penggaraman adalah dua

bulan;Segera tuangkan air bersih, masak hingga mendidih lalu

saring;Masukkan kembali hasil saringan, tambah gula dan bumbu-bumbu.

Kecap asin : tiap 1 liter hasil saringan membutuhkan 2 ½ ons gula merah.

Setelah semua bumbu dicampurkan ke dalam hasil s Bumbu ini (kecuali

daun salam, daun jeruk dan sereh) disangrai terlebih dahulu kemudian

digiling halus dan campur hingga rata. Penambahan gula bagi Kecap manis

: tiap 1 liter hasil saringan membutuhkan 2 kg gula merah. Dan Kecap asin :

tiap 1 liter hasil saringan membutuhkan 2 ½ ons gula merah.

Perebusan dihentikan apabila sudah mendidih dantidak berbentuk buih

lagi; Setelah adonan tersebut masak, saring dengan kain saring. Hasil

saringan yang diperoleh merupakan kecap yang siap untuk kemas dalam

botol.

Air

Pemasakan Tahap 1

(mendidih)

Penyaringan

Pemasakan tahap 2

(mendidih)

Penyaringan

Produk

KECAP

Kedelai

Pencician &

Perendaman

(12 jam)

Perebusan &

ditiriskan

Peragian tahap 1

(3 – 5 hari)

Peragian tahap 2

(3 – 4 minggu)

Bungkil

Ampas

Ragi

tempe

Larutan

garam

Gambar 3.1 Diagram blok pembuatan kecap


3.2 Pembuatan gula merah (gula jawa)

Proses pembuatan gula tradisional (gula merah atau gula jawa)

ditunjukkan pada diagram blok di gambar 5.1. Tebu segar dipanen di pagi

hari dan segera diproses menggunakan mesin pengepres sederhana. Mesin

dioperasikan menggunakan kerbau. Untuk batch pertama tebu segar

ditekan sampai sekitar sari tebu diperoleh. Jumlah cairan yang didapat

kemudian dibagi menjadi dua wajan. Kedua wajan kemudian dipanaskan

secara bersamaan pada api yang kuat selama dua jam. Ketika cairan

mendidih, busa dan kotoran naik ke atas dan kemudian secara berkala

diambil dengan sendok kayu. Untuk mencegah limpahan busa selama

mendidih, bambu silinder, diameter 40 cm, direndam dalam wajan.

Bahan baku tebu

Penggilingan

(mesin press)

Nira

Pemasakan Mentah

(selama 2-3 jam, diaduk)

Pencetakan

Nira kental coklat gelap

Produk

Gula

Gambar 3.2 Diagram alir proses pembuatan gula merah dari tebu

Setelah 2 jam, cairan mulai menebal dan berwarna coklat gelap. Pada tahap

ini, jus tebu perlu diaduk terus-menerus untuk mencegah cairan agar tidak

gosong. Ketika ketebalan cairan yang dikehendaki diperoleh, wajan

diangkat dan cairan dipindahkan ke cetakan. Cairan itu kemudian

dibiarkan dingin dan mengeras, membentuk blok gula tebu. Blok gula tebu

kemudian dibawa keluar dari cetakan. Gula tebu ini sekarang sudah siap

untuk dipasarkan. Seluruh proses ini diulangi untuk batch berikutnya.


3.3 Pembuatan Es kering (dry ice)

Es kering adalah bentuk padat dari karbon dioksida yang biasanya

digunakan sebagai pendingin. Keuntungan dari es kering adalah suhunya

lebih rendah daripada es dari air dan tidak meninggalkan sisa apapun. Es

kering biasanya digunakan untuk menjaga agar makanan beku tetap

terjaga dinginnya di tempat yang tidak tersedia mesin pendingin.

Penggunaan es kering dapat mengurangi persentase kerusakan, lebih tahan

lama penyimpanannya dan dapat mengurangi bahan-bahan terbuang.

Pendinginan/pengawetan bahan makanan dengan es kering tidak boleh

tersentuh langsung, sebab akan mengakibatkan bahan makanan tersebut

rusak. Untuk beberapa industri tertentu, es kering berguna dalam

pekerjaan liner yang sangat penting.

Es kering akan tersublimasi pada suhu −78.5 °C (−109.3 °F) pada tekanan

atmosfer. Suhu yang luar biasa dingin ini menyebabkan es kering yang

berbentuk padat berbahaya untuk dipegang tanpa pengaman karena akan

menyebabkan perih karena kedinginan (frostbite). Es kering pada

umumnya merupakan senyawa yang tidak berbahaya, tapi dalam

konsentrasi yang tinggi dapat menyebabkan asfiksi karena kekurangan

oksigen.

Untuk memproduksi es kering (dry ice), CO2 cair yang telah dihasilkan

sebelumnya diubah menjadi salju CO2 padat yang ditekan dengan alat press

sehingga membentuk silinder berukuran panjang 34 cm dengan

penampang garis tengah 15 cm dan temperatur minus 78,8 derajat Celcius.

Gas

Holder

Compressor

Dryer

Refrigeration

Liquifier

Pure

CO2

Revert

Compressor

Dry Ice Press

Liquid storage

Dry Ice

Product

Gambar 3.3 Diagram blok pembuatan es kering


3.4 Pengambilan minyak atsiri

Indonesia mempunyai sumber daya alam hayati yang sangat banyak dan

beragam. Di antara keanekaragaman hayati yang sangat banyak dan

beragam itu terdapat tanaman penghasil minyak atsiri yang sampai

sekarang belum dapat dimanfaatkan secara maksimal. Indonesia

menghasilkan 40–50 jenis tanaman penghasil minyak atsiri dari 80 jenis

minyak atsiri yang diperdagangkan di dunia dan baru sebagian dari jenis

minyak atsiri tersebut yang memasuki pasar dunia, diantaranya nilam,

sereh wangi, cengkeh, melati, kenanga, kayu putih, cendana, dan akar

wangi. Meskipun Indonesia merupakan salah satu pemasok minyak atsiri

dunia, tetapi kenyataannya ada sejumlah minyak atsiri yang juga di impor.

Padahal minyak atsiri yang di impor tersebut dapat diproduksi oleh

Indonesia sebagai contoh, orange, lemon, lime, citrus, geranium, jasmine,

lavender, peppermint, cornmint, dan vetiver

a. Minyak Nilam

Tanaman nilam (Pogostemon cablin Benth.) merupakan salah satu tanaman

penghasil minyak atsiri yang penting, menyumbang devisa lebih dari 50%

dari total ekspor minyak atsiri Indonesia. Hampir seluruh pertanaman

nilam di Indonesia merupakan pertanaman rakyat yang melibatkan sekitar

40 ribuan kepala keluarga petani.

Di Indonesia daerah sentra produksi nilam terdapat di Bengkulu, Sumatera

Barat, Sumatera Utara dan Nanggroe Aceh Darussalam, kemudian

berkembang di provinsi Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur

dan daerah lainnya. Luas areal pertanaman nilam pada saat ini sekitar

25.000 ha, namun produktivitas minyaknya masih rendah rata-rata 100

kg/ha/tahun Indonesia merupakan pemasok minyak nilam terbesar di

pasaran dunia dengan kontribusi 90%. Sebagian besar produk minyak

nilam diekspor untuk dipergunakan dalam industri parfum, kosmetik,

antiseptik dan insektisida.

b. Minyak Cengkeh

Tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum L) merupakan salah satu

penghasil minyak atsiri yang memiliki potensi besar di Indonesia, antara

lain minyak cengkeh (clove oil), minyak tangkai cengkeh (clove stem oil),

dan minyak daun cengkeh (clove leaf oil). Kecamatan Sawahan merupakan

salah satu sentra penyulingan minyak daun cengkeh terbesar di Kabupaten

Nganjuk.

Daun cengkeh merupakan hasil dari pohon cengkeh yang belum banyak

dimanfaatkan oleh petani dibandingkan dengan bunga atau tangkai

cengkeh yang banyak digunakan untuk industri rokok dan makanan.


Tanaman cengkeh yang berumur lebih dari 20 tahun, setiap minggunya

dapat terkumpul daun kering sebanyak rata-rata 1 kg/pohon, sedangkan

tanaman yang berumur kurang dari 20 tahun dapat terkumpul sebanyak

0,5 kg/pohon). Daun cengkeh yang mengandung minyak 1 – 4 %, sehingga

dapat ekstraksi menjadi minyak atsiri yang bernilai ekonomis tinggi. Isolasi

minyak atsiri dari daun cengkeh dapat menggunakan beberapa metode

yaitu ekstraksi, penyulingan dengan air, penyulingan dengan uap dan

penyulingan uap dan air yang masingmasing metode memiliki kelebihan

dan kelemahannya.

c. Minyak Kayu Putih

Minyak kayu putih merupakan salah satu produk kehutanan yang telah

dikenal luas oleh masyarakat. Minyak atsiri hasil destilasi atau penyulingan

daun kayu putih (Melaleuca leucadendron Linn.) ini memiliki bau dan

khasiat yang khas, sehingga banyak dipakai sebagai kelengkapan kasih

sayang ibu terhadap anaknya, terutama ketika masih bayi. Minyak kayu

putih digosokkan hampir di seluruh badan untuk memberikan kesegaran

dan kehangatan pada si jabang bayi.

Karena penggunaannya yang luas tersebut, mutu minyak kayu putih yang

dijual di pasaran perlu mendapat perhatian. Untuk memenuhi tuntutan

mutu tersebut, lahirlah standar nasional kayu putih yang diusulkan oleh

PT. Perhutani (persero) melalui Pantek 55S Kayu, bukan kayu dan produk

kehutanan, yaitu SNI 06-3954-2001. Standar tersebut menetapkan istilah

dan definisi, syarat mutu, cara uji, pengemasan dan penandaan minyak

kayu putih yang digunakan sebagai pedoman pengujian minyak kayu putih

yang diproduksi di Indonesia.

Mutu minyak kayu putih diklasifikasikan menjadi dua, yaitu mutu Utama

(U) dan mutu Pertama (P). Keduanya dibedakan oleh kadar cineol, yaitu

senyawa kimia golongan ester turunan terpen alkohol yang terdapat dalam

minyak atsiri seperti kayu putih. Minyak kayu putih mutu U mempunyai

kadar cineol ≥ 55%, sedang mutu P kadar cineolnya kurang dari 55%.

Secara umum, kayu putih dikatakan bermutu apabila mempunyai bau khas

minyak kayu putih, memiliki berat jenis yang diukur pada suhu 15 o C

sebesar 0,90 – 0,93, memiliki indeks bias pada suhu 20 o C berkisar antara

1,46 – 1,47 dan putaran optiknya pada suhu 27,5 o C sebesar (-4) o – 0 o .

Indeks bias adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara sinus

sudut datang dengan sinus sudut bias cahaya, sedangkan yang dimaksud

putaran optik adalah besarnya pemutaran bidang polarisasi suatu zat.


Disamping itu, minyak kayu putih yang bermutu akan tetap jernih bila

dilakukan uji kelarutan dalam alkohol 80%, yaitu dalam perbandingan 1 :

1, 1 : 2, dan seterusnya s.d. 1 : 10. Dalam minyak kayu putih tidak

diperkenankan adanya minyak lemak dan minyak pelican. Minyak lemak

merupakan minyak yang berasal dari hewan maupun tumbuhan, seperti

lemak sapi dan minyak kelapa, yang mungkin ditambahkan sebagai bahan

pencampur dalam minyak kayu putih. Demikian juga minyak pelican yang

merupakan golongan minyak bumi seperti minyak tanah (kerosene) dan

bensin, sehingga merusak mutu kayu putih tersebut.

Bagian terpenting dalam standar tersebut, selain penetapan mutu di atas,

adalah cara uji untuk mengetahui mutu minyak kayu putih, baik yang

tercantum di dalam dokumen maupun kemasan. Pengujian dilakukan

dengan dua cara, yaitu cara uji visual dan cara uji laboratories. Cara uji

visual dilakukan untuk uji bau, sedangkan uji laboratories dilaksanakan

untuk menguji kadar cineol, berat jenis, indeks bias, putaran optik, uji

kelarutan dalam alkohol 80%, kandungan minyak lemak dan kandungan

minyak pelican.

Minyak kayu putih merupakan salah satu produk kehutanan untuk tujuan

ekspor yang penerapan standarnya bersifat wajib. Selain minyak kayu

putih, produk kehutanan yang penerapan standarnya diwajibkan oleh

Pemerintah adalah produk kayu lapis dan gambir.

d. Minyak Kenanga

Di pasar dunia minyak kenanga dari Indonesia dikenal dengan istilah Java

Cananga Oil (Cananga odorata f. Macrophylla. Pada saat ini daerah yang

memproduksi bunga kenanga / minyak atsiri kenanga ada di daerah Jawa

Timur yaitu Blitar dan Purwodadi, sedangkan di Jawa Tengah terdapat di

daerah Boyolali. Sejak tahun 1950, kabupaten Blitar telah mengembangkan

usaha minyak kenanga.

Proses penyulingan minyak kenanga yang telah lama dilakukan oleh

penyuling-penyuling di Blitar, Purwodadi, dan Pasuruan, dilakukan dengan

cara Water Distillation. Namun umumnya kondisi operasi selama proses

destilasi, khususnya waktu dan laju pemanasan kurang diperhatikan

sehingga kualitas minyak kenanga yang diperoleh tidak sesuai yang

diharapkan. Oleh karena itu, teknik destilasi yang bisa dikembangkan

adalah menggunakan metode Steam Distillation dan Water-Steam

Distillaton. Metode Steam Distillation pada umumnya memiliki keunggulan

dari segi biaya, kecepatan penyulingan, dan kapasitas produksi minyak.


Minyak kenanga mengandung lebih banyak sesquiterpen dan sesquiterpen

alkohol, tetapi kandungan esternya lebih sedikit. Komponen utama minyak

kenanga dari konsentrasi yang paling besar berturut-turut adalah -

caryophyllene, -terpineol, benzil asetat dan benzil alkohol.

3.5 Peralatan penyulingan minyak atsiri

Penyulingan dapat didefinisikan sebagai pemisahan komponen-komponen

suatu campuran dari dua jenis cairan atau lebih berdasarkan tekanan uap

dari masing-masing zat tersebut. Dalam industri minyak atsiri dikenal 2

macam tipe penyulingan berdasarkan kontak antara uap dan bahan yang

akan disuling, yaitu:

Penyulingan dengan air (Hydro Distillation)

Penyulingan dengan uap (steam Distillation)

a.Penyulingan dengan air (Hydro Distillation)

Pada metode ini, bahan yang akan disuling dikontakkan langsung dengan

air mendidih (direbus). Merupakan cara yang paling mudah, dimana

bahan dan air dicampur jadi satu dan kemudian dipanaskan hingga air

mendidih selama waktu tertentu. Bahan tersebut mengapung di atas air

atau terendam secara sempurna tergantung dari bobot jenis dan jumlah

bahan yang disuling. Air dipanaskan dengan metode pemanasan yang

biasa dilakukan, yaitu dengan panas langsung, mantel uap, pipa uap

melingkar tertutup, atau dengan memakai pipa uap melingkar terbuka

atau berlubang.

Gooseneck

15 cm

1"

Pressure

gage

20 cm

Spiral

Condenser

80 cm

KETEL

SULING

Air pendingin keluar

(menuju kolam pendingin)

Cerobong

asap

120 cm

100 cm

0.5"

kaca pengamat

level air

AIR

80 cm

100 cm

Lubang masukan

bahan bakar padat

Air

(kondensat)

Minyak

keluar

Ruang

pembakaran

Pengambilan abu

pembakaran

Air pendingin masuk

(dari kolam pendingin)

Gambar 3.4 Penyulingan dengan air (Hydro Distillation)


Ciri khas dari metode ini adalah kontak langsung antara bahan dengan air

mendidih. Proses penyulingan dengan air ini dapat disekemakan seperti

pada gambar 3.4. Pada gambar tersebut terdiri dari bejana untuk

memanaskan (merebus) bahan dengan air (distiller), uap yang keluar

akan melalui kondensor sehingga diperoleh cairan campuran minyak

dengan air yang ditampung dan dipisahkan dibotol pemisah.

Beberapa jenis bahan (misalnya bunga kenanga, bunga mawar, dan kayu

gaharu) harus disuling dengan metode ini, karena bahan harus tercelup

dan dapat bergerak bebas dalam air mendidih. Jika disuling dengan

metode uap langsung, bahan ini akan merekat dan membentuk gumpalan

besar yang kompak, sehingga uap tidak dapat berpenetrasi kedalam

bahan. Kelemahan dari proses ini adalah : Sangat sulit untuk menjaga

pemanasan, sehingga dapat dipastikan laju pemanasan akan selalu

bervariasi, sangat mudah untuk terbakar karena pemanasan yang terlalu

tinggi pada bejana, sehingga akan merusak komposisi minyak yang

diinginkan.

b. Penyulingan dengan uap (steam Distillation)

Pada proses penyulingan ini, bahan yang akan diolah diletakkan di atas

rak-rak atau saringan berlubang. Ketel suling diisi dengan air sampai

permukaan air berada tidak jauh di bawah saringan. Air dapat dipanaskan

dengan berbagai cara, yaitu dengan uap jenuh yang basah dan bertekanan

rendah.

Gambar 3.5 Penyulingan dengan uap jenuh


Proses penyulingan dengan uap ini disekemakan seperti pada gambar 3.5.

Pada gambar tersebut terdiri dari alat pembuat steam (boiler), yang

dialirkan ke bejana untuk tempat bahan yang akan didistilasi (distiller),

uap yang keluar akan melalui kondensor sehingga diperoleh cairan

campuran minyak dengan air yang ditampung dan dipisahkan dibotol

pemisah. Ciri khas dari proses ini adalah sebagai berkut:

Uap selalu dalam keadaan basah atau jenuh (saturated vapour)

Bahan yang disuling hanya kontak dengan uap dan tidak dengan air

panas.

Beberapa jenis bahan (misalnya daun nilam, daun cengkeh, dan daun kayu

putih) cocok disuling dengan metode ini, karena dapat menghasilkan

minyak dengan kualitas yang tinggi. Jika disuling dengan air (direbus),

terdapat banyak komponen lain (yang tidak dikehendaki) larut dalam air

dan terikut bersama minyak.

Pada umumnya untuk mendapatkan rendemen yang tinggi dan mutu

minyak atsiri yang baik, maka perlu diperhatikan hal-hal berikut:

Suhu penyulingan dilakukan serendah mungkin

Pada penyulingan uap, jumlah air yang kontak langsung dengan bahan

yang disuling diusahakan sesedikit mungkin

Pengisian bahan ke dalam alat penyulingan harus sehomogen mungkin,

karena dikhawatirkan membentuk saluran uap diantara bahan,

sehingga mengurangi efisiensi penyulingan, karena kurangnya kontak

antara uap dan bahan yang akan disuling .

Pemilihan bahan baku konstruksi untuk bejana destilasi, pada

umumnya yang paling umum digunakan adalah stainless steel, karena

bahan konstruksi ini tidak mudah berkarat, dan dapat digunakan untuk

semua jenis minyak apapun, walaupun minyak tersebut bersifat asam.

3.6 Pabrik Gondorukem & Terpentin

Salah satu hasil hutan non kayu adalah getah pinus yang dihasilkan dari

pohoh pinus. Getah pinus yang telah disadap kemudian diolah dan

menghasilkan gondorukem (Gum Rosin) dan terpentin. Gondorukem

berupa padatan berwarna kuning jernih sampai kuning tua, dapat

digunakan sebagai bahan tambahan pada industri kertas, keramik, plastik,

cat, batik, sabun, tinta cetak, politur, farmasi, kosmetik dll. Sedangkan

Terpentin berbentuk cair berwarna jernih serta merupakan pelarut yang

kuat, dapat menjadi bahan baku industri kosmetik, minyak cat, campuran

bahan pelarut, antiseptik, kamper dan farmasi.


Di Indonesia terdapat sekitar 12 pabrik gondorukem dan terpentin yang

diolah Perhutani maupun swasta, diantaranya yaitu : Rejowinanung

(Trenggalek), Garahan (Jember), Sukun (Ponorogo), Sapuran (Wonosobo),

Cimanggu (Purwokerto), Winduaji (Brebes), Paniggaran (Pekalongan),

Kongsi (Pekalongan), Nagrek (Bandung), PT Manuha Karya (Sumedang),

PT.Inhutani (Pekan Baru)

a. Bahan baku

‣ Getah dari pohon pinus (Pinus Merkusii)

‣ Terpentine (untuk melarutkan getah)

b. Proses pembuatan

Getah Pinus sebagai bahan baku untuk produksi Gondorukem & Terpentin,

dihasilkan dari hasil penyadapan pohon Pinus Merkusii. Getah Pinus yang

dikumpulkan dan diterima di Pabrik berupa cairan kental yang bercampur

dengan kristal, air, serpihan kayu, daun pinus, kembang pinus, dan

kotoran-kotoran lain

Oleh karenanya Kualitas Getah ditentukan oleh kadar kotoran dan

warnanya. Untuk memperoleh Gondorukem berkualitas baik diperlukan

getah yang baik pula. Karenanya sangat membantu bila sekiranya getah

bisa dipisahkan sesuai dengan kualitasnya. Kalau tidak, maka diperlukan

peralatan yang baik dan canggih untuk mendapatkan kembali getah yang

berkualita baik.

Terpentin

Product

Getah

Pinus

Cond

Melter

Strainer Washer Distiler

Decanter

Air

Steam

Air

GUM

Product

Gambar 3.6 Diagram blok Pabrik Gondorukem dari getah pinus


Didalam proses pengolahan Getah Pinus di Pabrik Gondorukem &

Terpentin, melalui beberapa tahapan :

1. Penerimaan dan penampungan getah

2. Pemanasan awal & Pengenceran

3. Pencucian & Penyaringan

4. Pemanasan/pemasakan getah

5. Penampungan getah & Pemisahan terpentine

6. Pengujian& Pengemasan

Penerimaan dan penampungan Getah

Penerimaan getah dilakukan untuk menyortir getah hasil dari sadapan

yang telah dikumpulkan oleh pengumpul. Getah yang telah disadap

dikumpulkan di Tempat Pengumpulan Getah sebelum dikirimkan ke

pabrik. Getah pinus yang baru dikirim dari Tempat Pengumpulan Getah

masih bercampur dengan kotoran-kotoran berupa daun, tatal, jonjot, tanah

dan lain-lain.

Getah pinus ini ditampung dalam suatu tempat yang disebut dengan bak

getah.. Dalam bak getah ada beberapa peralatan yaitu close steam yang

berfungsi untuk mengencerkan getah, open steam yang berfungsi untuk

mengencerkan getah yang mengkristal, stayner yang berfungsi untuk

menyaring kotoran dan kran pengeluaran getah.

Pemanasan Awal & Pengenceran

Getah dari bak getah dialirkan ke blow case melalui talang getah dan

dilakukan pemanasan pendahuluan hingga mencapai suhu 70-80 o C.

Setelah dicapi suhu pemanasan tersebut, selanjutnya getah dipindahkan ke

tangki melter sampai habis. Fungsi dari blow case adalah sebagai

pemanasan awal agar getah menjadi encer sehingga mudah dialirkan ke

tangki melter.

Pengenceran dilakukan di dalam tangki melter dengan mencampurkan

beberapa liter terpentin lalu dipanasi kembali hingga mencapai suhu 70-80

o C, kemudian getah diendapkan 4-6 menit. Pengenceran getah ini

dimaksudkan untuk memudahkan pemisahan kotoran dari getah maupun

memudahkan didalam pemindahan dan penyaringannya. Setelah mencapai

kondisi pengenceran yang diinginkan maka larutan getah

didiamkan/diendapkan beberapa menit untuk memberikan kesempatan

terjadinya endapan kotoran dan air turun kebawah, setelah itu dilakukan

pembuangan dan penyaringan.


Kotoran air yang terendap dibuang atau dialirkan ke bak penampungan

limbah sampai habis melalui pipa pembuangan. Getah yang ada kemudian

dialirkan ke filter press untuk difiltrasi menggunakan steam. Setelah getah

difiltrasi, getah dipindahkan ke tangki settler sampai habis. Adapun fungsi

dari melter adalah untuk melarutkan getah dan terpentin, menyaring

kotoran yang terbawa dalam getah dan mencairkan getah yang

mengkristal.

Pencucian & penyaringan

Pencucian awal dilakukan dalam tabung settler dengan menggunakan air

dari tangki water tretment, kemudian dicampurkan dengan larutan asam

oksalat (0,3% setiap batch) dari tangki asam oksalat. Asam oksalat ini

berfungsi untuk mengikat kotoran dan ion besi yang tercampur dalam

larutan getah. Setelah tercampur dengan asam oksalat, larutan getah

diendapkan selama 10 menit, kemudian air dan kotoran dialirkan ke bak

penampungan limbah melalui pipa pembuangan sampai habis. Apabila

larutan getah masih terlihat kotor, harus dilakukan pencucian ulang

sebanyak 2-3 kali sampai larutan getah terlihat bersih, kemudian dipindah

ke tangki scrubbing sampai habis.

Pencucian kembali dilakukan dalam tangki scrubbing dengan

menambahkan air hangat sebanyak 1.000 liter dari water treatment sambil

dilakukan pengadukan dengan menggunakan pengaduk selama 10-15

menit. Suhu larutan dalam tangki scrubbing dipertahankan pada suhu 70-

80 o C. Kemudian larutan getah diendapkan selama 10 menit. Air dan

kotoran yang telah mengendap dibuang ke bak penampungan limbah

melalui pipa pembuangan sampai habis. Pencucian getah dapat dilakukan

ulang bila larutan getah belum memenuhi standar berdasarkan informasi

dari quality controller.

Penampungan Getah Bersih

Jika larutan getah telah dinyatakan lulus oleh quality controller, larutan

getah dipindahkan ke tangki penampung getah bersih sampai habis melalui

filter press yang dilengkapi dengan filter duck dan filter wire mesh agar

kotoran yang masih tertinggal dapat tersaring. Bila larutan getah dalam

tangki penampung sudah memenuhi kapasitas pemasakan, dilakukan

pengendapan, kemudian kotoran dibuang ke bak penampungan limbah.

Pemasakan Getah

Pemasakan getah dimaksudkan untuk mematangkan getah dan

mengeluarkan air serta komponen lainnya yang terdapat dalam getah

dengan menggunakan energi panas yang dihasilkan oleh boiler. Dengan


pemasakan maka sifat–sifat getah akan lebih stabil serta memiliki daya

tahan yang lama. Pemasakan ini dilakukan dalam suatu ketel pemasak

khusus yang mempunyai ketahanan terhadap suhu dan tekanan. Tangki

pemasak dirancang untuk bekerja pada tekanan yang dilengkapi dengan

coil pemanas, closed steam, open steam, kaca pengamat, dan kran untuk

pengeluaran terpentin.

Prosesnya, getah yang sudah bersih dan siap dimasak dalam tangki

penampung dimasukkan ke dalam tangki ketel pemasak lalu dilakukan

pemanasan hingga mencapai suhu 160-170 o C. Ketika awal pemasakan pada

suhu 130-140 o C uap air dan uap terpentin menguap dan masuk ke

condensor yang ditarik oleh pompa vakum untuk diembunkan atau

dicairkan. Untuk itu didalam menangani tangki pemasakan ini diperlukan

ketelitian dan kecermatan operator didalam melakukan pemasakan

maupun mengenal peralatan yang ditangani Pada proses pemasakan yang

perlu diperhatikan antara lain :

- Pemanasan harus bertahap

- Tekanan vakum

- Tekanan uap (Open steam) tidak terlalu besar

- Suhu pemanasan

Penampungan Gondorukem dan pemisahan Terpentin

Hasil dari kondensasi dialirkan ke tangki separator untuk memisahkan

antara air dan terpentin. Pemisahan antara produkan turpentine dengan

air berdasarkan perbedaan densitas. Diamana berat jenis (s.g.) Turpentine

0,82 – 0,88; Sedangkan berat jenis air (s.g.) Air : 1, maka Fraksi bawah

(mengandung air), Fraksi tengah (mengandung turpentine dan air,

diproses ulang menuju mixer) dan Fraksi atas hanya mengandung

turpentine. Setelah keduanya terpisah terpentin dialirkan ke tangki

penampung terpentin A yang disiapkan untuk digunakan dalam proses

pengenceran getah dalam tangki melter. Pada suhu 130-140 o C sampai

suhu akhir pemanasan hasil terpentinnya dialirkan ke tangki penampung

terpentin B sebagai terpentin produk. Terpentin dalam tangki terpentin B

dipindahkan ke tangki terpentin sementara melalui tangki dehidrator.

Dalam dehidrator terpentin disaring kembali dengan garam industri agar

kandungan air yang masih terdapat dalam terpentin dapat tertinggal.

Kemudian terpentin dialirkan kembali ke tangki terpentin produk.

Sedangkan untuk gondorukem jika suhu sudah mencapai 170 o C dibiarkan

untuk sementara kemudian didinginkan hingga suhu 135 o C dan dipanasi

kembali sampai suhu 145 o C agar panasnya menyebar. Setelah itu

gondorukem siap dikemas.


Pengujian& Pengemasan

Dari hasil akhir proses pada tangki pemurnian dapat diketahui hasil

gondorukem dan terpentin yang baik atau tidak. Pada proses tangki

pemurnian ini pula sangat ditentukan perlakuan yang cermat dan trampil,

karena meskipun dari hasil proses pencucian berhasil sempurna namun

tanpa ada dukungan dari proses pemasakan yang baik maka hasil dari

gondorukem pun jadi bermutu rendah, misalnya titik lunak terlalu rendah,

browning/hangus, atau berkristal.

Dalam perdagangan, gondorukem dibedakan dalam beberapa

mutu/kualita. Faktor utama yang menentukan mutu adalah : warna, titik

lunak, kadar kotoran. Di Indonesia telah dibuat standardisasi mengenai

mutu gondorukem, yang dikelompokan dalam mutu I, mutu II, mutu III

serta lokal.

Warna gondorukem disebut dengan X (Rex) untuk warna yang paling

jernih, kemudian WW (Water White) untuk warna yang beningnya

seperti air dan WG (Window Glass) untuk warna yang bening seperti

kaca jendela dan N (Nancy) untuk warna Kuning kecoklat-coklatan,

dan M dan seterusnya untuk warna yang lebih gelap. Softening point,

adalah komponen mengenai kekerasannya yang ditunjukkan dengan

derajat Celcius ( o C).

Kadar kotoran yang ditunjukkan dalam prosen (%) adalah kotorankotoran

kasar yang terkandung dalam gondorukem.

Untuk terpentin hanya ditentukan satu mutu, yakni : warna jernih,

kandungan kotoran, komposisi Alpha pinene & Betha pinene, dan

Aroma Khas Terpentin.



B a b 4

I n d u s t r i P u p u k

Pupuk adalah zat yang ditambahkan pada media tanam atau tanaman

untuk mencukupi kebutuhan hara yang diperlukan tanaman sehingga

mampu berproduksi dengan baik. Material pupuk dapat berupa bahan

organik ataupun non-organik (mineral). Pupuk mengandung unsur-unsur

yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman seperti

unsur Nitrogren (N), Phospor (P), Kalium (K), Sulfur (S) dll. Selain itu ke

dalam pupuk, khususnya pupuk buatan, dapat ditambahkan sejumlah

bahan tambahan (suplemen), seperti hormon tumbuhan untuk membantu

kelancaran proses metabolisme.

Salah satu jenis pupuk organik adalah kompos. Sedangkan pupuk mineral

adalah pupuk buatan yang diproduksi dalam skala yang besar pada pabrikpabrik

pupuk kimia. Diantara pupuk kimia yang diproduksi di Indonesia

adalah Pupuk UREA, Pupuk Ammonium Sulfat (ZA), Pupuk Triple Super

Phosphate (TSP) atau Super Phospate (SP-36), Pupuk majemuk yang

mengandung unsur utama Nitrogen, Phospor dan Kalium (NPK). Pada bab

ini akan dibahas tentang Industri pupuk di Indonesia, bahan baku pupuk

dan proses pembuatan pupuk kimia (UREA, ZA, TSP, SP-36 dan NPK)

beserta bahan-bahan kimia yang menjadi bahan perantara untuk membuat

pupuk tersebut diantaranya Amoniak, Asam Phospat, Asam sulfat.

4.1. Industri Pupuk di Indonesia

Di Indonesia pupuk diproduksi oleh enam perusahaan, lima diantaranya

adalah Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang membentuk sebuah

Holding Company, dimana PT. Pupuk Sriwidjaya (PUSRI) merupakan

Leading Company. PT Pusri merupakan produsen pupuk tertua di

Indonesia, dengan enam pabrik yang mempunyai total kapasitas produksi

sebesar 2.280.000 ton per tahun. Sementara itu PT Petrokima Gresik (PKG)

merupakan satu-satunya produsen ZA, Fosfat dan NPK di Indonesia.

Kapasitas produksi totalnya mencapai 2.583.000 ton per tahun. PT Pupuk

Kujang merupakan produsen Urea dengan kapasitas produksi mencapai


1.140.000 ton per tahun. PT Pupuk Kaltim mempunyai kapasitas produksi

sebesar 2.980.000 ton per tahun, dan merupakan produsen terbesar pupuk

Urea di Indonesia. Kapasitas produksi pupuk relatif tidak berkembang,

karena kebutuhan pupuk masih sangat tergantung pada kebijakan

pemerintah yang menentukan jumlah pupuk yang akan digunakan untuk

kegiatan pertanian dan perkebunan, hal ini terutama terkait dengan jumlah

subsidi pupuk yang akan diberikan

Urea yang merupakan pupuk utama dalam sektor pertanian, dari tahun

2003 hingga 2007 produksinya masih didominasi oleh PT Pusri dan Pupuk

Kaltim, dengan produksi yang relatif stabil setiap tahunnya. Produksi PT

Pusri mencapai 2.020.760 ton pada tahun 2007 dan relatif tidak mengalami

perubahan berarti dari produksi tahun 2003 yang mencapai 2.053.410 ton.

Penambahan produksi Urea sebagian besar berasal dari produksi PT Pupuk

Kujang yang sejak tahun 2006 bertambah produksinya sejak adanya

penambahan kapasitas produksi baru dari pabrik pupuk Kujang 1B pada

tahun 2005.

Selain itu untuk memperbaiki pola pemupukan agar tercipta efisiensi serta

produktivitas yang optimal, pemerintah menggalakan penggunaan pupuk

majemuk (NPK), yang meskipun harganya lebih mahal, tetapi secara teknis

mampu memberikan hasil produksi yang lebih baik yang berdampak pada

biaya produksi yang lebih rendah. Untuk mendukung program tersebut

pada tahun 2005 juga terdapat penambahan kapasitas produksi pupuk

NPK sebesar 100.000 ton pada pabrik pupuk PT Petrokimia Gresik,

kemudian kapasitas produksi NPK PT PKG meningkat kembali hingga total

kapasitas produksi NPK nya menjadi 910.000 ton per tahun.

Selain produksi yang mengacu pada kebutuhan domestik, perkembangan

produksi pupuk juga terkendala pasokan gas yang terbatas jumlahnya

untuk memenuhi kebutuhan industri pupuk di Indonesia. Kondisi ini

mengakibatkan perkembangan produksi cenderung stagnan.

4.2 Macam-macam pupuk

Dalam praktik sehari-hari, pupuk biasa dikelompok-kelompokan untuk

kemudahan pembahasan. Pembagian itu berdasarkan sumber bahan

pembuatannya, bentuk fisiknya, atau berdasarkan kandungannya.

a. Pupuk berdasarkan sumber bahan

Berdasarkan pada sumber pembuatannya, terdapat dua kelompok besar

pupuk :

1. Pupuk organik atau pupuk alami (manure).

2. Pupuk kimia atau pupuk buatan (fertilizer).


Pupuk organik mencakup semua pupuk yang dibuat dari sisa-sisa

metabolisme atau organ hewan dan tumbuhan, sedangkan pupuk kimia

dibuat melalui proses pengolahan oleh manusia dari bahan-bahan mineral.

Pupuk kimia biasanya lebih "murni" daripada pupuk organik, dengan

kandungan bahan yang dapat dikalkulasi. Pupuk organik sukar ditentukan

isinya, tergantung dari sumbernya; keunggulannya adalah ia dapat

memperbaiki kondisi fisik tanah karena membantu pengikatan air secara

efektif. Sedangkan pupuk kimia kandungan kimia secara kuantitatif sangat

jelas. Diantara pupuk kimia yang diproduksi di Indonesia adalah Pupuk

UREA, Pupuk ZA, Pupuk TSP atau SP-36, Pupuk NPK.

b. Pupuk berdasarkan bentuk fisik

Berdasarkan bentuk fisiknya, pupuk dibedakan menjadi pupuk padat dan

pupuk cair. Pupuk padat diperdagangkan dalam bentuk pellet, tablet,

butiran, atau kristal. Pupuk cair diperdagangkan dalam bentuk konsentrat

atau cairan. Pupuk padatan biasanya diaplikasin ke tanah/media tanam,

sementara pupuk cair diberikan secara disemprot ke tubuh tanaman.

c. Pupuk berdasarkan kandungannya

Terdapat dua kelompok pupuk berdasarkan kandungan: pupuk tunggal

dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal mengandung hanya satu unsur utama

(Nitrogen, Phospor atau Kalium), sedangkan pupuk majemuk paling tidak

mengandung dua unsur yang diperlukan. Terdapat pula pengelompokan

yang disebut pupuk mikro, karena mengandung unsur hara

mikro (micronutrients). Beberapa merk pupuk majemuk modern sekarang

juga diberi campuran zat pengatur tumbuh atau zat lainnya untuk

meningkatkan efektivitas penyerapan hara yang diberikan.

4.3 Bahan baku Industri Pupuk

Bahan baku dari Pupuk phosphat (TSP atau SP) adalah batuan fosfat yang

harus diimpor dari Jordania atau Maroko. Demikian juga belerang (sulfur)

bahan baku asam sulfat masih harus diimpor, serta bahan baku pupuk

majemuk (NPK) membutuhkan KCl yang harus diimpor juga. Sedang bahan

baku untuk pupuk urea adalah gas alam terdapat cukup melimpah di

Indonesia. Gas merupakan unsur terbesar dari struktur biaya produksi

urea, yaitu sekitar 50-60%. Ketidaktersediaan gas dapat mengakibatkan

sejumlah pabrik pupuk tidak beroperasi atau untuk sementara

menghentikan kegiatan produksinya.


4.4 Pabrik Asam Fosfat

Asam phosphat diproduksi untuk digunakan sebagai bahan baku

pembuatan pupuk Triple Super Phosphat (TSP) atau super phospat (SP 36).

Proses yang digunakan dalam unit produksi asam fosfat diklasifikasi

kedalam kategori proses hemihydrate dan dihydrate.

a. Bahan Baku :

‣ Batuan Phosphate (Phosphate Rock)

‣ Asam Sulfat

Phosphate

Rock

Heated

Air

H2SO4

Grinding

Unit

Water

Reaction

Unit

Filtration

Unit

Hydration

Unit

Fluorine

Recovery Unit

Concentrator

Unit

Filtration

Unit

H3PO4

Product

Phospho

Gypsum

Fluosilic

Acid

Gambar 4.1 Diagram blok proses pembuatan asam fosfat


b. Proses pembuatan Asam Phosphat

Proses pembuatan Asam Phosphat ditunjukkan melalui Blok Diagram pada

gambar 4.1. Mula-mula batuan fosfat (phosphate rock) dihancurkan dalam

grinder, kemudian direaksikan dalam reaktor dengan asam sulfat,

membentuk asam fosfat dan kalsium sulfat (gypsum) yang berupa endapan

dengan reaksi :

Ca3(PO4)2 + H2SO4 H3PO4 + CaSO4.2H2O

Batuan fosfat Asam sulfat Asam fosfat gypsum

Kemudian dilakukan proses filtrasi untuk memisahkan asam phosphat

dengan gypsum. Karena hasil yang didapatkan masih encer maka dilakukan

pemekatan dengan concentrator sehingga didapatkan produk yang pekat.

Hasil samping dari unit ini adalah asam fluoro silikat (H2SiF6) dan gypsum

untuk bahan baku pupuk ZA dan bahan tambahan pada pabrik semen

(Cement Retarder).

4.5 Pabrik Asam Sulfat

Asam sulfat diproduksi untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan

asam fosfat, pupuk Ammonium Sulfat (ZA), pupuk phonska (NPK). Proses

yang digunakan dalam unit produksi asam sulfat dikenal sebagai proses

kontak (Contact Process).

a. Bahan Baku :

‣ Belerang padat

‣ Udara (oksigen)

b. Proses pembuatan Asam Phosphat

Proses pembuatan Asam Sulfat ditunjukkan oleh Blok Diagram pada

gambar 4.2. Mula-mula padatan belerang (Sulfur) dicairkan di dalam melter

dengan menggunakan pemanas uap air (steam). Kemudian belerang cair

dibakar dengan udara kering dan terjadi reaksi didalam furnace (SO2

Generation), menghasilkan gas SO2. Kemudian gas SO2 hasil dari furnace

masuk ke dalam converter, dimana di dalam converter (SO3 Conversion)

gas SO2 dikonversikan menjadi gas SO3 dengan menggunakan katalis

Vanadium Pentaoksida (V2O5), yang kemudian masuk ke dalam absorber

untuk penyerapan gas SO3 dari bed 3 dan 4 dengan H2SO4 pekat membetuk

oleum (H2SO4.SO3) kemudian diencerkan dengan air hingga didapatkan

produk asam sulfat 98,5 %. Reaksi kimia yang terjadi di dalam masingmasing

unit selama proses pembuatan asam sulfat adalah :

Burner : S + O2 SO2 + Q (panas)

Converter : SO2 + ½ O2 SO3


Absorber

Storage

: SO3 + H2SO4 H2SO4.SO3 (oleum)

: H2SO4.SO3 + H2O 2H2SO4

H2SO4

Sulfur

Sulfur

Handling

Furnace

Converter

SO3

Absorber

Air

H2SO4

Product

Gambar 4.2 Diagram blok proses pembuatan asam sulfat

4.6 Pabrik Amoniak

Amoniak (NH3) merupakan gas alkali yang tidak berwarna, lebih ringan

dari udara, dan memiliki aroma yang khas. Larutan ammonia digunakan

untuk pembersih, memutih dan mengurangi bau busuk, bahan baku pupuk,

abu soda, pencelup karet, asam nitrat, nilon, dan sebagai bahan peledak.

Ammonia digunakan sebagai penyejuk udara, karena ammonia mudah

berubah wujud menjadi zat cair dalam tekanan sebelum penciptaan

penyejuk udara yang menggunakan freon.

a. Bahan Baku :

Bahan baku pembuatan amoniak adalah gas bumi yang diperoleh dari

Pertamina dengan komposisi utama Methane (CH4) sekitar 70 % dan

Carbon Dioksida (CO2) sekitar 10 %

b. Proses Pembuatan Amoniak

Secara garis besar proses pembuatan amoniak digambarkan dalam blok

diagram pada gambar 4.3. Gas Alam dihilangkan unsur Belerangnya dalam

Desulfurizer, kemudian dialirkan ke Primary Reformer dengan injeksi Steam

untuk mengurangi kadar Methan dengan mengubahnya menjadi CO.


Selanjutnya gas dialirkan ke Secondary Reformer dengan penambahan

Udara dimana H2 dioksidasi menjadi H2O dan Methan sisa diubah menjadi

CO2, kemudian gas masuk Shift Converter untuk mengubah CO menjadi CO2.

Keluar dari Converter terjadi proses penjerapan CO2 dalam Absorber

kemudian sisa CO dan CO2 yang masih ada diubah menjadi CH4 kembali

dalam Methanator.

Steam

Primary

Reformer

Secondary

Reformer

Shift

Converter

Natural

Gas

Desulfurizer

Air

Refrigerant

System

Ammonia

Converter

Metanator

CO2

Removal

NH3

Product

CO2

Product

Gambar 4.3 Diagram blok proses pembuatan amoniak

Gas CH4 dan Ar dianggap sebagai impuritis. Selanjutnya gas masuk kedalam

Amonia Converter dimana terjadi sintesa Ammonia. Amoniak diproduksi

dengan mereaksikan gas Hydrogen (H2) dan Nitrogen (N2) dengan rasio H2

: N2 = 3 : 1. Gas Ammonia yang terbentuk dikondensasikan dalam

Refrigerator hingga menjadi Produk NH3 cair. Reaksi-reaksi kimia yang

terjadi di masing-masing unit adalah :

Desulfurizer : S + H2 H2 S

H2S + ZnO ZnS +H2O

Primary Reformer : CH4 + H2O CO + 3H2

CO + H2O CO2 + H2

Secondary Reformer : H2 + ½ O2 H2O

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2

Shift Converter : CO + H2O CO2 + H2


Absorber : K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3

Methanator : CO + 3H2 CH4 + H2O

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

Syntetic Converter : N2 + 3H2 2NH3

Amoniak cair yang dipisahkan dari gas synthesa masih mengandung

sejumlah tertentu gas-gas inert yang akan dipisahkan di Amoniak

Refrigerant yang berfungsi untuk Mem-flash amoniak cair berulang-ulang

dengan cara menurunkan tekanan di setiap tingkat flash drum untuk

melepaskan gas-gas terlarut Produk Amoniak yang dihasilkan terdiri atas

dua, yaitu Warm Ammonia Product (30 o C) yang digunakan sebagai bahan

baku untuk pabrik urea, Cold Ammonia Product (-33 o C) yang disimpan

dalam Ammonia Storage Tank.

4.7 Pabrik Pupuk Urea

Pupuk Urea yang dikenal dengan nama rumus kimianya NH2CONH2

pertama kali dibuat secara sintetis oleh Frederich Wohler tahun 1928

dengan mereaksikan garam cyanat dengan ammonium hydroxide. Urea

merupakan material kering dalam bentuk butiran atau curah, Urea-N

secara cepat berhidrolisa menjadi NH4+. Pupuk ini sering kali digunakan

untuk aplikasi langsung dalam pupuk campuran, dan dalam larutan

Nitrogen. N (Nitrogen) yang pada aplikasi ini berwujud sebagai Urea-N, dan

sekitar 66% dari Urea-N dihidrolisa menjadi Amonia-N dalam penggunaan

1 hari hingga 1 minggu.

a. Bahan baku Pembuatan Urea

‣ Gas CO2

‣ Liquid NH3

b. Proses Pembuatan Urea

Pupuk urea yang dibuat merupakan reaksi antara karbon dioksida

(CO2) dan ammonia (NH3). Kedua senyawa ini berasal dari bahan gas

bumi, air dan udara. Gambar 4.4 menyajikan blok diagram sederhana

proses pembuatan pupuk Urea.


Condenser

Absorber

PC. Treatment

NH3

CO2

NH3

CO2

Process

Condensat

e

Reaktor

Stripper

Decomposer

Concentrator

NH3

Cair

CO2

Gas

Urea

Produ

ct

Gambar 4.4 Diagram Blok Proses Produksi Pupuk Urea

Prilling

Tower

NH3 cair dipompa ke Reaktor lalu dikontakkan CO2 yang masuk melalui

Stripper dan keluar lewat bagian atas Stripper menuju Reaktor. Reaksi

keduanya membentuk Ammonium Carbamate (NH2COONH4). Selanjutnya

NH2COONH4 terhidrasi menjadi Larutan Urea (NH2CONH2) dan dialirkan ke

Stripper yang lalu dialirkan lewat bawah Stripper menuju Decomposer

untuk memurnikan dari sisa Carbamate dengan menguraikannya menjadi

CO2 dan NH3. Selanjutnya larutan Urea dipekatkan menuju kedalam

Concentrator untuk membentuk Molten Urea yang kemudian dispraykan

kedalam Prilling Tower untuk membentuk butiran Urea sekaligus

mendinginkannya dengan mengontakkan terhadap udara, sehingga

dihasilkan produk Urea butiran (prill). Produk Urea dikirim ke Bulk Storage

dengan Belt Conveyor.

Reaksi kimia yang terjadi di Reaktor :

Pembentukan Carbamat : 2NH3 + CO2 NH2COONH4

Dehidrasi Carbamat : NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O

Reaksi kimia yang terjadi di Dekomposer :

Reaksi peruraian : NH2COONH4 CO2 + 2NH3


4.8 Pabrik pupuk ZA atau (NH4)2SO4

Amonium Sulfat atau yang biasa disebut ZA (Zwavelzure Amoniak) atau

Ammonium Sulfat merupakan salah satu jenis pupuk buatan yang berguna

bagi tanaman. Pupuk ZA adalah pupuk yang sekaligus mengandung 2 (dua)

unsur hara yaitu Nitrogen (N2) dan unsur hara Sulfur (S).

Saat ini pabrik yang memproduksi pupuk ini baru ada satu yaitu PT.

Petrokimia Gresik, sedangkan pertumbuhan konsumsi kebutuhan akan

pupuk ini terus meningkat. Untuk mengatasi peningkatan kebutuhan akan

pupuk ZA dan mengurangi kebutuhan impor ZA serta mengurangi

ketergantungan terhadap negara lain disamping membuka lapangan kerja

baru dalam rangka turut memberikan kesempatan kerja sehingga jelaslah

bahwa pendirian pabrik ZA di Indonesia perlu dilakukan. Hal ini jika dilihat

dari perkembangan jenis industri pengkonsumsinya yang kian beragam,

dari hanya sebagai pupuk untuk lahan pertanian, meningkat menjadi

katalis untuk membuat makanan menjadi berwarna gelap coklat

kemerahan, electroplating dan lain-lain.

a. Bahan baku pembuatan pupuk ZA

Proses I :

‣ Asam Sulfat (H2SO4)

‣ Amoniak (NH3) cair

Proses II :

‣ Asam Sulfat (H2SO4)

‣ Amoniak (NH3) cair

‣ Gas Karbondioksida (CO2)

‣ Fosfo Gypsum (CaSO4)

b.Proses pembuatan pupuk ZA (proses I)

Salah satu proses yang digunakan untuk pembuatan pupuk ZA adalah

proses netralisasi (proses De Nora) dengan prinsip, ”uap NH3

dimasukkan ke dalam saturator yang berisi H2SO4 dan ditambah air

kondensat (sebagai penyerap panas hasil reaksi) dengan bantuan udara

sebagai pengaduk”. Gambar 4.5 menyajikan blok diagram sederhana

proses pembuatan pupuk ZA proses I. Bahan baku NH3 cair diuapkan

dalam vaporizer dengan bantuan steam. Uap NH3 yang terbentuk

direaksikan dengan H2SO4 dalam reactor/saturator, dengan bantuan

udara sebagai pengaduk dan air sebagai penyerap panas. Reaksi yang

terjadi dalam saturator :

2NH3 +

H2SO4 (NH4)2SO4


NH3

Gas

Reaction

Unit

Separation

unit

Drying

Unit

ZA

Product

H2SO4

Mother liquor

Air heated

Gambar 4.5 Diagram blok proses pembuatan pupuk ZA(proses I)

Keluar saturator berupa campuran kristal dan cairan (50 : 50) yang

selanjutnya akan dipisahkan di centrifuge. Hasil yang keluar dari centrifuge

berupa cairan (mother liquor) direcycle kembali ke saturator sebagai titik

kristal, dan produk berwujud kristal selanjutnya dikeringkan dalam rotary

dryer dengan penambahan zat anti gumpal agar tidak menggumpal. Kristal

ZA keluar dryer setelah didinginkan selanjutnya masuk proses

pengantongan.

c. Proses pembuatan pupuk ZA (proses II)

NH3

CaSO4.2H2O

CO2

Carbonation

Reaction

& Gas

Scrub

Filtration

CaCO3

H2O

Anti Cacking

H2SO4

ZA

Product

Drying &

cooling

Evaporator

& Crystal

Netralization

Gambar 4.6 Diagram blok proses pembuatan pupuk ZA (proses II)


Gambar 4.6 menyajikan blok diagram proses pembuatan pupuk ZA dengan

proses II. Gas CO2 dan amoniak cair dicampur di dalam carbonator untuk

menghasilkan amonium karbonat atau Carbonat Liquor. Kemudian

amonium karbonat direaksikan dengan fosfo gypsum (CaSO4.2H2O) di

dalam reaktor yang kemudian dilakukan proses filtrasi untuk memisahkan

larutan ZA dengan padatan kapur. Untuk menetralisir kelebihan amoniak

diberikan asam sulfat dalam netralizer

Setelah itu dilakukan kristalisasi dalam cristalizer, di mana kristal yang

diperoleh dipisahkan dalam separator. Kristal yang didinginkan kemudian

dikeringkan dalam dryer dan selanjutnya dilakukan pengantongan.

Reaksi pembentukan pupuk ZA dengan proses II :

NH3 + CO2 (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 + CaSO4.2H2O (NH4)2SO4 + CaCO3

4.9 Pabrik Pupuk Fosfat

Untuk pemupukan tanah, fosfat dapat langsung digunakan setelah terlebih

dahulu dihaluskan (sebagai pupuk alam). Akan tetapi untuk tanaman

pangan seperti padi, jagung, kedelai, dan lain-lain, pupuk alam ini tidak

cocok, karena daya larutnya yang sangat kecil di dalam air sehingga sulit

diserap oleh akar tanaman pangan tersebut. Untuk itu sebagai pupuk

tanaman pangan, fosfat perlu diolah menjadi pupuk buatan. Pupuk

superfosfat terdiri dari : Single Super Phosphate (SSP), Triple Super

Phosphate (TSP), Monoammonium Phosphate (MAP), Diammonium

Phosphate (DAP), Nitro Phosphate (NP), Ammonium Nitro Phosphate

(ANP). Superfosfat merupakan campuran antara monokalsium fosfat dan

kalsium sulfat. Salah satu bentuk pupuk buatan adalah Super Fosfat, yaitu

hasil reaksi antara tepung fosfat alam berkadar 30% P2O5 dengan asam

sulfat pekat. Di Indonesia pupuk phosphat di produksi oleh PT.Petrokimia

Gresik dalam bentuk Triple Super Phosphate (TSP) dan Single Super

Phosphate dengan kadar phospat 36% (SP-36).

a.Bahan baku :

‣ Batuan fosfat

‣ Asam sulfat

‣ Asam fosfat


b. Proses pembuatan

Proses pembuatan pupuk phosphat pada prinsipnya adalah mengubah

tricalcium phosphate menjadi garam yang mudah larut dalam air

(monocalcium phosphate). Gambar 4.7 menyajikan blok diagram

sederhana proses pembuatan pupuk phosphat (TSP atau SP-36).

Mula-muala Asam Sulfat dan Asam Fosfat dicampur dalam Mixing Tank

hingga kadar P2O5-nya + 50%. Phosphate Rock yang telah dihaluskan

sampai 200 mesh, direaksikan dengan campuran Asam dalam Cone Mixer

Reaktor.

Asam

Sulfat

Asam

Fosfat

Mixing Unit

Water

Grinding

Unit

Reaction

Unit

Curing

Unit

Granulation

Unit

Heated

Air

Crusshing

Unit

Steam

TSP/

SP

Produ

ct

Cooling

Unit

Screening

Unit

Drying

Unit

Gambar 4.7 Blok diagram proses pembuatan pupuk fosfat

Hasil reaksi berubah fase dari slurry-plastis-solid. Solid yang terbentuk

dikirim ke unit Granulator untuk membentuk butiran-butiran yang

selanjutnya dikeringkan dalam dryer. Untuk menyeragamkan hasil maka

selanjutnya produk akan disaring dan ukuran yang belum memadai seperti

yang telah ditentukan akan dikembalikan ke Granulator, kemudian

dilakukan pengantongan. Untuk pupuk TSP proses produksi sama seperti

pada pupuk SP-36, yang membedakan hanyalah bahan baku yang

digunakan. Untuk pupuk TSP bahan bakunya Phosphat Rock dan Asam


Fosfat. Reaksi yang terjadi pada pembuatan Single Super Phosphate (SP-

36) :

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 + H2O 2CaSO4 + CaH4(PO4)2.H2O

Ca3(PO4)2 + H2SO4 + 2H2O CaSO4 + 2Ca(H2PO4)2.2H2O

Reaksi yang terjadi pada pembuatan Triple Super Phosphate (TSP) :

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 + 3H2O 3CaH4(PO4)2.H2O

4.10 Pabrik Pupuk Majemuk (NPK)

Pupuk majemuk merupakan pupuk campuran yang terdiri dari Urea, TSP

dan KCl serta pestisida kimia pengendali hama sudah merupakan

kebutuhan rutin para petani kita. Produk ini dikenalkan oleh pemerintah

saat itu sejak tahun 1969 karena berdasarkan penelitin bahwa tanah kita

yang sangat subur ini ternyata kekurangan unsur hara makro (NPK).

Setelah +/- 5 tahun dikenalkan dan terlihat peningkatan hasilnya, maka

barulah para petani mengikuti cara tanam yang dianjurkan pemerintah

tersebut. Produk hasil pertanian mencapai puncaknya pada tahun 1985-an

pada saat Indonesia swasembada pangan.

Beberapa Pupuk majemuk yang diproduksi adalah :

‣ Pupuk NPK PHONSKA (Phospat, Nitrogen, Sulfur, Kalium)

‣ Pupuk NPK granule (Phospat, Nitrogen, Kalium).

a. Bahan Baku pupuk phonska :

‣ Asam Phosphat

‣ Amoniak Cair

‣ Asam Sulfat

‣ Amonium Sulfat

‣ Kalium Chlorida

b. Proses Pembuatan pupuk NPK Phonska

Bahan baku dicampur dengan bahan recycle untuk mendapatkan

campuran homogen kemudian di dalam pre-neutralizer terjadi reaksi

netralisasi antara H3PO4 dan NH3 dengan reaksi :

NH3 + H3PO4 NH4.H2PO4

NH3 + NH4.H2PO4 (NH4)2HPO4

Hasilnya dimasukkan granulator agar terjadi proses granulasi dan reaksi

lanjut. Setelah itu dimasukkan Dryer agar kadar airnya sekitar 1 - 1,5 %


kemudian dilakukan pemilahan dengan ukuran mesh 2 - 4 mm di dalam

Screen. Hasil yang sudah di Screen dimasukkan ke dalam Polishing screen

untuk memilah-milah produk dari granul halus kemudian didinginkan

dengan Cooler. Hasil yang sudah dingin discrubbing dalam Scrubber tank

kemudian dilakukan coating agar produk tidak terjadi cracking. Hasil dari

coating siap untuk dibagging dan dipasarkan.

c. Proses pembuatan pupuk NPK granul

Bahan baku berupa DAP, Urea/ZA, KCl, Nutrient, Micronutrient dan Clay

diumpankan ke hopper masing-masing untuk kemudian ditimbang sesuai

dengan formula yang telah direncanakan.

Masing-masing bahan baku tersebut masuk ke Raw Material Conveyor

kemudian dicampur di dalam mixer dan selanjutnya diumpankan ke

Granulator untuk digranulasi. Selanjutnya proses pengeringan dan

pengemasan seperti pada pupuk NPK PHONSKA.

4.11 Proses pembuatan pupuk ZK (Kalium Sulfat)

Potassium Sulphate (ZK) atau biasa disebut Sulphate of Potash (SOP) telah

dikenal sejak abad ke-14 yang merupakan garam berwarna putih dan

memiliki sifat tidak mudah terbakar serta larut di dalam air. ZK digunakan

sebagai pupuk yakni sumber senyawa kalium dan sulfur pada tanaman

perkebunan seperti rami, kapas, dan tembakau. Di Indonesia pupuk ini

tidak disubsidi sehingga harganya relatif tinggi di pasaran.

Pemilihan proes produksi yang digunakan di dalam suatu pabrik pupuk ZK

bergantung pada ketersediaan bahan baku. Secara umum ada beberapa

proses produksi pembuatan pupuk ZK, antara lain :

1. Dekomposisi KCl dengan Na2SO4

2. Dekomposisi KCl dengan CaSO4

3. Dekompisisi KCl dengan MgSO4

4. Dekomposisi KCl dengan (NH4)2SO4

5. Proses Hargreaves : reaksi gas SO2, O2, dan H2O dengan KCl

6. Proses Mannheim : mencampur KCl dengan H2SO4

Pupuk ZK di Indonesia di produksi PT. Petrokimia Gresik. Pabrik ini

menggunakan proses dengan mereaksikan potassium chloride dengan

asam sulfat 98 % di reactor Furnace (Mannheim Furnace).


a. Bahan baku :

‣ Potassium Chloride (KCl)

‣ Asam Sulfat

b. Proses Prembuatan ZK dengan bahan baku KCl dan CaSO 4

Ada 3 tahapan utama dalam metode proses ini, yaitu:

1. Pelarutan gypsum

2. Konversi satu tahap (T = 25ºC)

3. Siklus amoniak dalam proses

Diagram alir proses produksi ZK dengan dekomposisi KCl dengan CaSO4 dit

unjukkan pada gambar 4.8.

Fuel

Air

Potassium

Chloride

Reaction

Unit

Sulfuric Acid

Fume

Water

Tail

Gas

Scrubber /

absorber Unit

By Product

HCl 32 %

Crude

SOP

Cooling

Neutralization Unit

Screening

Unit

ZK

Product

Bagging

Unit

Crushing

Unit

Gambar 4.8 Diagram blok proses pembuatan pupuk ZK


Reaksi yang terjadi dalam proses ini antara lain:

CaSO4.2H2O + (NH4)2CO3 (NH4)2SO4 + CaCO3

2KCl + (NH4)2CO3 K2SO4 + 2NH4Cl

Adapun reaksi samping:

CaCO3 CaO + CO2

2NH4Cl + CaO + H2O CaCl2 + 2NH4OH

2NH4OH + CO2 (NH4)2CO3

Karakter dasar dari proses ini ialah adanya sistem recovery multistage

untuk gas amoniak dan KCl, juga produk ZK yang dihasilka akan selalu

mengandung amonium sulfat yang sangat dipengaruhi oleh komposisi

mother liquor.



B ab 5

I n d u s t r i G u l a

Gula adalah suatu karbohidrat sederhana yang menjadi sumber energi dan

komoditi perdagangan utama. Gula paling banyak diperdagangkan dalam

bentuk kristal sukrosa padat. Gula digunakan untuk mengubah rasa

menjadi manis dan keadaan makanan atau minuman. Gula sederhana,

seperti glukosa (yang diproduksi dari sukrosa dengan enzim atau hidrolisis

asam), menyimpan energi yang akan digunakan oleh sel.

Gula sebagai sukrosa diperoleh dari nira tebu, bit gula, atau aren. Meskipun

demikian, terdapat sumber-sumber gula minor lainnya, seperti kelapa.

Sumber-sumber pemanis lain, seperti umbi dahlia, anggir, atau jagung, juga

menghasilkan semacam gula/pemanis namun bukan tersusun dari sukrosa.

Proses untuk menghasilkan gula mencakup tahap ekstrasi (pemerasan)

diikuti dengan pemurnian melalui distilasi (penyulingan).

Negara-negara penghasil gula terbesar adalah negara-negara dengan iklim

hangat seperti Australia, Brasil, dan Thailand. Hindia-Belanda (sekarang

Indonesia) pernah menjadi produsen gula utama dunia pada tahun 1930-

an, namun kemudian tersaingi oleh industri gula baru yang lebih efisien.

Pada tahun 2001/2002 gula yang diproduksi di negara berkembang dua

kali lipat lebih banyak dibandingkan gula yang diproduksi negara maju.

Penghasil gula terbesar adalah Amerika Latin, negara-negara Karibia, dan

negara-negara Asia Timur.

Lain halnya dengan bit, gula bit diproduksi di tempat dengan iklim yang

lebih sejuk, Eropa Barat Laut dan Timur, Jepang utara, dan beberapa

daerah di Amerika Serikat, musim penumbuhan bit berakhir pada

pemanenannya di bulan September. Pemanenan dan pemrosesan berlanjut

sampai Maret di beberapa kasus. Lamanya pemanen dan pemrosesan

dipengaruhi dari ketersediaan tumbuhan, dan cuaca. Bit yang telah dipanen

dapat disimpan untuk di proses lebih lanjut, namum bit yang membeku

tidak bisa lagi diproses.


5.1 Industri Gula di Indonesia

Masa lalu Indonesia sebagai salah satu negara koloni Belanda tentu tidak

bisa dipisahkan dari sejarah tentang perkebunan dan pemanfaatan hasil

bumi. Salah satu primadona dari perkebunan indonesia yang sempat

mendunia adalah industri perkebunan tebu sebagai bahan baku pembuatan

gula. Walau asal-usul gula sudah lama dikenal namun gula kristal yang

berasal dari tebu masih merupakan barang yang mewah pada awal abad

ke-17. Sejarah mencatat bahwa Indonesia, pada saat itu masih Hindia

Belanda, pernah menjadi bangsa pengekspor gula terbesar di dunia setelah

Cuba pada kisaran tahun 1930 – 1940. Puncak kegemilangan perkebunan

tebu dicapai pada tahun-tahun awal 1930-an, dengan 179 pabrik

pengolahan dan produksi tiga juta ton gula per tahun. Penurunan harga

gula akibat krisis ekonomi merontokkan industri ini dan pada akhir dekade

hanya tersisa 35 pabrik dengan produksi 500 ribu ton gula per tahun.

Situasi agak pulih menjelang Perang Pasifik, dengan 93 pabrik dan prduksi

1,5 juta ton. Seusai Perang Dunia II, tersisa 30 pabrik aktif. Tahun 1950-an

menyaksikan aktivitas baru sehingga Indonesia menjadi eksportir netto.

Pada tahun 1957 semua pabrik gula dinasionalisasi dan pemerintah sangat

meregulasi industri ini. Sejak 1967 hingga sekarang Indonesia kembali

menjadi importir gula.

Macetnya riset pergulaan, pabrik-pabrik gula di Jawa yang ketinggalan

teknologi, tingginya tingkat konsumsi (termasuk untuk industri minuman

ringan), serta kurangnya investor untuk pembukaan lahan tebu di luar

Jawa menjadi penyebab sulitnya swasembada gula. Pada tahun 2002

dicanangkan target Swasembada Gula 2007.

5.2 Sumber gula

Gula dihasilkan oleh tanaman yang berhijau daun dan digunakan untuk

metabolisme dari tanaman. Pada beberapa jenis tanaman, gulanya

disimpan dalam akar, batang, bunga dan buah. Gula itu bisa berbentuk

sukrosa, glukosa atau fruktosa. Sumber gula antara lain dari tanaman :

a. Tebu (pada batang)

b. Kelapa (bunga kelapa)

c. Siwalan (pada tangkai bunga atau tangkai buahnya)

d. Sagu (penyadapan tangkai bunga)

e. Aren (penyadapan pada tangkai bunganya)

f. Kurma (diperoleh dari pangkal tajuk tanaman)

g. Bit gula (diperoleh dari umbinya)

h. Sorgum (diperoleh dari batangnya)


Dua tanaman gula yang paling penting adalah tebu (Saccharum spp.) dan

bit (Beta vulgaris), dengan kadar gula bisa mencapai 12% - 20% dari berat

kering tanaman. Tebu (Saccharum) merupakan genus yang terdiri dari 6-

37 spesies (tergantung dari pengertian taksonominya) dari rerumputan

tinggi (famili Poaceae), berasal dari kawasan bersuhu hangat hingga tropis

di Dunia Tua (sebagian Eropa, Asia dan Afrika) dan Pasifik. Tanaman ini

memiliki batang berserat yang kuat dan beruas dengan ketinggian 2-6 m

dan mengandung cairan yang kaya dengan gula. Seluruh spesies saling

berkawinan, dan varietas komersial yang paling banyak ditemui adalah

jenis hibrida kompleks terutama dari varietas Saccharum officinarum, S.

spontaneum, S. barberi dan S. sinense.

Tabel 5.1 Nilai kemanisan relatip dari beberapa jenis gula

Bahan

Rumus Kimia

Nilai Kemanisan

(Sukrosa = 100)

Sukrosa C 12H 22O 11 100

Glukosa C 6H 12O 6 74,5

Fruktosa C 6H 12O 6 173

Galaktosa C 6H 12O 6 32,1

Rhamnosa C 6H 12O 6 32,5

Laktosa C 12H 22O 11 16

Maltosa C 12H 22O 11 60

Xylosa C 5H 10O 5 40

Gula inversi Fruktosa + Glukosa 127 - 130

Tabel 5.2 Nilai kemanisan relatip dari beberpa jenis pemanis

Bahan Pemanis

Nilai Kemanisan

(Sukrosa = 1)

Sulphamate 15

Sucaryl 15 - 31

Saccharin 200

Steviosida 300

Alanin 714

Perillartine 2000

Aspartame 100 - 200

Miraculine 300

Perillartine 4000 4000

Selain gula natural yang berasal dari tumbuhan yang mengandung gula,

terdapat gula sintetis, yaitu gula yang bahan baku bukan dari tanaman.

Gula sintesis umumnya disebut pemanis (sweetener). Gula jenis ini,


kalorinya rendah. Rasa manisnya tinggi, bisa 15 kali sampai 4000 kali lebih

besar dari sukrosa seperti ditunjukkan pada tabel 5.2.

5.3 Proses pembuatan Gula Kristal Putih (GKP).

Tujuan dari proses pabrikasi atau produksi gula adalah mendapatkan

produksi gula setinggi mungkin dan mengurangi kehilangan nira sekecil

mungkin selama dalam proses. Proses pembuatan gula tebu kristal putih

ditunjukkan pada diagram alir di gambar 5.2.

Secara umum proses pembuatan gula dapat melalui tahapan berikut ini :

a. Penggilingan tebu (Stasiun Gilingan)

b. Pemurnian nira (Stasiun Pemurnian)

c. Penguapan nira (Stasiun Penguapan)

d. Kristalisasi (Stasiun Masakan)

e. Pemisahan (Stasiun Puteran)

f. Penyelesaian (Pengeringan dan Pengemasan)

a. Penggilingan tebu (Stasiun Gilingan)

Tebu ditebang, bila umur tanaman 12 - 14 bulan. Makin tua usia tanaman

makin besar kadar sukrosa dan makin kecil kadar glukosa dan fruktosanya.

Nira yang baik, apabila kadar sukrosa makin besar, dan kadar glukosa dan

fruktosa makin rendah.

Tebu yang diangkut menggunakan truck, ditimbang, kemudian dimasukkan

kedalam penampung bahan baku dipotong-potong dengan menggunakan

cutting machine yang berputar sehingga diperoleh serpihan-serpihan tebu.

Kemudian dihancurkan dengan mesin penggiling untuk memisahkan

ampas tebu dengan cairannya.

Cairan tebu kemudian dipanaskan dengan boiler. Jus yang dihasilkan masih

berupa cairan yang kotor: sisa-sisa tanah dari lahan, serat-serat berukuran

kecil dan ekstrak dari daun dan kulit tanaman, semuanya bercampur di

dalam gula. Jus dari hasil ekstraksi mengandung sekitar 50 % air, 15% gula

dan serat residu, dinamakan bagasse, yang mengandung 1 hingga 2% gula.

Dan juga kotoran seperti pasir dan batu-batu kecil dari lahan yang disebut

sebagai “abu”.


Gambar 5.2 Diagram alir proses pembuatan krista gula putih dari tebu

Hasil perahan (perasan) atau sadap dari batang tebu, atau bunga kelapa

ataupun umbi biet atau buah yang berasa manis disebut NIRA (JUICE). Nira

tebu secara umum mempunyai komposisi berikut :

Air : 75 - 90 %

Sukrosa : 8 - 21 %

Gula reduksi : 0,3 - 3,0 %

Senyawa organik : 0,5 - 1,0 %

Senyawa an organik : 0,2 - 0,6 %

b. Pemurnian nira (Stasiun Pemurnian)

Jus tebu dibersihkan dengan menggunakan semacam kapur

(slaked lime) yang akan mengendapkan sebanyak mungkin kotoran ,

kemudian kotoran ini dapat dikirim kembali ke lahan. Proses ini

dinamakan liming. Jus hasil ekstraksi dipanaskan sebelum dilakukan liming

untuk mengoptimalkan proses penjernihan. Kapur berupa kalsium

hidroksida atau Ca(OH)2 dicampurkan ke dalam jus dengan perbandingan

yang diinginkan dan jus yang sudah diberi kapur ini kemudian dimasukkan

ke dalam tangki pengendap gravitasi: sebuah tangki penjernih (clarifier).

Jus mengalir melalui clarifier dengan kelajuan yang rendah sehingga


padatan dapat mengendap dan jus yang keluar merupakan jus yang jernih.

Kotoran berupa lumpur dari clarifier masih mengandung sejumlah gula

sehingga biasanya dilakukan penyaringan dalam penyaring vakum putar

(rotasi) dimana jus residu diekstraksi dan lumpur tersebut dapat

dibersihkan sebelum dikeluarkan, dan hasilnya berupa cairan yang manis.

Jus dan cairan manis ini kemudian dikembalikan ke proses. Proses

pemurnian ini disebut proses defekasi.

NIRA

KOTOR

pH 5,5

+ Ca(OH) 2

+ Ca(OH) 2

NIRA

pH 7,2

+ Ca(OH) 2

NIRA

pH 10,5

+SO 2

+ CO 2

NIRA

JERNIH

pH 7,2

Gambar 5.3 Macam proses pemurnian (Sulfitasi, Defekasi, Karbonatasi)

Proses Sulfitasi merupakan proses yang paling banyak digunakanm

khususnya pada parik-pabrik gula di Indonesia, namun sebenarnya

terdapat 3 macam proses pemurnian nira :

Proses Defekasi

Proses Sulfitasi

Proses Karbonatasi

Perbandingan ketiga macam proses ini ditunjukkan oleh gambar 5.3. Pada

proses defekasi pemurnian hanya menggunakan tambahan susu kapur

Ca(OH)2. Sedang proses Sulfitasi dengan penambahan susu kapur Ca(OH)2

diikuti penambahan sulfit atau gas SO2. Dan proses pemurnian karbonatasi

dengan penambahan susu kapur Ca(OH)2 yang diikuti dengan penambahan

gas CO2. Selain itu masih ada macam-macam proses hasil kombinasi dari 3

macam proses tersebut, misalnya proses sulfitasi karbonatasi, proses single

sulfitasi, proses double sulfitasi, dan sebagainya

Reaksi-reaksi yang berlangsung dalam masing-masing proses adalah sbb :

a. Proses defikasi,

(1) 2PO4 3- + 3Ca 2+ Ca3(PO4)2

(2) SO4 2- + Ca 2+ CaSO4


b. Proses sulfitasi

(1) 2PO4 3- + 3Ca 2+ Ca3(PO4)2

(2) SO4 2- + Ca 2+ CaSO4

(3) SO2+H2O H2SO3

H2SO3 2H + + SO3 2-

Ca 2+ + SO3 2- CaSO3

(4) Fe 3+ + SO4 2- Fe 2+ + SO4 2-

c. Proses karbonatasi

(1) 2PO4 3- + 3Ca 2+ Ca3(PO4)2

(2) SO4 2- + Ca 2+ CaSO4

(3) CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 2H + + CO3 2-

Ca 2+ + CO3 2- CaCO3

(4) tak ada reaksi

Jadi pada proses defikasi ada 2 macam reaksi. Dan pada proses sulfikasi

ada 4 macam reaksi. Sedangkan pada proses karbonatasi ada 3 macam

proses (reaksi).

Endapan-endapan tersebut adalah elektrolit, ada yang bermmuatan positip

dan ada yang bermuatan negatip, contohnya endapan CaSO4. Ca 2+ nya

bermuatan positip dan SO4 = bermuatan negatip. Karenanya dia menarik

ion-ion baik yang bermuatan positip dan negatip juga zat-zat organik

misalnya ; tannin, zat warna, lignin, pektin, lemak, protein. Dengan

peristiwa adsorbsi zat-zat itu semua menempel pada endapan-endapan.

Akibatnya endapan makin besar, karena menempelnya pengotor-pengotor

seperti tannin, zat warna, pektin, lilin, lemak maupun protein. Selain zat

organik seperti diatas ada logam berupa kation yaitu : Na + , K + , Mg + , Al 3+ dan

Fe 3+ akan menempel pada endapan. Sehingga nira encer itu semakin bersih

dari zat-zat pengotor.

Karena itu makin banyak macam endapan, akan menyebabkan niranya

semakin bersih. Dari sini bisa diketahui bahwa proses sulfitasi dan

karbonatasi akan menghasilkan kristal gula yang putih, karena itu gula

yang dihasilkan adalah jenis SHS, bila prosesnya defikasi, maka gula kristal

yang dihasilkan tidak putih, agak kemerah-merahan, jadi jenis gula yang

dihasilkan disebut HS. Bila proses karbonatasi akan menghasilkan kristal

gula yang putih, jenisnya disebut SHS. Mengapa bisa seperti ini, sebab pada

proses sulfitasi dan karbonatasi cara pembersihannya lebih bagus

dibandingkan dengan proses defikasi. Karena itu gula hasil proses

karbonatasi dan sulfitasi lebih putih daripada proses defikasi.


c. Penguapan (Stasiun Penguapan)

Setelah mengalami proses pemurnian nira, proses evaporasi dilakukan

untuk mengentalkan jus menjadi sirup dengan cara menguapkan air

menggunakan uap panas (steam). Terkadang sirup dibersihkan lagi tetapi

lebih sering langsung menuju ke tahap pembuatan kristal tanpa adanya

pembersihan lagi. Jus yang sudah jernih mungkin hanya mengandung 15%

gula tetapi cairan (liquor) gula jenuh (yaitu cairan yang diperlukan dalam

proses kristalisasi) memiliki kandungan gula hingga 80%. Evaporasi dalam

‘evaporator majemuk' (multiple effect evaporator) yang dipanaskan

dengan steam merupakan cara yang terbaik untuk bisa mendapatkan

kondisi mendekati kejenuhan (saturasi).

d. Kristalisasi (Stasiun Masakan)

Pada tahap akhir pengolahan, sirup ditempatkan ke dalam wadah yang

sangat besar untuk dididihkan. Di dalam wadah ini air diuapkan sehingga

kondisi untuk pertumbuhan kristal gula tercapai. Pembentukan kristal

diawali dengan mencampurkan sejumlah kristal ke dalam sirup. Sekali

kristal terbentuk, kristal campur yang dihasilkan dan larutan induk

(mother liquor) diputar di dalam alat sentrifugasi untuk memisahkan

keduanya, bisa diumpamakan seperti pada proses mencuci dengan

menggunakan pengering berputar. Larutan induk hasil pemisahan dengan

sentrifugasi masih mengandung sejumlah gula sehingga biasanya

kristalisasi diulang beberapa kali. Sayangnya, materi-materi non gula yang

ada di dalamnya dapat menghambat kristalisasi. Hal ini terutama terjadi

karena keberadaan gula-gula lain seperti glukosa dan fruktosa yang

merupakan hasil pecahan sukrosa. Olah karena itu, tahapan-tahapan

berikutnya menjadi semakin sulit, sampai kemudian sampai pada suatu

tahap di mana kristalisasi tidak mungkin lagi dilanjutkan.

e. Pemisahan (Stasiun Puteran)

Pada tahap pemisahan bertujuan untuk memisahkan atau mengambil

kristal – kristal dari larutan masakan dan dari stroop. Pemisahannya

dipisahkan dalam LGF (Low Grade Fugal) dan HGF (High Grade Fugal)

f. Pengeringan & penyaringan

Kristal-kristal tersebut kemudian dikeringkan dengan udara panas di

rotary dryer. Gula yang sudah kering bisa diayak melalui ayakan (AY)

untuk mendapatkan hasil untuk bermacam-macam ukuran. Gula yang

dihasilkan ini putih, berupa kristal, sedikit mengandung kotoran. Jenis gula

hasil proses sulfitasi disebut gula Superior High Sugar (SHS ). Dalam hal ini


dibedakan ada 2 macam gula SHS standard yaitu SHS I : sangat putih dan

SHS II : putih

Sebagai tambahan, karena gula dalam jus tidak dapat diekstrak semuanya,

maka terbuatlah produk samping (byproduct) yang manis: molasses.

Produk ini biasanya diolah lebih lanjut menjadi pakan ternak atau ke

industri penyulingan untuk dibuat alkohol (etanol). Belakangan ini molases

dari tebu di olah menjadi bahan energi alternatif dengan meningkatkan

kandungan etanol sampai 99,5%.

5.4 Proses pembuatan gula Rafinasi.

Jika proses pemurnian nira menggunakan proses defekasi akan diperoleh

gula kasar yang akan membentuk gunungan coklat lengket selama

penyimpanan dan terlihat lebih menyerupai gula coklat lunak yang sering

dijumpai di dapur-dapur rumah tangga. Gula ini sebenarnya sudah dapat

digunakan, tetapi karena kotor dalam penyimpanan dan memiliki rasa yang

berbeda maka gula ini biasanya tidak diinginkan orang. Gula ini disebut

gula mentah atau Raw Sugar. Oleh karena itu gula kasar biasanya

dimurnikan lebih lanjut ketika sampai di negara pengguna. Proses

pemurnian gula kasar ini disebut proses rafinasi.

Secara umum proses pembuatan gula dapat melalui tahapan berikut :

a. Proses Affinasi

b. Proses Pemurnian (karbonatasi)

c. Proses Filtrasi

d. Proses penghilangan warna

e. Proses Penguapan

f. Proses kristalisasi

g. Proses Pemisahan (sentrifugasi)

h. Proses Pengeringan & Pengemasan

a. Proses affinasi

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran (warna) atau bukan

gula pada lapisan luar dari kristal raw sugar dan , sistem pemisahan

dengan cara pembilasan, dengan memperhatikan konsentrasi bahan

pelarut dengan bahan yang akan dilarutkan (raw sugar). Percampuran

bahan ini dikenal dengan nama magma mingler. Magma mingler dari

proses ini kemudian dilakukan proses pemisahan (sentrifugasi) sehingga

didapatkan gula affinasi (affinated sugar) dan molasses affinasi (affinated

mol), gula affinasi selanjutnya diremelt pada alat dengan nama melter,

sebagai bahan untuk proses selanjutnya (proses karbonatasi),sedangkan


molasses affinasi digunakan kembali untuk bahan pembilas. Umumnya

penghilangan warna (color removal) affinasi 50% - 60%

b. Proses pemurnian(karbonatasi)

Pada proses ini bertujuan untuk memurnikan larutan gula dari proses

affinasi, proses ini menggunakan prinsip adsorbsi dengan metode

karbonatasi.

CaO + CO2 CaCO3 (endapan)

Pada proses ini di dunia rafinasi umumnya menggunakan karbonatasi

bertingkat dengan aliran kontinyu (continues carbonatation). Beberapa

industri gula menggunakan 2 tingkat akan tetapi umumnya menggunakan

3 tigkat. Dari tingkatan ini dilakukan pengaturan baik pH maupun

temperatur Dari hasil pengaturan tersebut diharapkan akan terjadi

adsorbsi kotorandan presipitasi logam. Masing-masing tingkatan memiliki

standart parameter yang berbeda dengan diawali pada kondisi basa sampai

dengan netral pada tingkat yang terakhir. Umumnya penghilangan warna

karbonatasi 50% - 60%

Affination

syrup

Raw

Sugar

Pembentukan

Magma

Pemisahan

Lapisan

Tetes

Peleburan

Raw Sugar

Raw Liquor

Dekolorisasi Filtrasi Karbonatasi

CO 2

Fine Liquor

Sugar

Evaporasi Kristalisasi Gula Pengeringan

Liquor

Rafinasi

Saturated

steam

Tetes

Gula

Rafinasi

Gambar 5.4 Blok diagram pengolahan gula rafinasi berbasis raw sugar


c. Proses filtrasi

Proses ini merupakan proses penyaringan/penapisan yaitu memisahkan

antara filtrat atau larutan gula jernih dengan endapan CaCO3 dari proses

karbonatasi (carbonated liquor). Proses penyaringan ini dilakukan dengan

2 tingkat. Tingkat pertama menyaring liquor terkarbonatasi dan tingkat

kedua adalah menyaring filtrat dari hasil filtrasi pertama.

d. Proses penghilangan warna

Pada proses ini bertujuan untuk menurunkan intensitas wasna liquor

(filtrat) dengan menggunakan alat yang disebut ion exchanger resin.

Metoda kerja dari alat ini adalah diawali dengan mengalirkan filtrat dari

proses filtrasi ke bejana ion exchanger yang didalamnya terdapat resin

penukar ion . Resin yang digunakan adalah resin penukar anion, sedangkan

type resin yang digunakan umumnya adalah styren, akan tetapi tidak jarang

pula ada yang menggunakan type acrylic untuk mendapatkan hasil

penghilangan warna lebih maksimal. Umumnya penghilangan warna

pertukaran ion 70% - 90%. Produk hasil proses ini biasa disebut dengan

fine liquor.

e. Proses penguapan

Prinsip dasar proses penguapan adalah meningkatkan konsentrasi dengan

cara menguapkan airnya. Proses penguapan ini umumnya dilakukan secara

bertingkan agar terjadi penghematan uap pemanas. Umumnya tingkatan

penguapan pada industri rafinasi menggunakan 2 tingkat (evaporator

double effect) tidak jarang pula menggunakan 3 tingkat (triple effect).

Produk hasil proses ini biasa disebut dengan thick liquor.

f. Proses kristalisasi (masakan)

Prinsip dasar proses kristalisasi adalah pembentukan dan pembesaran

kristal yang sebelumnya sudah disiapkan. Kristal bibit yang sudah

disiapkan umumnya disebut dengan FONDAN (crystal seed). Proses masak

atau kristalisasi sangat dipengaruhi oleh vacuum di bejana masaknya.

Kenapa harus vacuum (tekanan negative), hal ini untuk menghindarkan

kerusakan bahan dalam hal ini adalah larutan gula (thick liquor). maksimal

temperatur pada proses ini berkisar 65 o C s/d 75 o C atau setara dengan

vacuum 65cmHg - 70cmHg. Kerusakan material masakan diawali dengan

tingginya temperatur masakan dan waktu masak lama, sehingga akan

timbul warna yang lebih dari umumnya / standarnya (thick liquor -

mascuite) dan pH masakan akan menjadi lebih rendah dari mumnya /

standarnya. Umumnya proses boiling ini dilakukan secara bertingkat

dengan tujuan untuk menurunkan kemurnian dari larutan gula tersebut


atau dengan kata lain untuk meningkatkan pemerahan gula. Produk hasil

proses ini biasa disebut dengan massecuite atau masakan.

g. Proses pemisahan(sentrifugasi)

Prinsip dasar proses ini adalah memisahkan antara kristal gula dengan

sirupnya (molasses) dengan gaya sentrifugal atau diputar sehingga kristal

gula akan tertahan di saringan sedangkan sirup atau molassesnya

menembus saringan. Gula produk dari proses ini kemudian dikirim ke

proses drying - cooling.

h. Proses pengeringan & pengemasan

Prinsip dasar proses ini adalah mengeringkan dengan sistem menguapkan

airnya degan menggunakan Rotary Dryer, kemudian diayak dan ditampung

dalan storage guna menunggu proses penimbangan, pengemasan.

Umumnya gula produk RAFINASI dikemas dalam karung dengan bobot

50kg per karungya. Setelah gula dikemas dalam kemasan karung maka gula

dikirim ke gudang penyimpanan dan siap untuk dipasarkan.


B a b 6

I n d u s t r i S e m e n

Semen adalah material yang dapat mengeras apabila dicampur dengan air,

karena reaksi kimia (hidrasi), dan setelah mengeras akan mempertahankan

kekuatan dan stabilitasnya meskipun terendam di dalam air. Sehingga

semen digunakan sebagai pengikat bahan bangunan (batu, pasir, batu bata,

keramik) untuk pembuatan beton dan konstruksi bangunan seperti

dinding, lantai, dll.

Kata semen diadopsi dari bahasa ingris cement. Sedangkan istilah “cement”

berasal dari orang Romawi yang menggunakan sebutan “opus

caementitium” untuk menggambarkan bangunan batu yang menyerupai

beton dan dibuat dari batu yang dihancurkan dengan kapur yang dibakar

sebagai pengikat. Debu vulkanis dan bubuk batu bata yang ditambahkan

pada batu kapur yang dibakar untuk membentuk pengikat hidrolik

kemudian disebut sebagai cementum, cimentum, cäment and cement.

Bahan sejenis semen digunakan oleh orang-orang Mesir Kuno pada abad

ke-5 untuk membangun piramida dimana batu batanya satu sama lain

terikat kuat dan tahan terhadap cuaca selama berabad-abad. Bahan

pengikat ini ditemukan sejak manusia mengenal api karena mereka

membuat api di gua-gua dan bila api kena atap gua maka akan rontok

berbentuk serbuk. Serbuk ini bila kena hujan menjadi keras dan mengikat

batu-batuan disekitarnya dan dikenal orang sebagai batu Masonry (Duda,

1985).

6.1 Industri Semen di Indonesia

Di Indonesia terdapat 5 perusahaan BUMN dan 3 Perusahaan swasta yang

menguasai Industri semen. Produsen semen nasional terkonsentrasi di

pulau Jawa. Tiga produsen semen nasional terbesar yaitu: PT. Semen

Indonesia, PT. Indocement dan PT. Holcim Indonesi (Semen Cibinong)

terletak di pulau Jawa dengan capacity share sebesar 70,21 %. Indocement

dan Semen Cibinong terletak di Jawa Barat, sedang Semen Gresik ada di

Jawa Timur. Produsen semen nasional terbesar berikutnya ada di pulau

Sumatra melalui Semen Padang, Semen Baturaja dan Semen Andalas. Akan


tetapi Semen Andalas sejak terkena bencana Tsunami sampai sekarang

tidak beroperasi. Kapasitas produsen semen nasional yang ada di Sumatra

(termasuk Semen Andalas) berkontribusi terhadap 17,54 %. Produsen

semen lainnya ada di pulau Sulawesi ( Semen Tonasa dan Semen Bosowa

Maros) dan dan Nusa Tenggara Timur (Semen Kupang) dengan prosentase

relatif kecil.

PT Semen Padang merupakan pabrik semen tertua di Indonesia yang

didirikan pada tanggal 18 Maret 1910 dengan nama NV Nederlandsch

Indische Portland Cement Maatschappi (NV NIPCM).

Pabrik mulai berproduksi pada tahun 1913 dengan kapasitas 22.900 ton

pertahun, dan pernah mencapai produksi sebesar 170.000 ton pada tahun

1939 yang merupakan produksi tertinggi pada waktu itu. Pabrik berlokasi

di Indarung, Padang, Sumatra Barat, Indonesia sekitar 200 meter diatas

permukaan laut (dpl) dan kurang lebih 13 kilometer dari pelabuhan Teluk

Bayur, Padang. PT. Semen Padang saat ini memiliki lima pabrik dengan

total kapasitas 5.7 juta ton per tahun.

Tabel 6.1 Profil Pabrik Semen Indonesia

No. Nama Perusahaan

Jumlah Kapasitas Pabrik

Pabrik

(juta ton)

1. PT. Semen Indonesia (Persero) Tbk 17,25

- Semen Gresik 4 8,20

- Semen Padang 5 5,57

- Semen Tonasa 3 3,48

2. PT. Indocement Tunggal Prakarsa 16,5

- Pabrik Citeuireup 9 11,7

- Pabrik Palimanan 2 2,4

- Pabrik Kotabaru 1 2,4

3. PT. Holcim Indonesia Tbk 7,9

- Semen Cibinong 3 3,4

- Semen Nusantara 2 4,5

4. PT. Semen Bosowa 1 1,8

5. PT. Semen Baturaja (Persero) 3 1,2

6. PT. Semen Kupang 1 0,87

Total Kapasitas 43,81


Semen Gresik adalah pabrik semen yang terbesar di Indonesia, yang

diresmikan di Gresik pada tanggal 7 Agustus 1957 oleh Presiden RI

pertama dengan kapasitas terpasang 250.000 ton semen per tahun. Saat ini

kapasitas terpasang 8,2 juta ton yang, belum termasuk Pabrik baru yang

sedang dibangun dengan kapasitas 3 juta ton.

Pabrik Semen Tonasa Unit I dibangun sejak tahun 1960 dan diresmikan

pada 2 November 1968. Pabrik ini menggunakan proses basah dengan

kapasitas terpasang 110.000 ton semen/tahun. Pada 1984 pabrik Semen

Tonasa Unit I dihentikan pengoperasiannya karena dianggap tidak

ekonomis lagi. Kemudian dibangun Pabrik Tonasa Unit II dan III dengan

Proses Kering. Saat ini PT. Semen Tonasa memiliki 3 pabrik semen,

kapasitas terpasang 3,48 juta ton semen per tahun, berlokasi di Pangkep,

Sulawesi Selatan. Dan sedang dibangun pabrik Baru Tonasa 4 dengan

kapasitas 3 juta ton.

Tabel 6.1 menunjukkan profil kapasitas pabrik semen yang ada di

Indonesia. Semen Gresik Group (SGG) sebesar 17,25 juta ton semen per

tahun, dan menguasai sekitar 46% pangsa pasar semen domestik. PT

Semen Gresik (Persero) Tbk memiliki anak perusahaan PT. Semen Padang

dan PT. Semen Tonasa.

6.2 Jenis-jenis Semen

Umumnya jenis semen yang dikenal saat ini antara lain sebagai berikut:

1. Semen Portland (Portland Cement)

2. Semen Putih (White Cement)

3. Semen Pozzolan (Pozzolan Cement)

4. Semen Alumina Tinggi (High Alumina Cement)

5. Semen Sumur Minyak (Oil Well Cement)

6. Semen Slag (Slag Cement)

7. Semen Masonry (Portland Cement)

8. Semen Trass (Trass Cement)

9. Semen Alami (Natural Cement)

1. Semen Portland : Semen yang dihasilkan dengan jalan menghaluskan

terak (clinker) yang berasal dari tanur putar (kiln), yang mengandung

senyawa calcium, silikat dan aluminat, dengan bahan tambahan yang

biasa digunakan yaitu gypsum(CaSO4) dan bahan lain sebagai filler.

Portland cement memiliki warna keabu-abuan, warna ini disebabkan

oleh kandungan oksida silika.


2. Semen Putih : Semen yang warnanya putih, yang dapat diperoleh

dengan mengurangi kandungan oksida silika pada semen portland

sampai menjadi 0,4 %, sehingga warna semen portland berubah

menjadi putih.

3. Semen Pozzolan : Semen ini mengandung senyawa silika dan alumina

dimana bahan pozzolona sendiri tidak memiliki sifat seperti semen,

akan tetapi bentuk halusnya dan dengan adanya air, senyawa-senyawa

tersebut membentuk kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidraulis.

Bahan pozzolan tersusun atas 45-72 % SiO2, 10-18 % Al2O3, 1-6 %

Fe2O3, 0,5-3 % MgO, 0,3-1,6 % SO3.

4. Semen Alumina Tinggi : Semen yang memiliki kandugan Alumina

tinggi. Dimana perbandingan antara kapur dan alumina adalah sama.

Semen ini dibuat dengan mencampur kapur, silika, dan oksida silika

yang dibakar hingga meleleh dan kemudian hasilnya didinginkan lalu

digiling hingga halus. Ciri dari semen ini memiliki ketahanan terhadap

air yang mengandung sulfat dan air laut cukup tinggi.

5. Semen Sumur Minyak : Semen ini digunakan pada temperatur dan

tekanan tinggi, sering dijumpai pada penggunaan pengeboran minyak

atau digunakan untuk pengeboran air tanah artesis. Semen ini

merupakan semen portland yang dicampur dengan retarder untuk

memperlambat pengerasan semen seperti lignin, asam borat, casein,

dan gula.

6. Semen Slag : Semen yang sebagian bahan bakunya berasal dari sisa

pengolahan besi (slag) Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu :

Eisen portland cement : semen yang dihasilkan dari penggilingan

campuran 60% terak portland dan 40 % butir-butir slag tanur

tinggi.

Hogh Ofen Cement : Semen yang dihasilkan dari penggilingan

campuran yang mengandung 15 – 19 % terak portland cement dan

41 – 85 % butir –butir slag dengan penambahan CaSO4.

7. Semen Masonry : Semen yang dibuat dengan menggiling campuran

terak semen portland dengan batu kapur, batu pasir, atau slag dengan

perbandingan 1 : 1.

8. Semen Trass : Semen yang dihasilkan dengan menggiling campuran

antara 60 %– 80 % trass atau tanah yang berasal dari debu gunung

berapi yang serupa dengan pozzolona dengan menambahkan gypsum

(CaSO4).

9. Semen Alami : Semen alam ini dihasilkan dari kerang batu kapur yang

mengandung tanah liat seperti komposisi semen di alam. Material ini

dibakar sampai suhu pelelehannya hingga menghasilkan terak.

Kemudian terak tersebut digiling menjadi semen yang halus. Dalam

pemakaiannya dicampur dengan semen portland.


Semen yang diproduksi olen Pabrik semen harus mengikuti standard. Ada

dua standar utama yang sering digunakan, yaitu ASTM C150 dan EN 197. Di

Indonesia menggunakan Standard SNI.

Macam-macam semen sesuai standar yang diproduksi oleh pabrik semen

seperti tersebut dibawah ini.

Tipe I (Ordinary Portland Cement): Semen Portland tipe ini

digunakan untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan

sifat-sifat khusus, misalnya tahan terhadap sulfat, panas hiderasi, dan

sebagainya. Semen ini mengandung 5 % MgO dan 2,5 -3% SO3.

Tipe II (Moderate Heat Portland Cement) : Semen ini digunakan

untuk bahan konstruksi yang memerlukan sifat khusus tahan terhadap

sulfat dan panas hiderasi yang sedang, biasanya digunakan untuk

daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Semen ini

mengandung 20% SiO2, 6 % Al2O3, 6% Fe2O3, 6% MgO, dan 8% C3A.

Tipe III (High Early Strength Portland Cement): Semen ini

merupakan semen yang digunakan biasanya dalam keadaan-keadaan

darurat dan musim dingin. Digunakan juga pada pembuatan beton

tekan. Semen ini memiliki kandungan C3S yang lebih tinggi

dibandingkan semen portland tipe I dan tipe II sehingga proses

pengerasan terjadi lebih cepat dan cepat mengeluarkan kalor. Semen

ini tersusun dari 3,5-4% Al2O3, 6% Fe2O3, 35% C3S, 6% MgO, 40% C2S

dan 15% C3A.

Tipe IV (Low Heat Portland Cement) : Semen tipe ini digunakan pada

bangunan dengan tingkat panas hidrasi yang rendah misalnya pada

bangunan beton yang besar dan tebal, baik sekali untuk mencegah

keretakan. Low Heat Portland Cement ini memiliki kandungan C3S dan

C3A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini

tersusun dari 6,5 % MgO, 2,3 % SO3, dan 7 % C3A.

Tipe V (Super Sulphated Cement) : Semen yang sangat tahan

terhadap pengaruh sulphat misalnya pada tempat pengeboran lepas

pantai, pelabuhan, dan terowongan. Komposisi komponen utamanya

adalah slag tanur tinggi dengan kandungan aluminanya yang tinggi, 5%

terak portland cement , 6 % MgO, 2,3 % SO3, dan 5 % C3A.


Tabel 6.2 Jenis-jenis semen di Indonesia (SNI)

No. SNI

Jenis Semen

SNI15-0129-2004

SNI15-0302-2004

Semen portland putih

Semen portland pozzolan (PPC)

SNI15-2049-2004

SNI15-3500-2004

SNI15-3758-2004

SNI15-7064-2004

Semen portland I (OPC)

Semen portland campur

Semen masonry

Semen portland komposit

6.3 Bahan Baku Pembuatan Semen

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu kapur,

pasir silika, tanah liat dan pasir besi. Komposisi bahan baku bergantung

pada jenis semen yang akan di produksi, secara umum komposisi bahan

baku sebagai berikut :

Batu kapur ( ± 81 %) : Batu kapur merupakan sumber utama oksida

yang mempumyai rumus CaCO3 (Calcium arbonat),pada umumnya

tercampur MgCO3 dan MgSO4. Batu kapur yang baik dalam penggunaan

pembuatan semen memiliki kadar air ± 5%

Pasir silika ( ± 9 %) : Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon

dioksida). Pada umumnya pasir silika terdapat bersama oksida logam

lainnya, semakin murni kadar SiO2 semakin putih warna pasir

silikanya, semakin berkurang kadar SiO2 semakin berwarna merah

atau coklat, disamping itu semakin mudah menggumpal karena kadar

airnya yang tinggi. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen

adalah dengan kadar SiO2 ± 90%

Tanah liat ( ± 9 %) : Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada

produksi semen SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan

memiliki kadar air ± 20 %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 %

Pasir besi ( ± 1%): Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri

Oksida) yang pada umumnya selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2

sebagai impuritiesnya. Fe2O3 berfungsi sebagai penghantar panas

dalam proses pembuatan terak semen. Kadar yang baik dalam

pembuatan semen yaitu Fe3O2 ± 75% - 80%.

Gipsum (± 5%) : Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak

3-5% total pembuatan semen.


6.4. Macam-macam proses pembuatan Semen

Menurut Austin (1985), dalam proses produksi semen, saat ini dikenal 4

(empat) macam proses pembuatan semen yaitu:

a. Proses Basah

b. Proses Semi Basah

c. Proses Semi Kering

d. Proses Kering.

Di Indonesia hanya terdapat Proses Basah dan Proses Kering yang

dioperasikan. Saat ini semua pabrik semen di Indonesian dan hampir

semua pabrik semen didunia menggunakan proses kering karena lebih

efisien dalam penggunaan energinya.

a. Proses Basah ( Wet Process )

Menurut Austin, 1985, usaha pembuatan semen dengan proses basah

pertama kali dilakukan dengan membakar campuran batu kapur dan tanah

liat. Joseph Aspadin seorang yang berkebangsaan Inggris pada tahun 1784

membuat semen dari kalsinasi campuran batu kapur dimana batu kapur

dan tanah liat digiling sambil ditambahkan air sehingga menjadi pasta,

kemudian pasta ini dibakar menjadi lelehan dalam tungku. Hasilnya

berupa kapur tohor dan karbondioksida, kapur tohor bereaksi dengan

senyawa-senyawa lain membentuk terak (clinker), kemudian terak digiling

sampai menjadi tepung yang kemudian dikenal dengan nama Semen

Portland, karena kekerasannya mirip dengan batuan di Portland, Inggris.

Saat ini proses basah sudah tidak digunakan lagi, karena boros bahan

bakar, kapasitas produksinya rendah,biaya produksinya tinggi sehingga

secara ekonomis dianggap tidak menguntungkan. Menurut Duda,1983,

pada proses ini bahan baku dihancurkan dalam raw mill kemudian digiling

dengan ditambah air dalam jumlah tertentu. Hasilnya berupa slurry,

dengan kadar air 25 – 40 %, yang digunakan sebagai kiln feed (umpan

tanur). Pada umumnya menggunakan tanus putar panjang (long rotary

kiln) untuk menghasilkan terak. Terak tersebut kemudian didinginkan dan

dicampur dengan gypsum untuk selanjutnya digiling dalam finish mill

hingga terbentuk semen.

Keuntungan dan Proses Basah adalah :

Pencampuran dari komposisi slurry lebih mudah karena berupa

luluhan

Kadar NaO dan K2O tidak menimbulkan gangguan penyempitan

dalam saluran preheater atau pipa

Debu yang dihasilkan relatif sedikit


Deposit yang tidak homogen tidak berpengaruh karena mudah

mencampur dan mengoreksinya.

Kerugian Proses Basah adalah :

Pemakaian bahan bakar lebih banyak dibandingkan proses lain

karena kebutuhan panas selama pembakaran tinggi, 1500 – 1900

kcal untuk setiap kilogram terak.

Tanur putar yang digunakan ukurannya lebih panjang

dibandingkan tanur putar pada proses kering

Memerlukan banyak air proses untuk membentuk material menjadi

luluhan

Kapasitas produksi lebih kecil dibandingkan dengan proses lain.

Apabila menggunakan peralatan dengan ukuran yang sama, maka

akan didapatkan hasil yang lebih sedikit, karena pencampuran

bahan dengan air pada proses penggilingan.

b. Proses Kering ( Dry Process )

Tahun 1891 didirikan Kay Stone Portland company, merupakan pabrik

semen portland pertama yang memakai tanur putar untuk membakar

tepung baku. Pada pabrik ini bahan baku (batu kapur dan tanah liat)

mengalami homogenisasi dalam keadaan kering tanpa penambahan air

tetapi memakai bantuan udara. Kemudian tepung baku masuk ke unit

preheater untuk dikalsinasi awal kemudian masuk ke rotary kiln untuk

dikalsinasi lebih lanjut.

Pada proses ini bahan baku dipecah dan digiling dan dikeringkan, dengan

jalan mengalirkan udara panas ke dalam raw mill sampai diperoleh tepung

baku dengan kadar air 0,5 - 1%. Selanjutnya tepung baku yang telah

homogen ini diumpankan ke dalam suspension preheater sebagai

pemanasan awal. Perpindahan panas terjadi melalui kontak langsung

antara gas panas dengan material dengan arah berlawanan (counter

current). Adanya sistem suspension preheater akan menghilangkan kadar

air dan mengurangi beban panas pada kiln.

Material yang telah keluar dari suspension preheater siap menjadi umpan

kiln dan diproses menjadi terak. Terak tersebut kemudian didinginkan

secara mendadak agar terbentuk kristal yang bentuknya tidak beraturan

(amorf) agar mudah digiling. Selanjutnya dilakukan penggilingan di dalam

finish mill dan dicampur dengan gypsum dengan perbandingan sekitar 96 :

4 sehingga menjadi semen.


Keuntungan Proses Kering antara lain :

Rotary kiln yang digunakan relatif pendek.

Heat compsumtion rendah yaitu sekitar 800 – 1000 kcal untuk setiap

kilogram terak sehingga bahan bakar yang digunakan lebih sedikit.

Kapasitas produksi besar dan biaya operasi rendah.

Batu kapur

Tanah liat

Pasir Silika

Penghancuran

Raw Material

Dry Mixing

dan

Blending

Rotary

Kiln

Batu

Bara

Penggilingan

Batu bara

Gypsum

Finish

Grinding

Mill

Semen

Produk

Gambar 6.2 Diagram Alir Proses Kering

Kerugian Proses Kering antara lain :

Adanya air yang terkandung dalam material sangat mengganggu

operasi karena material lengket pada inlet chute.

Impuritas NaO dan K2O menyebabkan penyempitan pada saluran

preheater.

Campuran tepung kurang homogen karena bahan yang digunakan

dicampur dalam keadaan kering.

Banyak debu yang dihasilkan sehingga dibutuhkan alat penangkap

debu.


6.5 Proses pembuatan Semen (Proses Kering)

Secara keseluruhan proses produksi semen meliputi 5 tahap sebagai

berikut:

1. Raw Material preparation: raw material crushing, raw material

storage (dengan atau tanpa preblending).

2. Raw Material Grinding : raw material reclaiming, raw material bins and

feeding system, raw mill, EP, homogenizing silo and aeration system

3. Clinker Burning : kiln feeding system, preheater and precalciner,

rotary kiln, clinker cooler and crusher, clinker storage.

4. Cement Grinding : gypsum storage, clinker, gypsum and other

component bins and feeding system, cement mill, cement storage and

aeration system, bulk cement loader.

5. Cement Packing : vibrating cement screen and cement bin, cement

packing, bagged cement weigher and cleaner, truck loader.

Secara rinci dari masing-masing tahapan ini akan diuraikan berikut ini.

a. Raw Material Preparation

Pada unit ini bertugas menyiapkan bahan baku utama dalam terdiri dari :

Limestone Crusher and Storage, Clay Crusher and Storage, Silica Sand and

Iron Sand Storage

Batu kapur dibawa dari quarry dengan menggunakan dump truck dan

ditumpahkan ke dalam hopper crusher. Kemudian batu kapur diumpankan

ke dalan crusher dengan menggunakan wobbler feeder. Di dalam hammer

crusher, batu kapur mengalami size reduction (pengecilan ukuran),

bongkahan besar dengan diameter maksimal 1,2 m akan dihancurkan

dengan hammer crusher menjadi crushed limestone yang berukuran 0 – 18

cm. Sedangkan sisanya berupa material halus berukuran 0 – 9 cm akan

jatuh lewat wobler feeder. Keduanya akan jatuh dan bercampur didalam

belt conveyor. Selanjutnya crushed limestone akan bawa dengan belt

conveyor disimpan di crushed limestone storage. Penumpukan dilakukan

secara chevron style dalam 2 tumpukan (pile). Dalam pengoperasian satu

tumpukan diisi denagn menggunakan side stacker, sedangkan satu

tumpukan diambil untuk digunakan dengan menggunakan bridge side

scraper.

Tanah liat dibawa dari clay pit (penambangan tanah liat) dengan dump

truck dan dimasukkan ke dalam raw clay storage. Tanah liat dari storage

berdiameter maksimal 0,5 m dan kadar air 25 % diambil dengan font

loader atau dump truck dibawa ke clay hopper dan kemudian diumpankan

ke clay crusher dengan menggunakan apron conveyor. Di sini tanah liat


mengalami size reduction dalam clay crusher dari ukuran 0,5 m menjadi 9

cm. Kemudian crushed clay akan turun ke ke belt conveyor dan dibawa dan

disimpan di crusher clay storage. Penumpukan dilakukan dalam 2

tumpukan (pile). Dalam pengoperasian satu tumpukan diisi denagn

menggunakan side stacker, sedangkan satu tumpukan diambil untuk

digunakan dengan menggunakan bucket scraper.

Gambar 6.3 Proses pembuatan semen dengan proses kering

Pasir silika (silica sand) dan pasir besi (iron sand) yang dibeli dari luar

diangkut dengan dump truck ke dalam plant site dan disimpan dalam satu

covered storage yang digunakan untuk menyimpan keduanya pada

tumpukan yang terpisah. Pengambilan dilakukan dengan menggunakan

front loader.

b. Raw Material Grinding

Unit pengolahan ini bertugas melakukan penggilingan bahan bahan mentah

(raw material grinding) dan komposisi sesuai dengan yang diperlukan

sebagai umpan tanur (kiln feed). Unit pengolahan dibagi menjadi : Raw

Material Reclaiming dan Raw material Grinding

Raw Material Reclaiming merupakan sub unit yang berfungsi mengambil

kembali (menggaruk) batu kapur dan tanah liat dengan menggunakan

reclaimer masing-masing secara vertikal. Dengan pengambilan seperti ini,


maka batu kapur dan tanah liat menjadi lebih homogen. Hasil pengambilan

reclaimer tersebut akan dibawa oleh belt conveyor untuk masing-masing

dimasukkan ke dalam limestone bin dan clay bin. Pasir silika dan pasir besi

dari silica sand & iron sand storage akan dibawa oleh dump truck menuju ke

hopper secara bergantian. Pengeluaran pasir silika dan pasir besi diatur

oleh Apron Feeder. Material tersebut kemudian akan dibawa belt conveyor

menuju bin pasir silika dan bin pasir besi.

Pengeluaran semua raw material dari bin masing-masing diatur secara

proporsional dengan menggunakan apron weigh feeder. Keempat material

tersebut kemudian diumpankan ke raw mill menggunakan belt conveyor .

Batu kapur, tanah liat, pasir silika dan pasir besi dengan proporsi tertentu,

sesuai ketentuan dari pengendali proses, diumpankan ke dalam raw mill. Di

dalam raw mill material-material tersebut dikeringkan dan digiling untuk

memperoleh komposisi raw meal yang sesuai dengan standar umpan kiln.

Seluruh transportasi raw material tersebut diatas dilakukan dengan belt

conveyor dan dimasukkan kedalam raw mill, jenis vertical roller mill,

melalui triple gate. Di dalam raw mill material akan mengalami size

reduction dan pengeringan. Untuk pengeringan raw material yang digiling

di dalam raw mill system menggunakan sisa udara panas dari preheater

dan clinker cooler. Selain itu raw mill system dilengkapi pula dengan hot air

generator, yang akan digunakan bila udara panas dari preheater dan clinker

cooler tidak mencukupi atau kondisi kiln dalam keadaan down (tidak

beroperasi).

Produk dari raw mill dengan kehalusan 90 % lolos ayakan 90 micron dan

kadar air maksimal 1 %, akan dibawa aliran udara ke dalam cyclone,

karena tarikan mill fan. Sekitar 93 % dari material akan terpisahkan dari

aliran gas. Sedangkan sisa yang lebih halus sekitar 7 % akan keluar

terbawa aliran gas keluar dari cyclone. Sisa produk akan ditangkap oleh

Electrostatis Precipitator (EP), sedangkan gas yang telah bersih akan

dibuang keudara bebas melalui stack (cerobong). Bila raw mill beroperasi

raw meal dari cyclone dibawa oleh air slide digabungkan dengan raw meal

dari EP yang dibawa melalui screw conveyor selanjutnya denagan bucket

elevator dan air slide dimasukkan kedalam homogenizing silo. Bila raw mill

tidak beroperasi debu dari EP akan digabung dengan debu dari

conditioning tower akan dibawa oleh screw conveyor, kemudian ditransport

kedalam dust bin, kemudian dikirim ke Kiln Feed Bin.

Bila raw mill tidak beroperasi gas panas dari preheater dan clinker cooler

dialirkan lewat conditioning tower yang dilengkapi dengan water spray


system untuk menurunkan temperatur gas panas sampai sekitar 150

derajat Celcius, agar EP dapat bekerja dengan efektif/baik. Sedangkan pada

kondisi normal (saat raw mill beroperasi) suhu gas yang keluar dari

preheater dan clinker cooler 330C dan 397C akan mengalami penurunan

menjadi 90 derajat Celcius, sehingga dapat langsung dialirkan ke EP. Reject

dari raw mill dikembalikan ke system lewat belt conveyor dan bucket

elevator, kemudian bersama-sama dengan umpan baru masuk kedalam

Raw Mill.

c. Clinker Burning dan Coal Mill

Unit pembakaran merupakan unit yang sangat vital sehingga perlu

penanganan serius, karena kualitas semen yang dihasilkan sangat

ditentukan oleh keberhasilan unit ini.

Unit pembakaran mempunyai beberapa sub bagian, yaitu ;

Blending Silo dan Kiln Feeding System

Suspension Preheater

Rotary Kiln

Clinker Cooler

Clinker silo

Produk dari Raw Mill yang disebut tepung baku (raw meal) di transport

menuju blending silo (homogenizing silo). Type Blending Silo yang

digunakan adalah continous blending silo, yang berfungsi sebagai mixing

chamber dan juga sebagai storage silo. Blending silo ini beroperasi secara

continous flow. Prinsip dari proses pencampuran material berdasarkan atas

pembentukan layer secara horizontal, pada saat pengisian silo. Kemudian

terjadi pencampuran (blending) pada saat material dikeluarkan dari silo

secara vertikal. Proses blending akan berjalan dengan baik, bila terbentuk

banyak layer dari material yang berbeda komposisi. Layer terbentuk

dengan cara pengisian material ke dalam kedua silo lewat air slide feed

system secara bergantian. Pengaturan bergantian tersebut dilakukan

dengan timer dan diatur lewat distribution cone dan kemudian dilewatkan

melalui air slide menuju silo I dan silo II. Untuk memperoleh hasil

pencampuran yang baik, ketebalan layer diatur agar tidak lebih dari 1

meter dan isi silo harus dijaga agar minimal berisi setengah dari kapasitas

silo, isi silo yang kurang dari setengah akan mengakibatkan proses

pencampuran material menjadi kurang efektif.

Pengeluaran material dari dalam silo pada umumnya dilakukan secara

bersamaan, melalui 2 (dua) dari 10 (sepuluh) flow gate yang ada pada

setiap silo atau 4 (empat) flow gate untuk kedua silo. Siklus kerja sepasang

flow gate pada saat membuka dan menutup diatur sesuai dengan interval


waktu yang telah ditentukan. Pada tiap blending silo dilengkapi dengan 2

(dua) buah blower atau 4 (empat) blower untuk kedua blending silo. Blower

tersebut digunakan untuk aerasi pada airslide yang berada didalam kedua

blending silo .

Material yang keluar dari kedua silo merupakan umpan kiln (kiln feed),

dilewatkan melalui air slide dikirim ke kiln feed bin. Selanjutnya kiln feed

dikeluarkan melalui air slide, masuk kedalam junction box, kemudian

diangkat dengan bucket elevator dan air slide masuk ke kiln feed bin. Dari

kiln feed bin kiln feed dibagi ke dalam calibration bin I dan calibration bin II.

Kemudian dari kedua calibration bin kiln feed dikeluarkan dan

diumpankan kedalam suspension preheater melalui flow meter dan

selanjutnya melalui air slide dan air lift.

Jenis preheater yang digunakan adalah 4 stage, double string preheater,

yang dilengkapi dengan ILC dan SLC calciner. Aliran material berlawanan

arah dengan aliran gas panas atau counter current. Kiln feed masuk dari

atas cyclone, sedangkan gas panas dialirkan dari bawah cyclone. Untuk

meningkatkan efisiensi pemisahan antara gas panas dan material didalam

preheater, maka pada stage I dipasang double cyclone. Stage I sampai

dengan stage III berfungsi sebagai pemanas awal kiln feed, sedangkan pada

stage IV digunakan untuk memisahkan produk yang keluar dari calsiner

yang telah terkalsinasi.

Proses pemanasan kiln feed pada stage I sampai stage III terjadi karena

adanya perpindahan panas antara gas panas yang keluar dari kiln dan

calsiner dengan kiln feed yang masih dingin. Suhu kiln feed masuk riser duct

dari stage I sekitar 50 – 60C. Kiln feed yang masih dingin masuk kedalam

riser duct ini, kemudian bercampur dengan aliran gas panas ikut masuk

kedalam cyclone. Di dalam cyclone kiln feed dipisahkan dari campuran

antara gas dan material. Campuran antara kiln feed dan gas panas masuk

kedalam cyclone dengan arah tangensial, sehingga akan terjadi pusaran.

Pusaran tersebut mengakibatkan terjadinya gaya sentrifugal, gaya gravitasi

dan gaya angkat gas didalam cyclone. Untuk material kasar, gaya gravitasi

dan gaya sentrifugal lebih dominan. Gaya sentrifugal menyebabkan

material menumbuk dinding cyclone sehingga akan jatuh ke down pipe

karena gaya gravitasi. Untuk material halus gaya angkat gas sangat

dominan, sehingga material akan terangkat gas keluar dari cyclone.


Tabel 6.3 Profil suhu material dan gas dalam kiln

Stage Suhu Material Suhu Gas

I

II

III

IV

Calciner

310 330 o C

500 – 550 o C

650 – 690 o C

780 – 800 o C

900 – 930 o C

355 – 365 o C

540 – 560 o C

690 – 710 o C

820 – 840 o C

830 – 870 o C

Kiln feed masuk ke down pipe cyclone stage II, kemudian mengalami proses

seperti pada stage I. Hal yang sama terjadi pada stage III dan stage IV.

Material yang keluar dari stage III akan masuk ke dalam ILC dan SLC

calciner dan mengalami kalsinasi minimal sampai 90%. Kemudian material

akan terbawa aliran gas masuk kedalam cyclone stage IV dan keluar

melewati riser duct dan selanjutmya akan diumpankan ke dalam kiln.

Pada suspension preheater terjadi reaksi kimia pada material sbb :

1. Pengurangan kadar air yang terkandung dalam umpan pada stage I

pada suhu 100-200 0 C.

H2O(l) H2O(g)

T=100 – 200 o C

2. Penguapan air hidrat yang terkandung dalam tanah liat pada suhu 500

– 600C.

Al2O3xH2O(s) Al2O3(s) + xH2O(g)

T=500 – 600 o C

SiO2xH2O(s) SiO2(s) + xH2O(g)

T=500 – 600 o C

3. Penguraian carbonat (Calcium terjadi pada suhu 600–800C).

CaCO3(s) CaO(l) + CO2(g)

T=600 – 800 o C

MgCO3(s) MgO(l) + CO2(g)

T=600 – 800 o C

4. Reaksi pembentukan senyawa 2CaO.SiO2 sebagian pada suhu

800 – 930C.

2 CaO(l) + SiO2(l) 2 CaO.SiO2(l) atau C2S

T=800 – 930 o C


Rotary Kiln digunakan untuk membakar umpan kiln menjadi clinker.

Sumber panas dalam rotary kiln dihasilkan dari pembakaran batu bara.

Untuk melindungi dinding rotary kiln dari panas yang terjadi, maka

dipasang fire brick (batu tahan api) pada bagian dalam rotary kiln.

Rotary kiln dibagi menjadi 4 zone, sesuai dengan reaksi yang terjadi pada

suhu dimana reaksi tersebut berlangsung, sbb:

Zone Kalsinasi, pada kondisi suhu 900 – 1100C

Zone Transisi, pada kondisi suhu 1100 – 1200C

Zone Clinkerisasi, pada kondisi suhu 1250 – 1450C

Zone Pendinginan, pada kondisi suhu 1450 – 1300C

Material keluar dari preheater bersuhu 800C masuk ke dalam rotary kiln,

umpan kiln tersebut mengalami pemanasan oleh gas panas dari

pembakaran batu bara. Pemanasan berlangsung secara counter current,

sehingga kontak antara gas panas dan umpan kiln lebih efisien. Akibat

kontak antar partikel maka akan terjadi perpindahan panas dari gas panas

menuju ke umpan kiln. Umpan kiln terus terbakar dan meleleh hingga

akhirnya akan terbentuk senyawa-senyawa semen yang disebut clinker.

Senyawa tersebut adalah : C2S, C3S, C4AF dan C3A.

Berikut adalah reaksi yang terjadi di setiap zone pada rotary kiln :

Zone kalsinasi lanjutan : Pada zone ini material akan mengalami proses

kalsinasi lanjutan yang sebelumnya telah terjadi suspension preheater.

Kalsinasi yang telah mencapai 90 % di suspension preheater, dilanjutkan

dari dalam kiln sampai 100 % (sempurna) dan pembentukan komponen

C2S (Dicalsium Silikat). Reaksinya adalah sebagai berikut :

CaCO3 (s CaO(s) + CO2 (g)

T = 900 – 1100 o C

MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g)

T = 900 – 1100 o C

2CaO(l) + SiO2(l)

2CaO.SiO2(l) atau C2S

T = 900 – 1100 o C

Zone Transisi : Pada zone transisi mulai terbentuk komponen-komponen

dasar penyusun semen seperti C3A (Trikalsium Silikat) dan C4AF (Tetra

Aluminat Ferrit ), Reaksi :

CaO(l) + Al2O3(l) CaO.Al2O3(l)

T = 1100 – 1250C


2CaO(l) + CaO.Al2O3(l)

3CaO.Al2O3(l) atau C3A

T = 1100 – 1250C

CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3.Fe2O3

T = 1100 – 1250C

Zone Clinkerisasi : Clinkerisasi merupakan proses persenyawaan terakhir

pada zone ini akan terbentuk sempurna yaitu C3S yang merupakan bahan

utama penyusun semen. Reaksi :

2CaO(l) + SiO2(l) 2CaO.SiO2(l) atau C2S

T = 900 – 1100 o C

2CaO(l) + CaO.Al2O3(l) 3CaO.Al2O3(l) atau C3A

T = 1100 – 1250C

CaO + 2CaO.Fe2O3 + CaO.Al2O3) 4CaO.Al2O3.Fe2O3

T = 1100 – 1250C

CaO + 2CaOSiO2 3CaO.SiO2

T = 1250–1450C

Zone Pendinginan : Setelah umpan kiln meleati zone Clinkerisasi, umpan

kiln akan tetap meleleh dan bergerak ke daerah zone pendinginan. Pada

zone pendinginan lelehan akan mengalami penurunan suhu dari 1450 o C

menjadi 1300 o C. Clinker ini selanjutnya akan bergerak menuju clinker

cooler untuk segera didinginkan.

Clinker cooler berfungsi sebagai pendingin clinker yang sudah terbentuk

dan memproduksi udara pembakar sekunder yang digunakan dalam rotary

kiln dan precalciner dan raw mil. Clinker cooler yang digunakan terdiri dari

16 kompartemen. Sebagai media pendingin digunakan aliran udara yang

dihasilkan oleh 14 buah fan. Clinker hasil pembakaran yang mempunyai

suhu 1400 o C keluar dari rotary kiln langsung jatuh ke dalam clinker cooler

dan langsung diterima oleh grate-grate (sarangan). Pendinginan dilakukan

secara mendadak, untuk menghindari terjadinya pengerasan semen atau

dekomposisi C3S menjadi C2S dan clinker yang dihasilkan menjadi amorf,

sehingga clinker mudah digiling.

Pendinginan dilakukan sampai suhu clinker menjadi 82C saat keluar dari

clinker cooler, dibawa oleh drag conveyor dan dimasukkan ke dalam clinker

storage silo. Dalam clinker cooler, grate-grate bergerak maju-mundur,

sehingga clinker akan terdorong menuju outlet cooler. Pada bagian ini


clinker cooler dilengkapi dengan clinker breaker/crusher yang berfungsi

menghancurkan clinker yang berukuran besar.

Udara panas dari cooler : kompartmen 1, 2 dan 3 digunakan sebagai udara

pembakar sekunder. Sedangkan kebutuhan udara pembakar untuk calciner

diambilkan dari kompartmen 5, 6, 7 dan 8 dan sisa udara panas disaring

dalam Electrostatic Precipitator. Debu yang berhasil disaring dicampur

dengan produk dari cooler ke drag conveyor melalui screw conveyor,

sedangkan udara bersih dibuang ke udara bebas melalui stack.

Batubara (crushed coal) dari tambang diangkut ke pabrik dengan

menggunakan truk dan disimpan dalam gudang beratap (covered storage).

Selanjutnya batubara diangkut ke raw coal bin dengan menggunakan front

loader dan belt conveyor. Setelah digiling dan dikeringkan didalam coal mill,

batubara bubuk (pulverized coal) disimpan di pulverized coal bin. Untuk

pengeringan didalam coal mill, digunakan sebagian gas buang dari

preheater. Pada waktu rotary kiln tidak beroperasi akan digunakan gas

panas dari hot gas generator yang disiapkan untuk keperluan tersebut.

d. Cement Grinding

Unit penggilingan semen (cement grinding) terdiri dari : Clinker Handling

dan Gypsum Crushing dan Finish Mill

Clinker yang keluar dari cooler dibawa dengan drag conveyor menuju ke

clinker storage silo. Low burn clinker (terak mentah) dibawa ke low burrn

clinker bin untuk disimpan sementara waktu. Low burn clinker dapat

dikeluarkan melalui loadout spout system untuk dimuat ke atas dump truck.

Selanjutnya low burn clinker dibawa dengan dump truck untuk diumpankan

ke hooper dan dibawa dengan belt conveyor untuk dicampur dengan

clinker (baik) dari clinker storage silo.

Clinker storage silo mempunyai lubang pengeluaran, setiap pengeluaran

dilengkapi dengan disharge gate. Clinker keluar dari clinker storage silo

diumpankan ke belt conveyor yang terdapat dibawah clinker storage silo,

kemudian ditransfer ke belt conveyor lainnya. Selanjutnya dengan

menggunakan bucket elevator, clinker dibawa dan sisimpan ke dalam

clinker bin.

Gypsum diambil dari tempat penyimpanan, dengan menggunakan front

loader untuk diumpankan ke gypsum hooper. Kemudian gypsum

diumpankan ke dalam gypsum crusher dengan menggunakan appron

conveyor. Di sini gypsum akan mengalami size reduction dari ukuran 400


mm menjadi crushed gypsum berdiameter 0 – 2,5 mm. Kemudian crushed

gypsum dibawa dengan belt conveyor, bucket elevator dan belt conveyor

lainnya gypsum bin.

Clinker dan gypsum keluar dari masing-masing bin ditimbang dahulu oleh

weight feeder, kemudian ditansfer ke belt conveyor. Selanjutnya kedua

material tersebut ditransfer ke bucket elevator, kemudian belt conveyor

dan dimasukkan ke dalam surge bin. Dari surge bin clinker/gypsum mix

dikeluarkan dan diumpankan ke hidraulic roller crusher, yang berfungsi

sebagai pre-crushing, lewat gate, sebelum digiling di dalam ball mill,

sebagai finish mill. Sebagian material yang telah di-crushed disirkulasi

kembali ke hydraulic roller crusher menggunakan belt conveyor dan

kembali ke surge bin, untuk menjaga head dari material diatas hydraulic

roller crusher. Dan sebagian lain dari crushed material masuk kedalam

finish mill. Produk dari pre-crushing, berukuran 0 – 90 micron ini, dalam

finish mill akan digiling dan mengalami size reduction.

Produk dari finish mill dipisahkan dengan separator, disini produk

dipisahkan menjadi 2 bagian, yaitu produk yang mempunyai kehalusan 325

Mesh, dibawa oleh aliran udara masuk cyclone dan dust collector. Produk

dari cyclone bercampur dengan yang dari dust collector dibawa dengan air

slide bucket elevator, untuk dimasukkan dan disimpan di dalam cement silo.

Suhu produk semen yang keluar ball mill dikendalikan dengan water

spraying system, dfimana air disemprotkan dengan udara tekan

(compressed air) di dalam penggiling (mill). Alat ini menjaga agar

temperatur semen yang keluar mill konstan, yaitu 107C. Pendinginan

lanjut dilakukan selama pemisahan di dalam separator, sehingga suhu

akhir semen menjadi 96C.

Bagian dasar Cement silo dilengkapi dengan aeration system untuk

pengeluaran semen dan mencegah agar semen tidak menggumpal. Selain

pengeluaran semen untuk cement packer, cement silo dilengkapi juga

dengan bulk cement loader untuk pengeluaran semen curah (bulk cement).

e. Cement Packing

Unit pengantongan semen (cement packinging) terdiri dari : Plant Site

Packer dan Harbour Packer. Semen dikeluarkan dari cement silo

menggunakan aeration system dan air slide, selanjutnya ditransport

menggunakan serangkaian bucket elevator dan air slide untuk dimasukkan

ke dalam cement bin. Sebelum masuk ke dalan cement bin, semen diayak


menggunakan vibrating screen, untuk memisahkan semen dengan kotoran

yang mengganggu.

Dari cement bin semen yang berukuran 325 mesh ditransport ke rotary

packer bin yang didalamnya dilengkapi dengan spout tube, yaitu semacam

suntikan untuk memasukkan semen ke dalam kantong semen. Rotary

packer akan mengisi kantong semen dengan semen sampai berat yang

diinginkan. Bila berat tersebut telah tercapai, maka semen dalam kantong

(bagged cement) akan jatuh ke belt conveyor.

Sebelum diteruskan ke truck loader, bagged cement akan ditimbang. Jika

berat semen dalam kantong kurang dari ketentuan, maka akan terpantau

oleh penimbang dan dipecah oleh bag destroyer, sedangkan semennya

ditampung dalam reject bin. Selanjutnya semen akan diayak dan dibawa

dengan screw conveyor dan dikembalikam ke cement bin menggunakan

bucket elevator dan air slide. Semen dalam kantong yang memenuhi

ketentuan berat dibawa menggunakan belt conveyor dan dimuat ke atas

truk menggunakan truck loader, untuk selanjutnya didistribusi kepada

konsumen.


B A B 7

I n d u s t r i M i n y a k B u m i

Minyak Bumi (petroleum) berasal dari bahasa latin ”petrus” berarti karang

dan ”oleum” artinya minyak, dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah

cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar,

yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak Bumi

terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar

seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan

kemurniannya.

Minyak Bumi diambil dari sumur minyak di pertambangan-pertambangan

minyak. Lokasi sumur-sumur minyak ini didapatkan setelah melalui proses

studi geologi, analisis sedimen, karakter dan struktur sumber, dan berbagai

macam studi lainnya. Setelah itu, minyak Bumi akan diproses di tempat

pengilangan minyak dan dipisah-pisahkan hasilnya berdasarkan titik

didihnya sehingga menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai dari

bensin dan minyak tanah sampai aspal dan berbagai reagen kimia yang

dibutuhkan untuk membuat plastik dan obat-obatan. Minyak Bumi

digunakan untuk memproduksi berbagai macam barang dan material yang

dibutuhkan manusia.

7.1 Industri Perminyakan di Indonesia

Sejak jaman pemerintahan kolonial Belanda, di Indonesia sudah dilakukan

eksplorasi dan produksi minyak bumi. Pengusahaan minyak bumi di

Indonesia memang tergolong yang tertua di dunia. Pengeboran minyak

pertama di Indonesia, yang dilakukan oleh J Reerink, 1871, hanya

berselang dua belas tahun setelah pengeboran minyak pertama di dunia

oleh Kolonel Edwin L Drake dan William Smith de Titusville (1859), di

negara bagian Pensilvania, Amerika Serikat. Meskipun demikian, berbeda

halnya dengan sektor perkebunan dan pertanian yang sudah ratusan tahun

diperah, sektor pertambangan baru dikembangkan oleh Belanda pada abad

ke-19. Dua abad lebih setelah VOC didirikan, sektor pertambangan belum

menjadi andalan pendapatan pemerintah kolonial. Hal ini bisa dilihat dari


adanya Indische Mijnwet, produk undang-undang pertambangan pertama,

yang baru dibuat oleh Belanda pada tahun 1899.

Pada pertengahan abad ke-19, Corps of the Mining Engineers, suatu

institusi Belanda, telah melaporkan penemuan minyak pada dekade 1850-

an, antara lain di Karawang (1850), Semarang (1853), Kalimantan Barat

(1957), Palembang (1858), Rembang dan Bojonegoro (1858), Surabaya dan

Lamongan (1858). Temuan minyak terus berlanjut pada dekade

berikutnya, antara lain di daerah Demak (1862), Muara Enim (1864),

Purbalingga (1864) dan Madura (1866).

Berikut ini kronologi Sejarah Minyak dan Gas Bumi di Indonesia:

1871 Usaha pertama pengeboran minyak di Indonesia, dilakukan di Cirebon.

Karena hasilnya sedikit, kemudian ditutup.

1883 Konsesi pertama pengusahaan minyak diserahkan Sultan Langkat kepada

Aeilko J. Zijlker untuk daerah Telaga Said dekat Pangkalan Brandan.

1885 Produksi pertama Telaga Said, yang kemudian diusahakan oleh "Royal

Dutch"

1890 Dibentuk "Koninklijke" untuk mengusahakan minyak di Sumatera Utara.

1892 Kilang minyak di Pangkalan Brandan yang dibangun "Royal Dutch" mulai

berjalan.

1898 Kilang minyak Balikpapan mulai berjalan.

1899 Lapangan minyak Perlak, konsesi baru dari "Koninklijke" mulai

menghasilkan.

1900 Kilang minyak Plaju mulai bekerja.

1901 Saluran pipa Perlak – Pangkalan Brandan selesai dibangun.

1907 ‘Koninklijke’ dan ‘Shell Transport and Trading Company’ bergabung

membentuk BPM.

1907 Royal Dutch menyerahkan konsesi-konsesinya di Indonesia kepada BPM.

1911 Sejak tahun ini BPM mengusahakan daerah-daerah minyak sekitar Cepu.

Instalasi minyak berkapasitas kecil dibangun.

1912 Dibentuk NKPM sebuah subsidiary dari "Standard oil Company of New

Jersey", pada tahun 1948 nama NKPM menjadi STANVAC.

1916 STANVAC menemukan minyak di Daerah Talang Akar, Pendopo (Sumsel).

1920 BPM memperoleh kontrak untuk mengusahakan daerah jambi, dibentuk

NIAM, dengan modal 50/50 antara BPM dengan Hindia Belanda. Manajemen

berada di tangan BPM.

1923 NIAm Jambi menghasilkan produksi untuk pertama kali.

1926 Kilang minyak STANVAC di Sungai Gerong selesai dibangun, mulai

berproduksi dalam rangka produksi keseluruhan Indonesia.

1931 ‘Standard Oil Company of California’ membentuk subsidiary yang setelah

PD II bernama CALTEX. Pencarian minyak mulai diintensifkan.

1935 Saluran pipa dari jambi ke BPM di Plaju selesai dibangun.

NNGPM suatu perseroan yang terdiri dari saham BPM (40%), STANVAC (40%)

dan Far Pacific Investment Company (20%), mulai beroperasi di Irian Barat.


1936 Konsesi yang bernama "Kontrak 5A" untuk daerah di Sumatera Tengah

diberikan kepada CALTEX. (termasuk lapangan MINAS).

1941 Pecah perang di Asia Tenggara, penghancuran dan penutupan sumur

minyak bumi.

1944 Tentara pendudukan Jepang yang berusaha membangun kembali instalasi

minyak menemukan MINAS.

1945 Lapangan minyak sekitar P. Brandan (ex konsesi BPM) diserahkan pihak

Jepang atas nama sekutu kepada Bangsa Indonesia. Perusahaan ini diberi nama

PTMNRI.

1946/ 1947 Jepang mundur, sejak pertengahan tahun 1946 sampai Agustus

1947 lapangan-lapangan minyak STANVAC dikuasai PERMIRI.

1948 STANVAC kembali mencapai tingkat produksi tertinggi sebelum perang.

1949 CALTEX kembali mengusahakan lapangan minyak di Sumatera Tengah.

Konsesi BPM Cepu yang dikuasai PTMN dikembalikan kepada BPM akibat KMB,

PTMN dibubarkan.

1951 PTMRI diakui sah oleh pemerintah RI dan diganti menjadi P.N PERMIGAN.

1952 CALTEX mulai mengekspor minyak dari lapangan MINAS.

1954 Pemerintah RI mengangkat seorang koordinator untuk Tambang Minyak

Sumut dan PTMNRI dirubah menjadi TMSU.

1957 Awal Oktober 1957 K.S.A.D (pelaksana SOB) menunjuk KO. Dr. Ibnu

Sutowo untuk membentuk sebuah perusahaan minyak yang berstatus hukum.

Tanggal 10 Desember 1957 P.T. PERMINA didirikan, dan disahkan dengan Surat

Keputusan Menteri Kehakiman RI No. J.A. 5/32/11 tanggal 3 April 1958.

1958 Bulan Juni PT PERMINA mengekspor minyak mentah untuk pertama kali,

dan disusul yang kedua pada Agustus berikutnya. PT PERMINA mengadakan

perjanjian kerjasama dengan perusahaan minyak Jepang NOSODECO. Kredit

diangsur kembali dalam bentuk minyak mentah. PT PERMINA membuka

perwakilan di Tokyo.

1959 NIAM menjadi PN PERMINDO. BPM/SHELL memulai proyek Tanjung di

Kalimantan.

1960 BPM di Indonesia dilikuidasi dan sebagai ganti dibentuk PT SHELL

INDONESIA. Dengan diundangkannya UU Minyak dan Gas Bumi No. 44 tahun

1960, tanggal 26 Oktober 1960, seluruh pengusahaan minyak di Indonesia

dilaksanakan oleh Negara. Permindo mulai dengan organisasi perniagaan sendiri

sesuai sifat perusahaan Semi Pemerintah, walaupun administrasi perniagaan

masih diatur SHELL.

1961 Pemerintah RI mengambil alih saham SHELL dalam PERMINDO.

PERMINDO dilIkuidasi dan dibentuk PN Pertambangan Minyak Indonesia

disingkat PERTAMIN. Dengan PP No. 198 tahun 1961 didirikan Perusahaan

Negara dengan nama PN Pertambangan Minyak Nasional, disingkat PN PERMINA

dan PT PERMINA dilebur ke dalamnya.

1962 Indonesia bergabung menjadi anggota OPEC

1964 Pemerintah RI/PN PERMINA mengambil alih semua aktivitas NNGPM

dengan membeli perusahaan tersebut.


1965 Tanggal 31 Desember 1965 Pemerintah RI membeli PT SHELL INDONESIA

dengan harga US$ 110 juta. Unit-unit ex SHELL dimasukkan dalam organisasi PN

PERMINA.

1966 Dengan Surat Keputusan Menteri Pertambangan No. 124/M/MIGAS

tanggal 24 Maret 1966 organisasi PERMINA dibagi dalam 5 unit Operasi Daerah

Produksi dengan kantor pusat di Jakarta.

1967 Konsep Kontrak Production Sharing (KPS) mulai diperkenalkan.

1968 Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 27 tahun 1968 tanggal 20 Agustus

1968 PN PERMINA dan PN PERTAMIN dilebur menjadi satu Perusahaan Negara

dengan nama PN Pertambangan Minyak dan Gas Bumi Nasional, disingkat PN

Pertamina.

Pengusahaan minyak dan gas bumi di Indonesia mencatat kemajuan pesat

sejak Pertamin dan Permina diintegrasikan ke dalam Pertamina. Seluruh

operasi perminyakan yang mencakup berbagai aspek kegiatan dapat

iarahkan pada sasaran yang dituju oleh Pemerintah. Peranan minyak, yang

menyangkut berbagai aspek pembanguna, menjadikan minyak sebagai

unsur penting di dalam ketahanan nasional. Seluruh bidang perminyakan,

produksi, pengolahan, distribusi, pengangkutan, maupun pemasaran

minyak mentah menjadi semakin penting dan harus dipegang langsung

oleh Pertamina. Sistem bagi hasil, yang diterapkan di dalam bidang

eksplorasi dan produksi, bukan saja telah memberikan keuntungan lebih

besar kepada negara, tetapi juga merupakan landasan bagi kerja sama

dengan para kontraktor minyak asing. Peranan minyak yang kian penting

disemua sektor dan harganya yang terus melonjak, telah menyebabkan

ditingkatkannya pencarian minyak ke daerah – daerah yang lebih sulit.

Pertamina sebagai “pilar” dalam usaha-usahanya di bidang eksplorasi dan

produksi ini menempuh jalan intensifikasi dan ekstensifikasi. Kegiatan

intensifikasi meliput peningkatan kegiatan secara kwalitatif di bidang

eksplorasi,baik berupa studi regional, geologi lapangan, geofisik, seismik,

pengeboran eksplorasi danevaluasi. Selain itu, dilakukan juga peningkatan

kuatitatif di bidang produksi seperti pengembangan lapangan,

pembangunan fasilitas produksi,studi reservoir dan studi lapangan

produksi yang pernah ada.

PT. Pertamina (Persero) merupakan suatu badan usaha yang bergerak

pada bidang eksplorasi, pengolahan, dan pemasaran hasil tambang minyak

dan gas bumi di Indonesia. PERTAMINA berdiri sejak tanggal 10 Desember

1957 dengan nama PT. PERMINA. Pada tahun 1961 PT. PERMINA berubah

nama menjadi PN PERMINA. Pada tahun 1968 PN. PERMINA merger

dengan PT. PERTAMIN sehingga namanya berubah menjadi PN.

PERTAMINA. Dengan undang-undang No. 8 Tahun 1971 nama perusahaan


ditetapkan menjadi PERTAMINA. Berdasarkan undang-undang No. 22

Tahun 2001 tanggal 23 November 2001 tentang minyak dan gas bumi,

PERTAMINA berubah status hukumnya menjadi PT. PERTAMINA (Persero)

pada tanggal 17 September 2003. Sejak tanggal 9 Oktober 2008 PT.

PERTAMINA (Persero) Unit Pengolahan berganti menjadi PT. PERTAMINA

(Persero) Refinery Unit. Saat ini PT. PERTAMINA (Persero) telah memiliki 6

Refinery Unit (RU). Yang tersebar di sebagian wilayah Indonesia, yaitu:

RU I : Pangkalan Brandan (telah ditutup sejak tahun 2007)

RU II : Dumai (Riau) Kapasitas : 170 MBSD

RU III : Plaju (Sumatera selatan) Kapasitas : 145,6 MBSD

RU IV : Cilacap (Jawa Tengah) Kapasitas : 348 MBSD

RU V : Balikpapan (Kaltim) Kapasitas : 260 MBSD

RU VI : Balongan (Jawa Barat) Kapasitas : 125 MBSD

RU VII : Sorong (Papua barat) Kapasitas : 10 MBSD

7.2 Komposisi Minyak Bumi

Minyak mentah (crude oil) adalah cairan coklat kehijauan hingga hitam

yang terdiri dari sejumlah besar unsur karbon dan hidrogen dan sejumlah

kecil unsur-unsur lain. Minyak bumi merupakan campuran kompleks yang

mengandung ribuan senyawa hidrokarbon tunggal mulai dari yang paling

ringan seperti gas metana sampai bahan aspal yang berat dan berwujud

padat. Produksi komersial minyak bumi dimulai sejak Edwin Laurentine

Drake melakukan eksplorasi minyak bumi komersial pertama pada 27

Agustus 1859 di Titusville Pennsylvania, dan sejak itu produksinya terus

meningkat.

Minyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon plus senyawaan

organik dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa – senyawa yang

mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga. Minyak

bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan

berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur

lapangan minyak dan juga kedalaman sumur. Dalam minyak bumi parafinik

ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam

jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.

a. Komponen Hidrokarbon

Minyak bumi merupakan senyawa organik yang terdiri dari karbon dan

hidrogen sehingga disebut sebagai hidrokarbon. Perbandingan unsur –

unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan

atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :


Karbon : 83,0 – 87,0 %

Hidrogen : 10,0 – 14,0 %

Nitrogen : 0,1 – 2,0 %

Oksigen : 0,05 – 1,5 %

Sulfur : 0,05 – 6,0 %

Berdasarkan stukturnya secara umum, maka senyawa hidrokarbon dibagi

atas empat kategori yaitu :

parafinik

olefinik

naphthenik

aromatik

sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil,

demikian juga hidrokarbon asetilenik sangat jarang.

b. Senyawa Golongan Parafin

Parafin dikarakterisasi oleh kestabilannya yang besar. Senyawa

hidrokarbon golongan parafin ini adalah senyawa hidrokarbon berupa

rantai lurus ataupun rantai bercabang tanpa ikatan rangkap. Rumus

empiris dari senyawa hidrokarbon golongan parafin ini adalah CnH2n+2.

Komponen paling sederhana dari hidrokarbon golongan ini ialah metana

(CH4). Metana sampai butana (C4H10) berwujud gas pada tekanan atmosfer.

Senyawa parafin yang berwujud cair pada kondisi atmosfer ialah pentana

(C5H12) dan fraksi yang lebih berat dari pentana. Semakin panjang rantai

parafin maka semakin tinggi titik didih dan titik leburnya. Semua minyak

bumi mengandung senyawa parafin ringan, sedangkan parafin berat

dijumpai pada minyak bumi yang mengandung lilin. Lilin dapat terdiri dari

hidrokarbon parafin rantai lurus maupun bercabang.

Senyawa hidrokarbon parafin dapat adalah senyawaan hidrokarbon jenuh

dengan rantai atom C terbuka. Contoh rumus molekul dari senyawa

hidrokarbon parafin :

CH4 = metana C9H20

= nonana

C2H6 = etana C10H22 = dekana

C3H8 = propana

C11 H24 = undekana

C4H10 = butana C16 H34 = heksadekana (setana)

C5H12 = pentana

C6H14 = heksana

C20 H42 = eikosana

C31 H64 = hentriakontana


C7H16 = heptana

C60 H122 = heksakontana

C8H18 = oktana C61 H124 = doheksakontana

c . Senyawa Golongan Olefin

Olefin merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai rangkap atau

disebut juga senyawa alkena (CnH2n). Kereaktifan senyawa golongan ini

bergantung pada ikatan rangkap yang dimilikinya. Oleofin terdiri atas

hidrokarbon tidak jenuh serta jarang terdapat pada minyak mentah karena

berasal dari dekomposisi hidrokarbon tipe lain. Hidrokarbon seri ini dapat

beraksi langsung klor, brom, asam khlorida, dan asam sulfat tanpa

menggantikan hidrogen. Olefin pada konsentrasi tinggi dapat diperoleh

pada produk Thermal dan Catalytic Cracking Unit. Hidrokarbon tak jenuh

ini larut dalam asam sulfat. Oleofin dengan titik didih rendah tidak

ditemukan dalam minyak mentah. Contoh rumus molekul dari senyawa

hidrokarbon olefin dapat adalah :

C2H4 = etilena

C3H6 = propilena

C4H8 = butilena

d. Senyawa Golongan Naften

Naften adalah senyawa hidrokarbon siklis yang lebih kompleks

dibandingkan parafin. Senyawa hidrokarbon ini mempunyai rumus

empirik CnH2n. Ikatan karbon dalam naften adalah ikatan tunggal seperti

parafin sehingga naften merupakan senyawa hidrokarbon jenuh. Senyawa

naften merupakan senyawa dengan jumlah kedua terbanyak setelah

parafin pada minyak bumi mentah. Sebelumnya, naften disebut sebagai

metilen namun sekarang dikenal dengan sebutan sikloalkana. Naften

hampir dijumpai dalam semua minyak mentah. Naften tidak larut dalam

asam sulfat. Contoh senyawa naften adalah sikloheksana, siklopentana, dan

siklooktana. Pada Catalytic Reforming Unit, senyawa naften akan

kehilangan atom hidrogennya dan terkonversi menjadi senyawa aromatik.

Contoh rumus molekul dari senyawa hidrokarbon naften adalah :

C3H6

C4H8

C5H10

C6H12

= siklo propana

= siklo butana

= siklo pentana

= siklo heksana

H H

H C H

H C C H

H

H

C

H

C

H

C

H

H


e. Senyawa Golongan Aromatik

Hidrokarbon bergolongan aromatik sering disebut dengan benzen (C6H6).

Senyawa golongan aromatik merupakan senyawa dengan jumlah ketiga

terbanyak pada minyak bumi mentah. Senyawa ini adalah senyawa

hidrokarbon tak jenuh karena memiliki ikatan rangkap pada rantainya.

Senyawa hidrokarbon ini bersifat aktif dan dapat membentuk asam organik

bila teroksidasi. Senyawa ini sengaja dibentuk melalui proses reformasi

katalitik untuk meningkatkan kualitas knocking pada gasolin. Senyawa

aromatik biasanya tidak reaktif, memiliki bau yang khas, pelarut yang baik,

dan memiliki bilangan oktan yang tinggi. Ciri khas dari senyawa ini adalah

rantai 6 karbon yang memiliki 3 ikatan rangkap atau disebut nuclear.

Dalam minyak bumi juga terdapat senyawa aromatik berukuran besar

(polynuclear), misalnya pyrene dan chrysene.

Contoh rumus molekul dari senyawa hidrokarbon aromatik adalah :

C6H6

C8H10

C6H5CH3

C6H5CH2CH3

= benzena

= naftalena

= metil benzena

= etil benzena

H

C

C

H

H

C

C

H

C

C

H

H

f. Senyawa Non Hidrokarbon

Selain senyawa hidrokarbon yang telah disebutkan di atas, terdapat juga

berbagai senyawa non-hidrokarbon dalam minyak mentah dan di dalam

aliran sebagai hasil pengilangan. Beberapa senyawa non-hidrokarbon yang

terkandung dalam minyak bumi adalah garam, senyawa sulfur, senyawa

nitrogen, senyawa oksigen, senyawa logam, pasir, mineral dan air.

g. Garam

Unsur ini berbentuk senyawa klorida yang selalu menimbulkan kesulitan

pada kolom fraksionasi. Garam dapat terurai secara kimiawi menjadi asam

yang menyebabkan korosi terutama pada dinding atas kolom. Garam ini

juga sering menimbulkan terjadinya penyumbatan pada tray fraksionator

dan alat penukar panas (heat exchanger).

h. Sulfur

Senyawa sulfur ini merupakan komponen pengotor terbesar dalam minyak

bumi. Konsentrasi senyawa sulfur bervariasi antar jenis minyak bumi.

Minyak mentah tergolong asam jika mengandung sulfur lebih dari 0,05


cu.ft. per seratus galon minyak. Minyak bumi dengan densitas lebih tinggi

mengandung belerang semakin tinggi. Senyawa sulfur dalam minyak

biasanya tidak stabil terhadap panas. Senyawa sulfur dalam senyawa yang

tidak bersifat asam dapat dihilangkan dengan proses hydrotreating.

Kehadiran senyawa sulfur pada minyak bumi dapat menimbulkan masalah

berupa korosi pada kilang. Jumlah dan tipe senyawa sulfur yang terdapat

dalam minyak bumi sangat beragam. Senyawa sulfur yang paling ringan

ialah hidrogen sulfida yang berwujud gas dan bersifat sangat korosif.

Contoh senyawa sulfur yang lain adalah mercaptan (R-SH). Senyawa

sulfur dapat menurunkan kinerja TEL untuk meningkatkan bilangan oktan

pada gasolin dan menurunkan aktivitas kerja katalis.

i. Senyawa Nitrogen

Kandungan nitrogen dalam hampir semua minyak mentah biasanya kurang

dari 0,1% berat. Ada beberapa tipe utama senyawa hidrokarbon-nitrogen

dan mempunyai struktur lebih kompleks dibandingkan dengan senyawa

hidrokarbon-sulfur. Senyawa nitrogen stabil terhadap panas sehingga

kandungan nitrogen dalam fraksi ringan sangat rendah. Senyawa nitrogen

yang terkandung pada minyak bumi dapat diklasifikasi menurut sifat basa

atau tidak. Senyawa nitrogen yang terkandung dalam minyak bumi dapat

menjadi racun katalis pada proses katalitik. Oleh karena itu, sebelum

memasuki proses katalitik dilakukan proses hydrotreating untuk

menurunkan kandungan nitrogen pada umpan proses katalitik.

j. Senyawa Oksigen

Senyawa oksigen dalam minyak mentah biasanya berupa asam karboksilat,

fenol, amida, keton, dan bezofuran. Senyawa oksigen akan mudah terpisah

dari minyak mentah karena sifatnya yang asam. Kandungan oksigen pada

minyak mentah sangat bervariasi dari 0.03% (Irak dan Mesir) sampai 3%

(California). Asam naftenat yang memberikan keasaman dalam minyak

mentah adalah senyawa yang penting untuk produksi petrokimia. Senyawa

oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya senyawa sulfur

dan nitrogen pada proses katalitik.

k. Logam-logam

Logam-logam yang umum terdapat dalam minyak bumi adalah logam

arsenik, timbal, nikel, dan besi. Sebagian logam-logam ini akan mengendap

sebagai produk bawah pada kolom distilasi vakum. Arsenik dan timbal

merupakan “racun“ bagi katalis pada catalytic reforming sedangkan


vanadium, nikel dan besi merupakan racun bagi katalis yang digunakan

dalam proses perengkahan katalitik (catalytic cracking).

l. Pasir Mineral Lain dan Air

Senyawa-senyawa ini tersuspensi dalam minyak mentah. Pasir mineral

merupakan bahan bawaan minyak tapi juga bisa berasal dari proses

pengeboran minyak mentah. Air yang terkandung dalam minyak juga

terbawa oleh minyak bumi tapi pada kasus minyak mentah berat (heavy

crude oil) air sengaja diemulsikan dengan minyak agar minyak dapat

dialirkan. Material-material ini dapat dihilangkan pada desalter.

7.3 Penggunaan Minyak Bumi

Struktur kimia dari minya Bumi sangatlah heterogen, terdiri dari banyak

rantai hidrokarbon dengan panjang yang berbeda-beda. Maka dari itu,

minyak Bumi dibawa ke tempat pengilangan minyak sehingga senyawasenyawa

hidrokarbon ini bisa dipisahkan dengan teknik distilasi dan

proses kimia lainnya. Hasil penyulingan minyak inilah yang digunakan

manusia untuk berbagai macam kebutuhan.

a. Bahan bakar

Jenis produk paling umum dari penyulingan minyak Bumi adalah bahan

bakar. Jenis-jenis bahan bakar itu antara lain (dilihat dari titik didihnya)

seperti ditunjukkan pada tabel 7.1

b. Produk turunan lainnya

Beberapa produk hasil olahan hidrokarbon dapat dicampur dengan

senyawa non-hidrokarbon untuk membentuk senyawa lainnya:

Alkena (olefin), dapat diproduksi menjadi plastik atau senyawa

lain.

Pelumas (oli mesin dan gemuk).

Wax, digunakan dalam pengepakan makanan beku.

Sulfur atau Asam sulfat. Merupakan senyawa penting dalam

industri.

Tar.

Aspal.

Kokas minyak Bumi, digunakan sebagai bahan bakar padat.

Parafin wax.

Petrokimia aromatik, digunakan sebagai campuran pada produksi

bahan-bahan kimia lainnya.


Tabel 7.1 Hasil penyulingan minyak Bumi

Nama bahan bakar

Titik didih o C

Elpiji (LPG) -40

Butana -12 sampai -1

Bensin -1 sampai 180

Bahan bakar jet 150 sampai 205

Minyak tanah 205 sampai 260

Minyak bakar 205 sampai 290

Diesel 260 sampai 315

Di Indonesia, minyak Bumi yang diolah banyak digunakan sebagai Bahan

bakar minyak atau BBM, yang merupakan salah satu jenis bahan bakar

yang digunakan secara luas di era industrialisasi. Ada beberapa jenis BBM

yang dikenal di Indonesia, di antaranya adalah:

Minyak tanah rumah tangga

Minyak tanah industri

Pertamax Racing

Pertamax

Pertamax Plus

Premium

Bio Premium

Bio Solar

Pertamina DEX

Solar transportasi

Solar industri

Minyak diesel

Minyak bakar

7.4. Proses Pengolahan Minyak Bumi (sederhana)

Proses pengolahan minyak bumi sendiri terdiri dari dua jenis proses, yaitu

Proses Pengolahan sederhana (Proses primer) dan Proses pengolahan yang

komplek (proses Sekunder). Proses pengolahan sederhana hanya terdiri

dari proses distilasi (proses fisika) minyak mentah tanpa ada pengolahan

lanjuta.

Seperti kita kètahui dalam Kimia Organik bahwa senyawa hidrokarbon,

terutama yang parafinik dan aromatik, mempunyai trayek didih masingmasing,

dimana panjang rantai hidrokarbon berbanding lurus dengan titik

didih dan densitasnya.


Semakin panjang rantai hidrokarbon maka trayek didih dan densitasnya

semakin besar. Maka, sifat fisika inilah yang kemudian menjadi dasar

dalam Proses Primer. Jumlah atom karbon dalam rantai hidrokarbon

bervariasi. Untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bakar maka

dikelompokkan menjadi beberapa fraksi atau tingkatan dengan urutan

sederhana seperti pada tabel 7.2.

Tabel 7.2 Pengelompokan bahan bakar berdasarkan rentang HC

Rentang

Trayek didih

Macam rantai

Peruntukan

(°C)

karbon

Gas

Gas tabung, BBG, umpan proses

C 1 - C 5 0 - 50

petrokomia.

Gasolin

(Bensin)

Kerosin

(Minyak

Tanah)

Solar

Minyak

Berat

Residu > C 40

C 6 - C 11 50 - 85

Bahan bakar motor, bahan bakar

penerbangan bermesin piston, umpan

proses petrokomia

C 12 - C 20

Bahan bakar motor, bahan bakar

85 - 105 penerbangan bermesin jet, bahan

bakar rumah tangga, bahan bakar

industri, umpan proses petrokimia

C 21 - C 30

105 - 135 Bahan bakar motor, bahan bakar

industri

C 31 - C 40

130 - 300 Minyak pelumas, lilin, umpan proses

petrokimia

> 300

Bahan bakar boiler (mesin pembangkit

uap panas), aspal, bahan pelapis anti

bocor.

Atas dasar kondisi seperti itulah kemudian pada kenyataannya dalam

pengolahan minyak bumi lebih memegang patokan kepada trayek titik

didih daripada komposisi atau rentang rantai karbonnya. Sehingga pada

batas antara fraksi pasti akan terjadi overlap (tumpang tindih) fraksi.

Overlap ini kemudian disebut sebagai minyak slops yang nantinya akan

berfungsi sebagai bahan pencampur untuk mengatur produk akhir

sehingga memenuhi spesifikasi atau baku mutu yang ditentukan.


Minyak

Mentah

Tungku

C.D.U

Crude

Distillation

Unit

LPG

Bensin

Minyak

Tanah

Minyak

Diesel

Minyak

Bakar

Pelumas

Lilin

Aspal

Gambar 7.1 Destilasi bertingkat minyak bumi (kilang sederhana)

Pada Proses Primer, Minyak bumi atau minyak mentah sebelum masuk

kedalam kolom fraksinasi (kolom pemisah) terlebih dahulu dipanaskan

dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 350°C.

Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam

kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada

sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan

tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air

panas dan bertekanan tinggi).

Karena perbedaan titik didih setiap komponen hidrokarbon maka

komponen-komponen tersebut akan terpisah dengan sendirinya, dimana

hidrokarbon ringan akan berada dibagian atas kolom diikuti dengan fraksi

yang lebih berat dibawahnya. Pada tray (sekat dalam kolom) komponen itu

akan terkumpul sesuai fraksinya masing-masing.

Pada setiap tingkatan atau fraksi yang terkumpul kemudian dipompakan

keluar kolom, didinginkan dalam bak pendingin, lalu ditampung dalam

tanki produknya masing-masing. Produk ini belum bisa langsung dipakai,

karena masih harus ditambahkan aditif (zat penambah) agar dapat

memenuhi spesifikasi atau persyaratan atau baku mutu yang ditentukan

oleh Dirjen Migas RI untuk masing-masing produk tersebut.


Tabel 7. 3 Hasil destilasi bertingkat minyak bumi

Fraksi Kandungan karbon Rentang titik didih ( o C)

Destilat ringan

Bensin C6–C8 60 – 100

Nepthane C8–C11 100 – 200

Bahan bakar jet C6 –C13 80 – 230

Kerosin C12 –C16 200 – 300

Minyak pemanas ringan C11–C18 200 – 300

Destilat intermediet

Minyak gas 250 – 400

Minyak mesin berat C16 – C18 274 – 400

Minyak diesel C15 – C18 280 – 380

Destilat berat

Minyak pelumas C16 – C18 >300

Lilin >C18 Destilasi vakum

Residu

Gemuk, vaselin C18 –C20 >300

Lilin parafin C20 –C30

Aspal C30 –C40

Arang petroleum

Vaselin C18 –C22 ›380

Kokas

› C30

Parafin C20 – C30 T1. 50 – 60

7.5 Proses Pengolahan Minyak Bumi (Kompleks)

Sedangkan proses pengolahan yang Proses Sekunder adalah lanjutan

proses primer. Kalau proses primer biasanya komponen atau fraksi minyak

bumi dipisahkan berdasarkan salah satu sifat fisikanya, yaitu titik didih.

Sementara pemisahan dengan cara Proses Sekunder bekerja berdasarkan

sifat kimianya, seperti perengkahan atau pemecahan maupun konversi,

dimana didalamnya terjadi proses perubahan struktur kimia minyak bumi

tersebut, yang berakibat pada perubahan sifat fisiknya. Gambar 7.2

menjelaskan secara skematik proses pengolahan sekunder, yang terdiri

dari proses Distilasi (proses primer) dilanjutkan proses pengolahan

lanjutan, kemudian proses pencampuran (blending). Dan contoh kilang

komplek ditunjukkan pada gambar 7.3.


Minyak

Mentah

C.D.U

Distilasi

T. P

Pengolahan

B.P

Pencam

-puran

Produk

Minyak

Gambar 7.2 Pengolahan lengkap (kilang komplek)

Pada kenyataannya minyak bumi tidak pernah ada yang sama, bahkan

untuk sumur minyak yang berdekatan sekalipun. Kenyataannya banyak

sumur minyak yang menghasilkan minyak bumi dengan densitas (specific

gravity) yang lebih berat, terutama untuk sumur minyak yang sudah udzur

atau memang jenis minyak dalam sumur tersebut adalah jenis minyak

berat. Pada pemompaan minyak dari dalam sumur (reservoir) biasanya

yang akan terpompakan pada awal-awal produksi adalah bagian yang

ringannya. Sehingga pada usia akhir sumur yang dipompakan adalah

minyak beratnya.

Untuk pengolahan minyak berat jenis ini maka bisa dipastikan produk yang

dihasilkan akan lebih banyak fraksi beratnya daripada fraksi ringannya.

Jadi, jika yang dimasak oleh proses primer adalah minyak bumi jenis

minyak berat maka hasilnya akan lebih banyak fraksi beratnya (solar,

minyak berat dan residu) daripada fraksi ringannya. Sementara tuntutan

pasar lebih banyak produk dari fraksi ringan dibandingkan fraksi beratnya.

Maka untuk menyiasatinya adalah dengan melakukan perubahan struktur

kimia dari produk fraksi berat.

Teknologi yang banyak digunakan adalah dengan cara melakukan cracking

(perengkahan atau pemutusan) terhadap hidrokarbon rantai panjang

menjadi hidrokarbon rantai pendek, sehingga bisa menjadi fraksi ringan

juga. Misal, dengan cara merengkah sebuah molekul hidrokarbon C30 yang

merupakan produk dari fraksi solar atau minyak berat menjadi dua buah

molekul hidrokarbon C15 yang merupakan produk dari fraksi minyak tanah

atau kerosin, atau menjadi sebuah molekul hidrokarbon C10 yang

merupakan produk dari fraksi bensin dan sebuah molekul hidrokarbon C20

yang merupakan produk dari fraksi solar.


Gambar 7.3 Contoh kilang komplek (Pertamina Balikpapan)

Secara umum proses-proses pengolahan minyak bumi dalam Kilang yang

lebih kompleks, terjadi reaksi kimia dan pengubahan struktur yang

dikandungnya, pada umumnya diikuti oleh proses pemisahan produkproduknya.

Proses pengolahan dalam kilang minyak bumi dapat

dikategorikan sebagai berikut:

1. Proses pengolahan pertama (Primary Processing)

2. Proses pengolahan lanjut (Secondary Processing)

3. Proses pencampuran (Blending Processing)

Pengolahan Pertama : Proses pengolahan pertama (primary processing)

ini pada terdiri dari proses pemisahan fraksi-fraksi (Fractination Process)

dan proses pembersihan dari pengotor (treating process) berdasarkan

perbedaan sifat fisis. Proses pengolahan pertama yang bagian pemisahan

adalah: distilasi atmosferik, distilasi vakum, ekstraksi, adsorpsi, absorpsi,

dan kristalisasi.

Proses pembersihan (treating Proces) dapat diartikan sebagai

penghilangan, pemisahan atau pengubahan senyawa yang tidak diinginkan


yang terdapat pada minyak mentah, produk tengah dan produk akhir.

Selain itu proses treating dapat dikatakan sebagai pemisahan atau

peniadaan sebagian hidrokarbon yang tidak diinginkan dengan maksud

menaikkan kadar hidrokarbon yang diinginkan untuk menaikkan kualitas

produk. Pengotor dapat berupa logam (besi, logam berat), senyawa nonlogam

(fosfor, natrium), senyawa organik naftenik, asam, dan lain-lain.

Senyawa yang tidak diinginkan berasal dari tiga sumber yaitu :

Senyawa-senyawa maupun unsur yang berasal dari minyak mentah

dan tidak mengalami perubahan selama proses primer. Contohnya :

belerang, fenol, logam dan lain-lain.

Senyawa-senyawa maupun unsur yang terbawa oleh minyak mentah

dari sumbernya dan berubah secara kimiawi selama proses primer.

Contoh : HCl, merkaptan, hidrokarbon tak jenuh dan lain-lain.

Bahan kimia yang ditambahkan selama proses. Contohnya : NaOH, SO2

dan lain-lain

Bila pengotor-pengotor ini tidak dikenakan proses treating dapat

menurunkan kualitas produk, menurunkan harga jual dan mengganggu

operasi selanjutnya.

Pengolahan Lanjut : Proses pengolahan lanjut (Secondary Processing)

adalah perengkahan termis, perengkahan katalitis (thermal/catalytic

cracking), hydrocracking, pengubahan katalitis (catalytic reforming),

polimerisasi dan alkilasi.

a. Distilasi Atmosferik

Distilasi atmosferik merupakan tahap pemisahan yang sangat penting.

Operasi pemisahan ini didasarkan atas volatilitas dan perbedaan titik didih

komponen-komponennya penyusun minyak bumi. Batasan operasi distilasi

minyak mentah adalah temperatur karena temperatur yang tinggi dapat

menyebabkan degradasi stok yang berharga seperti stok dasar minyak

pelumas dan pipa-pipa tanur akan mengalami pengkokasan dengan cepat.

Temperatur yang maksimum yang dapat digunakan pada kestabilan

minyak mentah, produk yang diinginkan dan rancangan peralatan distilasi.

Tekanan operasi proses ini adalah tekanan atmosfir sehingga perbedaan

titik didih yang digunakan adalah titik didih pada tekanan atmosfir.

Temperatur operasi yang dipakai adalah 340-350 o C. Fraksi minyak yang

memiliki titik didih di atas 350 o C keluar sebagai produk bawah sedangkan

fraksi minyak yang memiliki titik didih di bawah 350 o C keluar sebagai

produk atas.


Produk-produk yang dihasilkan oleh suatu unit distilasi atmosferik pada

proses pengilangan minyak bumi adalah sebagai berikut :

‣ Gas, yang dapat digunakan langsung untuk bahan bakar kilang.

‣ Straight Run Naphta, yang dapat dipisahkan untuk menghasilkan LPG

dan bahan untuk premium.

‣ Kerosin.

‣ Light Gas Oil (LGO) dan Heavy Gas Oil (HGO), yang keduanya

merupakan bahan campuran pembuatan Automotive Diesel Oil (ADO)

yang sering disebut Solar.

‣ Long residue, yang dapat dipisahkan lebih lanjut pada unit distilasi

vakum menjadi fraksi yang lebih berharga.

b. Distilasi Vakum

Distilasi vakum digunakan untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi

yang memiliki titik didih di atas 350 o C keluaran dari distilasi atmosferik.

Pada tekanan atmosfer pemisahan fraksi minyak berat (long residue) hanya

dapat dilakukan pada temperatur tinggi karena long residue tersebut

memiliki titik didih yang tinggi. Tekanan vakum bertujuan untuk

menurunkan titik didih umpan karena pada temperatur tinggi sebagian

fraksi minyak bumi mengalami perengkahan. Tekanan vakum yang

digunakan adalah berkisar antara 30-80 mmHg absolut.yang dihasilkan

oleh sistem ejektor yang menggunakan steam sebagai media penurun

tekanan.

Distilasi vakum menghasilkan produk berupa LVGO (Light Vacuum Gas Oil),

HVGO (Heavy Vacuum Gas Oil ), MVGO (Medium Vacuum Gas Oil) dan vakum

residu. HVGO selanjutnya masuk ke unit perengkahan dengan injeksi

hidrogen (Hydrocracking). LVGO dapat langsung digunakan sebagai bahan

campuran ADO (Automotive Diesel Oil) dan IDO (Industrial Diesel Oil).

Sedangkan vakum residu dapat diolah lebih lanjut melalui unit

perengkahan katalitik.

c. Ekstraksi

Ekstraksi dengan pelarut merupakan salah satu proses yang tertua dalam

pengilangan minyak bumi. Ekstraksi menggunakan prinsip perbedaan

kelarutan antara dua senyawa atau zat yang lain. Pada proses ekstraksi,

kenaikan temperatur akan mengurangi kemampuan melarutkan tetapi

meningkatkan selektifitas. Pada awalnya, ekstraksi digunakan untuk

meningkatkan kualitas kerosin, akan tetapi pada perkembangannya proses

ini lebih banyak digunakan untuk peningkatan kualitas minyak pelumas.

Penerapan yang lebih mutakhir dan terus berkembang dari proses


ekstraksi adalah pada peningkatan stok umpan perengkahan katalitis dan

pemisahan aromatik ringan dari gasolin.

Ekstraksi menggunakan prinsip perbedaan kelarutan antara dua senyawa

atau zat yang lain. Misalnya untuk memisahkan senyawa A dan B

digunakan pelarut C untuk melarutkan A sedangkan B sangat sedikit larut

dalam C.

Fraksi minyak yang akan digunakan sebagai bahan pelumas juga

mengandung senyawa parafin rantai panjang untuk lilin, senyawa naftenik

dan juga aspal. Untuk menghilangkan lilin, aspal dan naften digunakan unit

Dewaxing, Propane Deasphalting dan Furfural Extraction. Pada unit

penghilangan aspal menggunakan pelarut propana, pelumas larut dalam

propan sedangkan aspal sangat sedikit larut dalam propan. Perbandingan

propana dan kandungan minyak sangat mempengaruhi proses pemisahan.

Pelumas yang larut dalam propana kemudian dipanaskan sehingga

propana menguap dan kemudian memasuki unit stripper (pelucutan) untuk

memisahkan propana yang masih tersisa. Penghilangan senyawa naftenik

dilakukan dengan menggunakan pelarut furfural. Furfural merupakan

pelarut yang banyak digunakan pula karena sifatnya stabil, tak beracun,

relatif murah, dan mudah didapat. Furfural selektif pada temperatur tinggi

dibandingkan pelarut lain. Proses penghilangan senyawa naftenik sama

dengan penghilangan aspal namun pada unit ini furfural melarutkan

senyawa naftenik. Selektivitas furfural rusak dengan adanya air sehingga

dalam sirkulasi pelarut terdapat proses dehidrasi.

d.Adsorpsi

Adsorpsi ialah suatu proses yang digunakan untuk menghilangkan gas-gas

yang tidak dikehendaki dengan mengontakkannya pada bahan padat.

Padatan harus memiliki luas kontak yang cukup besar sehingga dapat

mengkonsentrasikan gas pada permukaannya. Molecular sieves, silicagel,

dan alumina merupakan adsorben padat yang umum digunakan pada

industri pengolahan minyak bumi.

e. Absorpsi

Absorpsi adalah proses pemisahan campuran uap dengan menyerapnya

dan melarutkannya ke dalam cairan. Komponen dengan tekanan uap lebih

rendah akan mudah melarut sehingga komponen yang lebih berat dapat

dipisahkan dari campuran gas dan dikonsentrasikan sebagai suatu

adsorbat yang melarut dalam lean oil. Pelarut atau lean oil yang digunakan

biasanya merupakan fraksi gasolin atau kerosin yang memiliki titik didih

tinggi. Lean oil parafinik lebih dipilih untuk menyerap uap hidrokarbon


parafinik.Pada proses pengolahan minyak, proses adsorbsi digunakan

untuk membebaskan gas-gas petroleum dalam jumlah kecil. Absorpsi juga

digunakan untuk memisahkan gas-gas yang tidak diinginkan seperti CO2

dan H2S.

f. Kristalisasi

Kristalisasi adalah suatu pemisahan berdasarkan titik leleh. Contohnya

ialah dewaxing dari minyak pelumas dan pembuatan wax (lilin). Lilin ialah

hidrokarbon padat pada temperatur kamar dan terlarut dalam minyak

mentah. Lilin mendidih pada selang titik didih minyak pelumas, sehingga

tidak dapat dipisahkan dari minyak pelumas secara distilasi.

Pada proses dewaxing, minyak didinginkan dengan proses refrigerasi

untuk mengkristalkan lilin. Pemisahan lilin dari minyak dilakukan dengan

penyaringan dan pengendapan. Beberapa jenis proses dewaxing ialah MEK

(Metil-Etil-Keton) dewaxing, propane dewaxing, dan urea dewaxing.

g. Perengkahan Termis

Minyak yang memiliki bilangan oktan tinggi dapat diperoleh dengan cara

merengkah minyak berantai panjang. Perengkahan termis menggunakan

panas untuk merengkah rantai karbon. Bahan baku perengkahan termis

adalah HVGO dan residu vakum. Perengkahan termis dilakukan untuk

mendapat nafta dari fraksi vakum gas oil atau residu pada awalnya. Namun,

sekarang fungsi perengkahan termis tersebut telah digantikan dengan

perengkahan katalitis.

Ada dua macam perengkahan termis yaitu Visbreaking dan Coking. Pada

Visbreaking, kondisi perengkahannya lebih ringan dibandingkan proses

perengkahan termal. Tujuannya ialah menurunkan viskositas dan titik

tuang umpan minyak dan bahan bakar minyak. Coking merupakan proses

yang paling berat dalam perengkahan termis. Tujuan proses coking ialah

menghasilkan kokas (coke) sebagai produk utama. Proses yang terjadi

adalah perengkahan termis dan reaksi polimerisasi. Contoh reaksi

perengkahan termis adalah :

C

*

*

10

H

22

C

8

H

17

C

2

H

5

Hasil dari perengkahan termis berupa senyawa radikal bebas yang tidak

stabil. Radikal bebas ini bereaksi dengan hidrokarbon lain menjadi olefin.

Reaksi polimerisasi kondensasi menghasilkan senyawa aromatik berinti

banyak yang merupakan hasil penggabungan olefin yang dihasilkan oleh

perengkahan termis.


Reaksi polimerisasi kondensasi menghasilkan senyawa aromatik berinti

banyak yang merupakan hasil penggabungan olefin yang dihasilkan oleh

perengkahan termis. Contoh reaksi dari polimerisasi kondensasi adalah :

xC H yC H zC polimer hidrokarbon

4 8

4 6 3

H

6

h. Perengkahan Katalitis

Pada perengkahan katalitis, terdapat dua jenis reaksi, yaitu reaksi yang

diterapkan untuk parafin, oleofin, dan nafta, serta reaksi untuk aromatik.

Perengkahan katalitik bersifat endotermis. Proses ini menggunakan katalis

sebagai media perengkah. Katalis yang biasa digunakan adalah katalis silika

alumina. Berbeda dengan perengkahan termis, perengkahan katalitik mulamula

menghasilkan ion karbonium. Suatu ion karbonium berbeda dengan

radikal bebas karena mengandung elektron minus satu. Mekanisme reaksi

yang terjadi adalah :

Pembentukan ion karbonium :

CH

Reaksi ion karbonium :

3

CH CH

2

H CH

3

C H CH

3

CH

3

C H CH

2

R CH

3

CH CH

2

R

Dari reaksi di atas dapat diketahui bahwa hasil terbesar dari perengkahan

katalitik adalah olefin.

Katalis untuk perengkahan katalitis ialah bahan padat dengan sifat asam.

Katalis harus tahan baik terhadap abrasi maupun perubahan temperatur

karena siklus katalis sangat cepat antara daerah reaksi dan daerah

pembakaran. Semua katalis perengkahan diracuni oleh logam. Logam

dengan gugus tereduksi, terutama besi, nikel, vanadium, dan tembaga

dapat menurunkan perolehan gasolin dan mempertinggi produksi kokas.

Katalis dapat kehilangan keaktifan selama penggunaan bila terkontak

langsung dengan steam pada temperatur tinggi.

Komposisi kimia umpan akan mempengaruhi hasil perengkahan katalitis.

Semakin banyak kandungan senyawa naftenik, makan gasolin yang

dihasilkan akan semakin tinggi. Hasil gasolin dapat diperkirakan jika

persentase karbon parafinik, aromatik, dan naftenik diketahui.

i. Hydrocracking

Hydrocracking merupakan proses yang memiliki fleksibilitas tinggi dan

dapat memproduksi produk-produk dalam selang yang lebar dengan


perolehan tinggi. Kondisi yang berpengaruh pada proses ini ialah tekanan,

temperatur, umpan, dan penggunaan katalis fungsi ganda. Hydrocracker

merupakan unit perengkahan minyak bumi (umpan berupa gas oil yang

merupakan hidrokarbon berantai panjang) menjadi hidrokarbon berantai

pendek menggunakan gas hidrogen dan katalis. Hydrocracking terutama

digunakan untuk memproses bahan dasar yang murah dan tidak dapat

digunakan oleh unit perengkahan dan pembentukan katalitis karena

kandungan logam, nitrogen, dan belerang yang tinggi. Produk yang

dihasilkan berupa gasolin, kerosin, minyak pelumas, umpan perengkahan

katalitis, umpan dasar petrokimia, dan LPG. Tekanan dan temperatur

operasi Hydrocracking adalah 500-3000 psig dan 500-900 o F. Umpan unit

ini adalah minyak berat keluaran unit distilasi vakum (HVGO). Katalis yang

digunakan mengandung dua jenis keaktifan, yaitu inti metal yang berfungsi

sebgai pusat hidrogenasi/dehidrogenasi dan inti asam yang berfungsi

sebagai pusat perengkahan/isomerisasi.

Reaksi yang terjadi dibagi menjadi tiga jenis yaitu :

a. Reaksi Hydrocracking minyak parafinik :

R CH

2

CH

2

R' H

2

R CH

3

R' CH

b. Reaksi hidrodealkilsasi :

3

CH 2

-R

2

H

R CH3

c. Reaksi hidrodesiklisasi

2

H CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

3

Selain reaksi di atas juga terdapat reaksi samping yaitu reaksi

dekomposisi dan reaksi hidrogenasi. Reaksi dekomposisi mengubah

senyawa oksigen, sulfur dan nitrogen menjadi senyawa hidrokarbon dan

menghasilkan amonia, hidrogen sulfida, dan air. Sedangkan reaksi

hidrogenasi menghasilkan senyawa parafin yang berasal reaksi senyawa

olefin dan hidrogen.

j. Pembentukan Termis atau Katalitik (Reforming)

Proses pembentukan (reforming) bertujuan untuk meningkatkan bilangan

oktan stok gasolin. Sasaran utama proses pengubahan adalah

menghasilkan senyawa aromatik yang memiliki bilangan oktan lebih tinggi.

Reaksi yang terjadi pada pengubahan katalitis ialah produksi aromatik,

hydrocracking, dan isomerisasi. Pada kondisi reforming, reaksi


perengkahan saling berkompetisi dengan reaksi dehidrogenasi. Proses

hydrocracking dapat menaikkan angka oktan tetapi kenaikannya lebih kecil

jika dibandingkan dengan konversi parafin menjadi aromatik. Katalis yang

digunakan harus dapat mengkonversi semua hidrokarbon secara selektif

menajdi aromatik dan tidak akan menyebabkan hydrocracking serta

mampu beroperasi pada kondisi termodinamika yang sesuai untuk

memproduksi aromatik. Katalis platina berfungsi ganda dengan bagian

yang mengandung platina sebagai bahan dehidrogenasi sementara bagian

yang asam sebagai bahan isomerisasi.

Reaksi yang terjadi adalah :

a. Dehidrogenasi

CH 3

CH3H

3

2

b. Isomerisasi

C 2

H 5

CH 3

CH 3

Umpan yang digunakan dalam pengubahan katalitik (Catalytic Reforming)

adalah berbagai macam nafta. Produk yang dihasilkan dari operasi

pengubahan katalitis sangat baik untuk pencampuran gasolin. Produk ini

memiliki sifat yang stabil, angka oktan tinggi, serta kandungan belerang

dan gum yang rendah. Reformat hasil pengubahan katalitis ini memiliki

rentang titik didih yang lebar. Aromatik akan terkonsentrasi dalam fraksi

dengan titik didih tinggi dari reformat karena dehidrogenasi akan

menaikkan titik didih sementara hydrocracking menurunkan titik didih.

Reformat yang dihasilkan oleh proses thermal/catalytic reforming ini

mempunyai bilangan oktan sekitar 92-94 dan digunakan sebagai campuran

untuk premium.

k. Polimerisasi

Polimerisasi adalah kombinasi dua atau lebih molekul olefinik untuk

menghasilkan molekul yang lebih besar. Contoh reaksi polimerisasi adalah

:

CH =C(CH ) +CH =C(CH ) CH -C(CH ) -CH=C(CH )

3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 2

Mekanisme reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion karbonium yang

terbentuk oleh kombinasi olefin dan proton yang dilengkapi oleh katalis


asam. Ion karbonium yang terbentuk dapat bergabung dengan olefin lain

dan membentuk ion karbonium yang lebih besar. Ion karbonium yang

besar dapat bergabung dengan olefin lain dan membentuk ion lain yang

lebih besar, dan campuran ion karbonium dari berbagai ukuran akan

dihasilkan. Setiap ion karbonium dapat kehilangan proton untuk

membentuk olefin.

Umpan yang digunakan adalah segala jenis olefin, namun untuk

menghasilkan gasolin digunakan olefin berkarbon rendah. Produk gasolin

yang dihasilkan adalah polimer gasolin trimer dan dimer. Jika umpan

berupa propen, trimer akan mendominasi. Jika umpan berupa buten,

bentuk dimernya merupakan konstituen terbesar.

l. Alkilasi

Alkilasi adalah reaksi dimana gugus alkil ditambahkan pada senyawa lain

dalam pengilangan minyak bumi. Alkilasi bertujuan untuk mencapai nilai

oktan yang lebih tinggi dengan cara reaksi. Reaksi alkilasi terjadi antara

olefin dan i-parafin pada temperatur dan tekanan tinggi. Prinsip dalam

reaksi alkilasi adalah kopling i-parafin, isobutana dengan suatu olefin,

seperti propen dan buten. Dalam operasi seperti ini, reaksi alkilasi saling

kompetisi dengan reaksi polimerisasi olefin. Reaksi ini dapat berlangsung

dengan atau tanpa katalis. Pada proses komersial digunakan katalis asam.

Katalis yang digunakan adalah asam sulfat, asam florida dan aluminium

klorida.

Mekanisme reaksi yang terjadi hampir sama dengan polimerisasi. Ion

karbonium dibentuk oleh reaksi antara olefin dan proton yang dilengkapi

dengan katalis asam. Ion karbonium ini bereaksi dengan isobutana

menghasilkan isobutil ion karbonium. Isobutil karbonium bereaksi dengan

oleofin menjadi ion karbonium yang lebih besar. Ion karbonium ini akan

bereaksi dengan isobutana menghasilkan isoparafin dan ion karbonium

isobutana kembali. Ion karbonium isobutana ini akan bereaksi lagi dengan

isobutana yang lain dan seterusnya.

Umpan yang digunakan dalam proses alkilasi adalah setiap aliran

hidrokarbon yang mengandung olefin dapat digunakan untuk mengalkilasi

i-butan. Umpan alkilasi harus bebas H2S dan merkaptan karena kedua

senyawa ini dapat membentuk belerang bebas yang akan menyebabkan

produk mengandung senyawa timbal sehingga menaikkan pemakaian

katalis. Produk yang dihasilkan adalah alkilat berupa hidrokarbon parafin

bercabang yang memiliki angka oktan tinggi.


m. Sulfuric Acid Treatment

Perlakuan dengan asam sulfat dilakukan untuk menghilangkan pengotorpengotor

berupa substansi resin dan asphaltik. Asam kuat (>93 %) dapat

menghilangkan merkaptan, namun diperlukan sweetening untuk

menetralkan asam yang tersisa.

Penggunaan asam sulfat untuk proses ini tergantung pada jenis umpan,

temperatur, dan waktu kontak. Selain itu diperlukan juga inhibitor gum

untuk menghambat pembentukan gum yang dikatalisis oleh logam-logam

seperti tembaga atau vanadium.

n. Sweetening Treatment

Proses sweetening digunakan untuk menghilangkan senyawa sulfur,

merkaptan, dan H2S. Merkaptan memberikan bau tidak sedap dan

menurunkan angka oktan dengan menurunkan susceptibility terhadap TEL.

Senyawaan belerang dapat menyebabkan korosi. Ada 3 cara utama dalam

proses sweetening yaitu :

‣ Proses oksidasi merkaptan menjadi disulfida

‣ Proses yang menghilangkan merkaptan (Mercaptan dissolving

process)

‣ UOP merox process

Pada proses oksidasi merkaptan dirubah menjadi disulfida yang kurang

berbau. Proses ini sedikit demi sedikit mulai ditinggalkan karena

menghasilkan disulfida yang berbahaya pada lead susceptibility.

Proses mercaptan dissolving yang banyak dilakukan adalah caustic washing,

Shell solutizer, Atlantik unisol, Pure oil mercapsol, dan Tanin solutizer.

Metode pencucian kostik dilakukan dengan mengontakkan gasolin dengan

sodium, calcium, atau magnesium hidroksida untuk menghilangkan H2S

dan mercaptan. Proses solutizer dilakukan untuk memperbaiki metode

pencucian kostik. Proses ini mampu menghilangkan mercaptan yang

memiliki tiga atau lebih atom karbon dalam molekulnya.

Proses merox dilakukan untuk menghilangkan merkaptan dengan

menggunakan prinsip ekstraksi. Hidrokarbon dan larutan soda caustic

dikontakkan berlawanan arah, larutan soda caustic kemudian diregenerasi

dengan menggunakan udara. Variabel yang dipertimbangkan untuk UOP

dalam merancang suatu unit proses ini adalah jumlah karbon dan derajat

cabang serta rasio caustic terhadap hidrokarbon dalam tahap ekstraksi.


o. Desulfurisasi

Proses desulfurisasi adalah proses yang merusak dan menghilangkan

senyawa belerang lain bersama-sama merkaptan, H2S dan belerang. Proses

desulfurisasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu ekstraksi senyawa

belerang dengan menggunakan pelarut dan dekomposisi senyawa belerang

secara katalitik menghasilkan H2S. Proses ekstraksi lebih mahal dan kurang

efektif. Oleh karena itu, sekarang banyak dikembangkan proses

dekomposisi senyawa belerang secara katalitik. Pada proses katalitik,

semua molekul belerang dapat dihilangkan. Proses ini dilakukan pada

temperatur 400 – 800 o F dan tekanan 300 – 500 psi.

p. Treating Secara Adsorbsi

Perlakuan adsorbsi dilakukan untuk meningkatkan warna minyak dan

menghilangkan pengotor berupa aspal dan resin. Proses ini dapat

dilakukan dengan tiga cara, yaitu :

1. Perkolasi melalui kolom panjang dari tanah liat kasar

2. Kontak pada temperatur tinggi dengan bubuk halus tanah liat

3. Kontak dalam fasa uap dengan unggun bebas tanah liat

Proses kontinyu dengan tanah liat bergerak melalui unggun perkolasi

banyak digunakan. Hal ini karena proses ini memberikan fleksibilitas yang

tinggi.

q. Treating Secara Katalitik

Proses treating secara katalitik yang banyak dipakai adalah hydrotreating.

Proses ini digunakan untuk menghilangkan sulfur atau sering disebut

hidrodesulfurisasi. Dalam proses hidrodesulfurisasi katalitik, ada beberapa

tahap-tahap yang terjadi, yaitu :

Perpindahan dari molekul minyak yang mengandung sulfur dan

hidrogen dari aliran mula-mula masuk kedalam lapisan cairan yang

menghubungkan partikel katalis dari hasil desulfurisasi dan gas H2S.

Difusi reaktan dari permukaan luar katalis ke dalam pori-pori katalis

Adsorpsi dari reaktan, reaksi, dan desorpsi

Dari tahapan-tahapan tersebut, difusi kedalam pori-pori katalis adalah

penentu kecepatan reaksi. Proses difusi ini dipengaruhi oleh temperatur.

7.6 Produk Hasil Pengolahan

Bahan bakar merupakan produk yang paling penting dari pengolahan

minyak bumi, tetapi dengan bertambahnya permintaan bahan petrokimia

pada saat ini, maka beberapa kilang dirancang khusus untuk memproduksi

petrokimia dan bahan dasar petrokimia. Produk utama minyak bumi


hingga sekarang adalah LPG, distilat dan bahan bakar jet/avtur, minyak

pelumas, lilin, aspal dan residu, dan bahan-bahan lain seperti pelarut dan

bahan petrokimia.

a. LPG (Liquified Petroleum Gas)

Beberapa sifat penting dari LPG antara lain RVP (Reid Vapor Pressure) dan

kandungan fraksi C5 dan fraksi yang lebih berat.

RVP (Reid Vapor Pressure). RVP menunjukkan kandungan fraksi ringan

(C2) yang terdapat dalam LPG. Kadar C2 maksimum yang diijinkan

adalah 0,2% volume.

Kandungan Fraksi C5 dan fraksi yang lebih berat . Kandungan i-C5, n-C5

dan fraksi yang lebih berat dalam LPG maksimum 2% volume. Apabila

kandungan fraksi tersebut melebihi 2% volume, maka tidak

memenuhi spesifikasi pasar, dikarenakan hasil pembakaran dari LPG

menjadi tidak bagus.

Tabel 7.4 Klasifikasi LPG Berdasarkan Tekanan Uapnya

Kualitas P o max 100 0 F, psi Komposisi

A 80 Butana

B 100 Butana , sedikit propana

C 125 Butana, propana

D 175 Propana, sedikit butana

E 200 Propana

b. Bensin (motor gasoline)

Beberapa sifat penting dari bensin antara lain Octane Number (ON),

Oxidation Stability dan Engine Deposit.

Octane Number (ON) : Octane Number atau bilangan oktan adalah tolak

ukur kualitas antiknocking bensin. Knocking atau peletupan prematur

adalah peledakan campuran uap bensin dan udara dalam silinder mesin

Otto sebelum busi menyala, dimana peristiwa ini mengurangi daya mesin

tersebut.

Skala ON didasarkan pada konversi bahwa n-heptan (n-C7H16) memiliki ON

nol (rentan terhadap knocking) dan i-oktan (2,2,4-trimetilpentan) memiliki

ON 100 (tahan terhadap knocking). Bensin dikatakan berbilangan oktan X

(0<X<100) apabila karakteristik antiknocking bensin tersebut sama

dengan karakteristik antiknocking campuran X% volume i-oktan dengan

(100-X)% volume n-heptan. Bensin premium mempunyai spesifikasi


bilangan oktan minimum 88 dan untuk pertamax minimum 94. Untuk skala

bilangan oktan yang lebih besar dari 100, didefinisikan sebagai berikut :

( PN 100 )

ON 100

, Di mana : PN = Performance Number

3

Oxidation Stability : Oxidation Stability menunjukkan sifat ketahanan

bensin terhadap penyimpanan, semakin baik oxidation stability-nya maka

semakin lama bensin dapat disimpan tanpa mengalami penurunan kualitas

secara signifikan karena proses oksidasi. Oxidation stability minimum dari

bensin adalah 360 menit dalam 100 psi oksigen pada ruang tertutup.

Engine Deposit : Deposit yang terbentuk dalam ruang pembakaran

dipengaruhi oleh angka oktan bensin, sehingga tendensi pembentukan

deposit merupakan faktor yang sangat penting. Penambahan aditif deposit

modifying agent diperlukan untuk mengubah sifat deposit menjadi kurang

merusak.

b. Kerosene

Kerosin atau yang sering disebut sebagai minyak tanah adalah fraksi

minyak bumi yang keluar dari side stream CDU (Crude Distilation Unit).

Tolok ukur kualitas pembakaran kerosin adalah kemampuan untuk

terbakar tanpa menghasilkan asap.

Beberapa sifat penting dari kerosene antara lain Smoke Point dan Flash

Point.

Smoke Point (Titik Asap) : Tolok ukur kualitas pembakaran kerosin

adalah kemampuan untuk terbakar tanpa menghasilkan asap. Smoke point

adalah tinggi nyala maksimal (dalam mm) yang dapat dihasilkan oleh

pembakaran kerosin tanpa membangkitkan asap hitam. Tolak ukur ini

berhubungan dengan kadar senyawa aromatik, makin tinggi kadar

senyawa aromatik, maka makin rendah titik asapnya. Kerosin yang baik

memiliki titik asap minimal 18 mm.

Flash Point : Flash point adalah temperatur terendah pada saat minyak

membuat uap diatasnya dan meletup saat disodori api kecil. Spesifikasi

flash point minimum dari kerosin adalah 35 o C.

c. Avtur

Beberapa karakteristik penting dari avtur antara lain :

Smoke Point, nilai minimum yang diperbolehkan 20 mm

Flash Point, nilai minimum yang diperbolehkan 38 o C


Rentang Pendidihan/Distilasi dengan maksimum residu sebesar 1.5

%vol.

Titik Beku (Freezing Point): Persyaratan penting lainnya adalah titik

beku bahan bakar. Titik beku dispesifikasi karena bahan bakar

mengalami penurunan temperatur (temperatur rendah) pada

penerbangan tinggi sehingga dapat membeku. Titik beku maksimal

yang diperbolehkan adalah – 50 o C.

Electrical Conductivity : menjadi syarat yang penting karena avtur

sedapat mungkin tidak termuati oleh listrik statis. Muatan listrik statis

dapat menyebabkan terjadinya ledakan ketika proses pengisian bahan

bakar melewati filter mikron. Batas minimal Electrical Conductivity

adalah 50 CU(Conductivity Unit) dan batas maksimum 300 CU.

Thermal Stability : pada avtur diperlukan untuk mengurangi

kemungkinan terjadinya pengendapan pada tangki dan pipa-pipa

bahan bakar. Thermal Stability yang diizinkan untuk avtur adalah

maksimum 25 mmHg dengan metode Filter pressure (differential).

c. Minyak Diesel/Solar

Salah satu sifat penting dari minyak diesel/solar yang menunjukkan

performa mesin diesel ketika menggunakan minyak diesel adalah Cetane

Number. Dalam mesin diesel, peletupan terjadi karena penyalaan mandiri

minyak diesel panas yang disemprotkan ke dalam silinder berisi udara

panas bertekanan. Oleh karena itu, minyak diesel diharapkan memiliki

kecenderungan yang cukup kuat untuk menyala sendiri. Tolak ukur

kualitas ini adalah bilangan setana.

Suatu minyak diesel dikatakan memiliki bilangan setana S (0<S<100), jika

unjuk kerja minyak tersebut setara dengan unjuk kerja campuran S%

volume n-setana (n-heksadekana = n-C16H34) dengan (100- -

metil naphtalena. N-setana berunjuk kerja sangat baik dalam mesin diesel,

karena langsung terbakar segera setelah disemprotkan ke dalam silinder.

Sedangkan -metil naphtalena berunjuk kerja sangat buruk dalam mesin

diesel.

Minyak diesel untuk kendaraan bermotor yang biasanya disebut solar,

memiliki bilangan setana minimal 50. Sedangkan minyak diesel untuk

kereta api umumnya berbilangan setana lebih rendah (40-45).


d. Minyak Pelumas (Lubricating Oil)

Minyak Pelumas berasal dari fraksi minyak bumi yang mempunyai titik

didih tinggi dengan viscousity index yang tinggi. Fraksi minyak bumi ini

didapatkan dengan menghilangkan komponen yang tidak diinginkan.

Minyak pelumas dibuat untuk berbagai macam penerapan. Oleh karena itu

tidak mungkin untuk membuat suatu produk yang universal untuk

memenuhi semua kebutuhan. Minyak pelumas diformulasi untuk berbagai

penerapan khusus sehingga diperlukan berbagai jenis minyak pelumas.

Minyak pelumas dibagi menjadi tiga klasifikasi yaitu motor oli, industrial oil

dan metal working oil.

Motor oil digunakan di bawah kondisi berat terutama dalam mesin diesel

dan pesawat terbang. Motor oil dikenakan pada permukaan dalam bentuk

lapisan tipis yang memberi luas permukaan yang besar untuk oksidasi.

Minyak pelumas mempengaruhi pembentukan deposit dalam ruang

pembakaran sehingga mempengaruhi keperluan angka oktan gasoline yang

diperlukan oleh mesin. Keperluam oktan akan lebih rendah jika komponen

berat dihilangkan dari minyak pelumas.

Industrial oil dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis yaitu untuk servis

ringan, sedang dan berat. Minyak pelumas untuk servis ringan digunakan

untuk pelumasan bearing dalam mesin, prespranko dan motor listrik.

Minyak pelumas untuk servis sedang digunakan untuk steam turbine yang

beroperasi pada beban tinggi dan kecepatan gesekan yang lebih tinggi.

Minyak pelumas untuk servis berat digunakan untuk pelumasan steel-mill

roll-stand bearing dan gear yang keduanya beroperasi pada beban tinggi.

Metal working oil berfungsi untuk mendinginkan peralatan dan metal

dalam mesin, dan mencegah pengelasan yang dihasilkan oleh kontak antara

metal dan metal.

e. Petroleoum Waxes (Lilin)

Lilin adalah produk dari minyak bumi yang banyak mrngandung senyawa

hidrokarbon parafinik. Sifat penting lilin adalah kualitas menyekat,

kekuatan tarik, kelenturan, ketahanan moisture, dan block characteristic.

Kegunaan wax adalah untuk bahan pembuatan lilin, korek api, mencegah

karat, pelapis buah-buahan dan sayuran, peralatan listrik dan komunikasi,

dan lilin gigi.

Beberapa sifat penting dari lilin antara lain melting point, ash content, dan

oil content.


Melting Point : suhu lebur dari suatu zat. Pada lilin melting point yang

dipersyaratkan antara 45-75 o C.

Ash Content : menunjukkan kadar abu yang dihasilkan setelah melalui

proses pembakaran. Lilin yang baik diharapkan memiliki ash content

seminimal mungkin. Batasan maksimum ash content dalam lilin adalah

0.03%wt.

Oil Content : menunjukkan kadar minyak yang masih tertinggal dalam

lilin. Batasan maksimum oil content dalam lilin untuk FRW (Fully

Refined Wax) adalah 0.25%wt dan 0.5%wt untuk industri candle

f. Aspal

Aspal merupakan produk berat dari minyak bumi yang merupakan bahan

yang kompleks dan harganya relatif murah. Aspal diduga merupakan suatu

koloid asfalten dan resin dalam minyak. Aspal diproduksi dari bagian

terberat minyak mentah tertentu yang jumlahnya tergantung pada minyak

mentah yang digunakan. Aspal yang berasal dari minyak mentah aromatik

sangat dipengaruhi oleh temperatur. Aspal dari minyak mentah parafinik

sedikit dipengaruhi oleh temperatur. Aspal yang diperoleh dari minyak

mentah naftenik berada diantara keduanya.

Sifat fisik terpenting aspal adalah konsistensi yaitu ukuran empiris

kedalaman penetrasi suatu jarum yang dibebani dalam suatu standard

pengujian. Sifat lain yang penting dalam aspal adalah softening point,

resiliency, ductility, dan tensile strength.

g. Residu

Residu dari operasi pengilangan minyak bumi terdiri dari cairan berat

bahan-bahan (residu) dan padatan (coke). Sifat terpenting minyak residu

adalah viskositas karena kesulitan penanganan dan atomisasi minyak yang

sangat pekat. Selain itu kandungan abu dan belerang juga penting karena

dapat menyerang tungku refraktori dan sudut-sudut turbin. Petroleoum

coke digunakan dalam pembuatan elektroda, artificial abrassive graphite,

calcium carbide, dan sebagai bahan bakar metalurgi.

h. Bahan Petrokimia

Bahan petrokimia dibuat dari bahan dasar olefinik dan BTX (Benzene,

Toluene dan Xylene). Senyawa olefin dihasilkan dari perengkahan katalitis

dengan umpan fraksi gas oil sedangkan BTX dihasilkan dari reforming

katalitis nafta.


Produk-produk petrokimia turunan senyawa olofin adalah polietilen,

polipropilen, PVC, etilen glikol dan lain-lain. Produk-produk petrokimia

turunan BTX adalah PTA, DMT, PET, nilon, stiren, pthalic anhydrate, dan

lain-lain.


Daftar Pustaka :

[1] Aries Purijatmiko, Dany Prakoso, Laporan magang, Di PT. Semen

gresik (persero) tbk, Jurusan Teknik Kimia ITS, 2008

[2] Avief Nurrokhim, Achmad D.K, Laporan Kerja Praktek di PT.

Pertamina RU V, Balikpapan,, Jurusan Teknik Kimia ITS, 2012

[3] Casey, Pulp and Paper, 3 rd edition, Wiley-Interscience, 1980.

[4] Chen, Cane Sugar Handbook, 11 th edition, Elsevier, 1985.

[5] Duda, Cement Data Book, Volume One: International Process

Engineering in the Cement Industry, 3 rd edition, French and European

Pubns, 1985.

[6] Duda, Cement Data Book, Volume One: International Process

Engineering in the Cement Industry, 3 rd edition, French and European

Pubns, 1985.

[7] Fogler,” Elements of Chemical Reaction Engineering ”, 3rd ed,

Prentice-Hall, 1999.

[8] Fried, J.R., Polymer Science and Technology, Prentice Hall, New

Jersey, 1995

[9] George T. Austin,”Shreve’s Chemical Process Idustries”, 5ed.,

McGraw-Hill,1985

[10] Griskey, R.G., Polymer Process Engineering, Chapman & Hall, New

York, 1995

[11] Hugot, Handbook of Cane Sugar Engineering, 3 rd edition, Elsevier,

1986.

[12] Iis Sofyan, Kimia Polimer, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 2001

[13] Jones, D.S.J, Elements of Petroleum Processing, John Wiley & Sons,

New York, 1996.

[14] Kreydita Handini F.H , Fanandy Kristianto Laporan kerja praktek, Di

PT. Petrokimia gresik, Jurusan Teknik Kimia ITS, 2012

[15] Kohlhaas and Labahn, Cement Engineers Handbook, 4 td edition, Intl

Public Service, 1982.

[16] Ludwig, E.E., 1974, “Applied Project Management for the Process

Industries”, Taiwan.

[17] Mohamad S. Hidayat “Geliat Industri Kimia Nasional”, keynote speech

Menteri Perindustrian RI, dalam Launching Tahun Kimia

Internasional 2011, http://pii.or.id/i/geliat-industri-kimia-nasional

[18] Nelson, Petroleum Refinery Engineering, McGraw-Hill, New York,

1958.

[19] Octave Levenspiel, “ Chemical Reaction Engineering” , 3rd Ed.

McGraw-Hill, 2000P. W. van der Poel, H. Schiweck, T. Schwartz, Sugar

Technology: Beet and Cane Sugar Manufacture, 1st edition, Verlag,

1998


[21] Peters, M.S., K.D. Timmerhaus, 2003, “Plant Design and Economics for

Chemical Engineer”, 5 nd Ed., Mc Graw Hill Int. Book Co.

[22] R.M. Felder and R.W. Rosseau, “Elementary Principles of Chemical

Process, “, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005.

[23] Smook, Handbook for Pulp and Paper Technology, 2 nd edition,

Atlantic Books, 1996.

[24] Ulrich, G.D., 1984, “A Guide to Chemical Engineering Process Design

and Economics”, John Wiley & Son, New York.

[25] Van Winkle, M., Distillation, Mc. Graw Hill Book Company, New York,

1976.

[26] Vilbrandt, F.C. and C.E. Dryden 1959, “Chemical Engineering Plant

Design”, 4 th Ed., Mc Graw Hill Book Co. Lmtd., Tokyo.

[27] Watkins, Petroleum Refinery Distillation, Gulf Publishing Company,

USA, 1981.

[28] William, D.B, 1990, “Preliminary Chemical Engineering Plant Design”,

2 nd Ed., Van Nostrand Reinhold, New York.

[29] http://www.sucrose.com

[30] http://wv.essortment.com/historysugarca_ruef.htm

[31] http://www.pantrinbago.com/Landofbeginings12.html

[32] http://www.britishsugar.co.uk

[33] http// :www.pertamina.com

[34] http://casdiraku.wordpress.com/2010/02/23/sejarah-pengelolaanmigas-indonesia/


BukuIndustriKimiaIndonesia-forshare

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Delete template?

Save as template ?