BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Di era moder modern n sekaran sekarang g ini semua pekerja pekerjaan an dan kebutu kebutuhan han manusia manusia sudah dilakukan dengan berbagai macam teknologi. Kebutuhan manusia mulai dari dari kebutu kebutuhan han primer primer,, sekund sekunder er serta serta tersier tersier tidak tidak luput luput dari dari yang yang namany namanyaa tekno teknolog logi. i. Salah Salah satu disipl disiplin in ilmu ilmu yang yang berper berperan an pentin penting g dalam dalam kemajua kemajuan n tekno teknolog logii ini adalah adalah Teknik eknik Kimia. Kimia. Teknik eknik Kimia Kimia adalah adalah disipl disiplin in ilmu ilmu yang yang mempelajari tentang proses pengolahan bahan mentah menjadi sesuatu yang dapat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari. Sarjana Teknik Kimia sangat dibutuhkan disetiap industri proses kimia. Berbagai bidang ilmu Teknik Kimia terdapat di dalam sebuah Industri proses kimia. Penggolongan bidang ilmu teknik kimia didasarkan pada produk yang akan dihasilkan dihasilkan oleh industri industri tersebut. tersebut. aka sangat diharapkan diharapkan lulusan lulusan Teknik eknik Kimia benar-benar paham dengan ilmu yang dipelajarinya. Karena pengaplikasian ilmu tekn teknik ik kimi kimiaa itu itu sanga sangatt luas. luas. Salah Salah satu satu dian dianta taran rany ya adala adalah h dalam dalam prose prosess pembuatan dry ice. !leh sebab itu pada makalah ini kami akan menjelaskan mengenai Industri Proses Kimia dan proses pembuatan "! # dan es kering $dry ice%.
I.2. Rumusan Masalah
&dapun rumusan masalah dari makalah ini adalah ' (.
&pak &pakah ah de)e de)eni nisi si dari dari "!#*
#.
Baga Bagaim iman anaa Pro Proses ses Pemb Pembua uatan tan "!# dan diagram alirnya*
+.
&pa &pa saja saja man) man)aa aatt dari dari "!#*
.
Bagaimana Bagaimana blok blok diagram proses kimia dan diagram diagram alir alir proses proses $)loshee $)losheet%* t%*
.
&pak &pakah ah de)e de)eni nisi si dry dry ice* ice*
/.
Bagaimana Bagaimana proses proses dan pemrosesan pemrosesan dalam industry industry kimia kimia pembu pembuatan atan dry dry ice* ice*
0.
&pakah &pakah alat-alat alat-alat indust industri ri proses proses yang digunakan digunakan dalam produksi produksi dry ice*
1.
Bagaim Bagaimana ana reaksi reaksi yang yang terjad terjadii pada indus industry try kimia kimia yang yang mempro memproduk duksi si dry ice*
1
I.3. Tujuan Penulsan
&dapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah ' (.
engetahui de)enisi "!#.
#.
engetahui proses pembuatan "! #.
+.
engetahui man)aat dari "!#.
.
engetahui blok diagram proses kimia dan diagram alir proses $)losheet%.
.
engetahui de)enisi dry ice
/.
engetahui proses dan pemrosesan dalam industri kimia pembuatan dry ice
0.
engetahui alat-alat industri proses yang digunakan dalam produksi dry ice
1.
engetahui reaksi yang terjadi pada industry kimia yang memproduksi dry ice.
I.!. Man"aat
&dapun man)aat penulisan makalah ini adalah untuk menambah aasan mengenai aplikasi ilmu teknik kimia di Industri "! # dan es kering.
2
BAB II TIN#AUAN PU$TA%A
II.1 De"ens %ar&'n D'ks(a ) *+ 2 ,
Karbon dioksida $rumus kimia' "!#% atau 2at asam arang adalah sejenis senyaa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara ko3alen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmos)er bumi. 4ata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmos)er bumi kira-kira +10 ppm berdasarkan 3olume, alaupun jumlah ini bisa ber3ariasi tergantung pada lokasi dan aktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang in)ramerah dengan kuat. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di baah ,( atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di baah -01 5". Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering. "!# adalah oksida asam. 6arutan "!# mengubah arna lakmus dari biru menjadi merah muda.
II.2 Pr'ses Pem&uatan *+ 2 (ar Hasl $ntess -as Amm'na
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh 7rit2 8aber $(9:1%, seorang ahli kimia dari ;erman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh "arl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari ;erman. Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan $pembentukan <8+% adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. &kan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu ::
o
" sekalipun. Dilain pihak, karena reaksi ke kanan
eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses 8aber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar :: o" dan tekanan sekitar (:-+: atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan &l#!+, g!, "a!, dan K#!. Seiring dengan kemajuan teknologi, digunakanlah tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 0:: atm. =ntuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. ula-
3
mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi $dimampatkan% hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alir dari proses 8aber-bosch untuk sintesis amonia '
6angkah pertama dalam proses ini adalah untuk membuat kapur dari batu kapur ' "a"!+ > panas ? "a! > "! # ini kemudian dipanaskan dengan batu bara dalam lingkungan ano@ic untuk membuat "alcium "arbide ' "a! > +" > panas ? "a" # > "!
4
Penetapan nitrogen yang sebenarnya berasal dari reaksi Kalsium "arbide dengan
<# ? "a"n# > " &khirnya dalam upaya untuk membuat &moniak, Kalsium sianamida dicampur dengan air dan 8#! ? #<8+ > "a"!+ Kalsium Karbonat dapat dengan mudah dipisahkan karena merupakan solid, dan &monia dapat disuling , memungkinkan
Dengan hanya melihat itu kita melihat baha , sebagai cara untuk membuat &moniak , proses 8aber - Bosh adalah jauh lebih sederhana . Karena tidak memerlukan beberapa tungku dan langkah-langkah perantara memproduksi sianamida biaya operasional harus lebih rendah $ dengan asumsi satu memiliki sistem elektrolisis e)isien untuk hidrogen % . Tentu saja reaktor amoniak membutuhkan katalis dan recycle sistem mahal karena single pass tidak terlalu e)isien.
II.3 Man"aat (ar *+ 2
&dapun maan)aat dari "! # adalah sebagai berikut ' a.
Pada proses 7otosintesis Tak dipungkiri lagi baha "!# sangat berperan pada proses )otosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan dan yang sangat diperlukan oleh seluruh makhluk
hidup. 7otosintesis memerlukan
"!#
dan
air
agar
dapat
menghasilkan karbohidrat, yang dapat di lihat dari persamaan berikut' / "!# > / 8#! -- "/8(#!/ > ! #
5
b.
Industri makanan dan minuman an)aat "!# juga dapat kita jumpai pada proses pembuatan roti yang ber)ungsi sebagai pengembang roti dengan bantuan ragi. Pada saat roti yang dicampur soda kue atau ragi kita panaskan maka gas "!# akan dibebaskan dan akan tertangkap oleh kantung gluten yang terdapat pada tepung yang akan menyebabkannnya dapt mengembang. Selain itu "!# padat $es kering% juga digunakan untuk mendinginkan es krim. Pada produk minuman khususnya yang bersoda. Cas tinbul pada minuman tersebut adalah "!#yang membebaskan diri.
c.
Bahan pemadam kebakaran Karbon dioksida yang disemburkan pada api melalui selang pemadam kebakaran tersebut akan segera menyelimuti api, sehingga api tidak akan terkena kontak dengan oksigen sehingga pembakaran akan terhenti, karena pembakaran terhenti, maka api dapat segera padam.
d.
Industri 6ogam Karbon dioksida digunakan dalam pembuatan cetakan pengecoran untuk meningkatkan kekerasan mereka .
e.
anu)aktur dan Konstruksi Karbon dioksida digunakan dalam skala besar sebagai gas perisai di IC &C elding , dimana gas melindungi genangan las terhadap oksidasi oleh udara sekitarnya . "ampuran argon dan karbon dioksida umum digunakan saat ini untuk mencapai tingkat yang lebih tinggi las dan mengurangi kebutuhan untuk peraatan pasca las.
).
Dry ice pellet digunakan untuk mengganti sandblasting ketika menghapus cat dari permukaan. 8al ini membantu dalam mengurangi biaya pembuangan dan pembersihan
g.
Kimia , 7armasi dan Industri Petroleum Penggunaan ' ;umlah yang cukup besar digunakan sebagai bahan baku dalam industri proses kimia , terutama untuk metanol dan urea produksi .
6
h.
Karbon dioksida digunakan dalam sumur minyak untuk ekstraksi minyak dan menjaga tekanan dalam )ormasi Ketika "!# dipompa ke dalam sumur minyak , itu sebagian dilarutkan ke dalam minyak , rendering itu kurang kental , sehingga minyak yang akan diekstrak lebih mudah dari batuan dasar . ;auh lebih banyak minyak dapat diekstraksi dari melalui proses ini .
i.
Industri Karet dan Plastik 7lash dihapus dari benda-benda karet dengan jatuh mereka dengan hancur es kering dalam drum berputar .
j.
Kesehatan Karbon dioksida digunakan sebagai aditi) untuk oksigen untuk penggunaan medis sebagai stimulan respirasi .
k.
Penggunaan lingkungan ' Digunakan sebagai propelan dalam kaleng aerosol , menggantikan lebih banyak alternati) merepotkan lingkungan .
II.! De"ens Dr I/e
Dry ice yaitu karbondioksida yang Edibeku-kanF sehingga bisa digunakan sebagai pengganti es batu. Gs kering ini tidak EmencairF namun menguap menjadi gas. enggunakan es kering tidak akan menyebabkan adah menjadi basah atau lembab. Gs kering memiliki temperatur yg lebih rendah dari es biasa, yaitu -09 °" $yaitu 09 °" dibaah titik nol%. Gs kering dibuat di pabrik yang khusus membuat itu, yaitu dengan cara EmemasukkanF cairan karbondioksida ke ruangan yang bertekanan tinggi. Pada saat tekanan dikeluarkan, karbondioksida cair itu akan berubah menjadi butir-butir padat yang kemudian dibentuk menjadi dry ice alias es kering. Sumber karbon dioksida banyak terdapat dialam namun secara komersil dapat diperoleh dari ' a%
Cas hasil pembakaran yang mengandung 8idro karbon dimana kandungannya H (: sampai (1 .
7
b%
8asil samping proses kalsinasi batu kapur dimana kandungan karbon dioksida H (: samapai : .
c%
8asil samping proses )ermentasi dimana kandungan "!# lebih kurang 99 .
Dry ice banyak dibutuhkan untuk industri yang memerlukan pendinginan, terutama industri ice "ream dan makanan. Di
Keperluan rumah sakit
•
=ntuk pembuatan gas buatan pada pentas seni
•
Pengisi minuman
II.0 Pr'ses (an Pemr'sesan (alam In(ustr %ma em&uatan (r /e.
(. Dimulai dengan produksi gas yg mengandung konsentrat "! # $karbondioksida% tinggi. Cas-gas ini dapat berupa produk sampingan dari proses produksi gasgas lain, misal gas amonia dan nitrogen dari gas alam cair maupun dari proses )ermentasi skala besar. #. Cas yg kaya karbondioksida ini kemudian dimampatkan dan diturunkan suhunya sampai -01, °" sehingga berubah ujud menjadi cair $uap air yg terkena suhu dingin akan berubah menjadi cair%. +. Tekananpemampatan kemudian dikurangi. Ketika ini terjadi, sebagian kecil "!# menguap, dan kemudian suhu turun dengan cepat di "! # cair yg tersisa. Temperatur yg benar-benar dingin membuat "! # cair ini mengeras menjadi seperti salju dan akan tetap seperti itu.
8
$kala In(ustr
Cambar a. Diagram &lir Produksi Dry Ice $S.S 6ab &sia%
=ntuk menghasilkan jumlah besar es kering, pendinginan e3aporati) diperlukan. Karbon dioksida cair diproduksi dengan mengompresi gas karbon dioksida. Karena suhu 2at meningkat saat dikompresi, gas harus didinginkan selama proses kompresi untuk mendorong pembentukan cairan. ;ika gas di dalam tangki sudah mencapai suhu kamar, pencairan mulai terjadi ketika tekanan mencapai sekitar /.::: kilopaskal. ;ika keran tabung karbon dioksida cair dibuka, sebagian diantaranya akan berusaha melarikan diri, menyebabkan momentum rata-rata molekul serta suhunya menjadi turun. Setelah semua panas lingkungan menguap, suhu cairan turun di baah titik beku dan muncullah karbon dioksida padat yang disebut es kering. Gs kering biasanya disimpan dalam kontainer terisolasi. Bila terkena udara, es ini segera melepaskan gas karbon dioksida. Karena perbedaan suhu antara es kering dan lingkungan cukup besar, maka perubahan )asa terjadi langsung dari padat ke gas, tanpa melalui )ase cair. Salah satu Industri yang meman)aatkan limbah "!# hasil proses )ermentasi adalah PT olindo 4aya. PT. olindo 4aya yang bergerak dalam industri )ermentasi adalah produsen utama Gthanol di Indonesia. Dengan kapasitas terpasang sebesar :.::: Klhari $++: hari kerja pertahun%, operating capacitynya saat ini adalah H +.::: Kltahun. PT olindo 4aya meman)aatkan hasil samping proses )ermentasi untuk diolah menjadi dry ice. Bahan Pendamping untuk proses pembuatan dry ice dari hasil samping proses )ermentasi antara lain, kalium bikarbonat, sodium karbonat, asam sul)at, oil, air, karbon akti) dan steam.
9
Proses pembuatan dry ice adalah gas "! # yang didapatkan dari hasil samping )ermentasi dipekatkan dari 99, menjasi 99,9. Cas dimasukkan absorber secara counter current dengan alcohol encer. Setelah itu dimasukkan srubber. 6arutan dari srubber dikembalikan ke )ermentor sedang gas dimasukkan ke gas holder. Dari gas holder "! # ditekan sampai 0 psi abs, dengan kompresor ( stage, sehingga dapat dialirkan ke absorber yang memakkai potassium bichromat sebagai absorbent. Di dalam scrubber 8#S di absorsi $mengoksidai kotoran dari gas% dan 8#S dikembalikan ke )ermentor dan gas dari scrubber + dipisahkan lagi menggunakan larutan sodium carbonat dan terakhir gas dimasukkan ke oil scrubber untuk mengambil minyak dari compressor. "! # yang sudah dimurnikan masuk stage dua dan ditekan sampai :: psi, lalu didinginkan sampai :J7 dalam Brine collr dan dileatkan stage tiga sehingga tekanan menjadi 9:: sampai (:#: psi. &khirnya "!# didinginkan secara cepat sampai -:J7 dan tekanan (0 psi. Cas yang dikondensasi secara perlahan-lahan dengan amoniak dicampur dengan "!# yang didinginkan mendadak sehingga diperoleh dry ice.
II. Alat4alat In(ustr Pr'ses ang (gunakan (alam Pr'(uks Dr I/e
=ntuk pembuatan dry ice dalam skala kecil atau skala rumahan, dapat digunakan serbuk padat "!# yang terdapat pada tabung pemadam kebakaran.
10
6iuid storage ber)ungsi sebagai tempat penyimpanan cairan "! #
BAB III
11
PENUTUP
III.1 %esmulan
Salah satu gas yang di gunakan dalam indutri adalah karbondioksida. Karbon dioksida $rumus kimia' "! #% atau 2at asam arang adalah sejenis senyaa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara ko3alen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmos)er bumi. 4ata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmos)er bumi kira-kira +10 ppm berdasarkan 3olume, alaupun jumlah ini bisa ber3ariasi tergantung pada lokasi dan aktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang in)ramerah dengan kuat. Karbon dioksida dapat di peroleh dari hasil samping dari proses pembuatan sintesis gas amonia. Pembuatan gas amonia menggunakan proses menurut haber-bosch. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah ' . &dapun man)aat dari gas "! # ialah di gunakan dalam industri makanan, karet dan plastik, manu)acture, alat pemadam kebakaran dan )otosintesis. Gs kering adalah karbondioksida yang dibekukan sehingga bisa digunakan sebagai pengganti es batu.
12
DA5TAR PU$TA%A
7athurrochman.
#:(+.
Industri
Proses
Kimia.
http')athurrochman#(.
blogspot.com#:(+:(industri-proses-kimia.html. Diakses pada tanggal (( September #:(. ;uita, Desi. #:(. De)enisi Gs Kering, Si)at, Kegunaan, dan Pembuatannya. http'.ama2ine.co. Diakses pada (+ September #:(. agnetoice.
#:(#. De)enisi-De)enisi Dangerous Coods. http'magnetoice
ordpress. com. Diakses pada (+ September #:(. aulana, Toni. #:(#. embaca Diagram &lir Proses. http'tonimaulan. blogspot.com. Diakses pada tanggal (( September #:(.
13
