ITS - Neraca Massa

III-1BAB VIIINERACA MASSA

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas = 5.250 ton/tahun

= 15.910 kg/hari

Operasi = 330 hari/tahun; 24 jam/hari

Satuan Massa = kg

Basis Waktu = 1 hari operasi

Kebutuhan Bahan Baku = 22.417,92 kg/hari

Proses = semi-kontinyu

Suhu reference = 25oC

Spesifikasi bahan baku pembuatan SiO2 presipitasi

1. Abu Ampas Tebu

SiO2 = 70,97 %

Al2O3 = 0,33 %

Fe2O3 = 0,36 %

K2O = 4,82 %

Na2O = 0,43 %

MgO = 0,82 %

C5H8O4 = 22,27 %

2. Natrium Hidroksida

NaOH = 8 %

H2O = 92 %

3. Sodium Silikat

Na2O.3,3SiO2 = 33 %

Fe2O3 = 0,01 %

H2O = 66,9 %

4. Asam Sulfat

H2SO4 = 98 %

H2O = 2 %

Perancangan Pabrik Silika dengan Proses PresipitasiTeknik Kimia ITATS


5. Natrium Klorida

NaCl = 100 %

1.Tangki Pelarutan NaOH (M-114)

Berfungsi sebagai tempat untuk melarutkan NaOH padat menjadi larutan NaOH

2 N.

Sistem : Batch

2 3

4

Aliran Masuk (kg/hari) Aliran Keluar (kg/hari)

Aliran 2

NaOH 6.400

Aliran 3

H2O 80.000

Aliran 4

NaOH 6.400

H2O 80.000

Total 86.400 Total 86.400

2. Tangki Pencampuran (F-116)

Berfungsi sebagai tempat pencampuran abu ampas tebu dengan penambahan

larutan NaOH 2 N.

Sistem : Batch


M-114


1 4

5


Aliran 1

SiO2 15.909,998

Al2O3 73,979

Fe2O3 80,705

K2O 1.080,544

Na2O 96,397

MgO 96,397

C5H8O4 4.992,471

Aliran 4

NaOH 6.400

H2O 80.000

Aliran 5

SiO2 15.909,998

Al2O3 73,979

Fe2O3 80,705

K2O 1.080,544

Na2O 96,397

MgO 96,397

C5H8O4 4.992,471

NaOH 6.400

H2O 80.000

Total 108.730,490 Total 108.730,490

3. Leaching Tank (D-110)

Berfungsi sebagai tempat ekstraksi abu ampas tebu dengan penambahan NaOH 2

N.

Sistem : Batch

5


F-116


7

6


Aliran 5

SiO2 15.909,998

Al2O3 73,979

Fe2O3 80,705

K2O 1.080,544

Na2O 96,397

MgO 96,397

C5H8O4 4.992,471

NaOH 6.400

H2O 80.000

Aliran 6

Natrium silikat 20.868

Fe2O3 80,705

H2O 81.442

Aliran 7

Al2O3 73,979

K2O 1.080,544

Na2O 96,397

MgO 96,397

C5H8O4 4.992,471

Total 108.730,490 Total 108.730,490

4. Tangki Pelarutan NaCl (M-214B)

Berfungsi sebagai tempat pelarutan NaCl dengan air sehingga terbentuk brine

(larutan garam).

Sistem : Batch

NaCl dilarutkan dari 100% berat menjadi 36,3% berat.

10 11


D-110


12


Aliran 10

NaCl 8.137,705

Aliran 11

H2O 14.280,215

Aliran 12

NaCl 8.137,705

H2O 14.280,215

Total 22.417,920 Total 22.417,920

5. Tangki Pengenceran Larutan Natrium Silikat (M-214A)

Berfungsi sebagai tempat pengenceran larutan natrium silikat dengan air dari

konsentrasi 33% berat menjadi 16% berat.

Sistem : Batch

6 8

9

Aliran Masuk (kg/hari) Aliran Keluar (kg/hari)Aliran 6

Na2O. 3,3SiO2 20.868

Fe2O3 80,705

Aliran 9

Na2O. 3,3SiO2 20.868

Fe2O3 80,705


M-214B

M-214A


H2O 81.442

Aliran 8

H2O 27.645,470

H2O 109.087,470

Total 130.036,175 Total 130.036,175

6. Tangki Pengenceran Asam Sulfat Pekat (M-214C)

Berfungsi sebagai tempat pengenceran asam sulfat pekat dengan air dari

konsentrasi 98% berat menjadi 38% berat.

Sistem : Batch

13 14

15


H2SO4 2.082,500

H2O 42,500

Aliran 14

H2O 3.355,263

Aliran 15

H2SO4 2.082,500

H2O 3.397,763

Total 5.480,263 Total 5.480,263

7. Reaktor (R-210)

Merupakan tempat terjadinya reaksi presipitasi yang menghasilkan produk utama

berupa silika (SiO2).

Sistem : Batch

T = 100oC


M-214C


9 12 15 16

17

Terdiri dari 3 tahap, antara lain :

1. Meraksikan larutan natrium silikat dengan larutan asam sulfat.

Kedua larutan tersebut direaksikan di dalam reaktor yang sebelumnya telah diisi

air sebanyak 7.200 liter

pH yang diharapkan 10 (suasana basa) dengan derajat netralisasi sebesar ± 25%

2. Penambahan Brine

Brine digunakan sebagai koagulan dan tidak ikut bereaksi

3. Netralisasi akhir (netralisasi Natrium Silikat sisa)

Tahap ini dilakukan dengan menambahkan larutan asam sulfat hingga bereaksi

sempurna dengan sisa natrium silikat dan tercapai pH akhir suasana asam.


NaCl 98.137,705

H2O 14.280,22

Aliran 9

Na2O. 3,3SiO2 20.868

Aliran 17

SiO2 15.592,5

Na2SO4 11.182,5

Fe2O3 80,705

H2SO4 23.030

NaCl 8.137,704


R-210


Fe2O3 80,705

H2O 109.087,47

Aliran 15

H2SO4 2082,5

H2O 3.397,763

Aliran 16

H2O 6900.336

H2O 106,811.28

Total 164.834,7 Total 164.834,7

8. Tangki Penampung Slurry (E-221)

Berfungsi untuk menampung slurry dari reaktor dan menurunkan suhunya sebelum

masuk rotary drum.

System kontinyu dan dilengkapi dengan koil pendingin.

17

18


SiO2 15.592,5

Na2SO4 11.182,5

Fe2O3 80,705

H2SO4 23.030

NaCl 8.137,705

H2O 106.811,3

Aliran 18

SiO2 15.592,5

Na2SO4 11.182,5

Fe2O3 80,705

H2SO4 23.030

NaCl 8.137,705

H2O 106.811,3


E-221


Total 243.510 Total 243.510

9. Rotary Drum Vacuum Filter (H-220)

Berfungsi untuk menyaring partikel – partikel silika dari slurry sehingga terbentuk

cake. Kemudian cake dicuci dengan air untuk melarutkan NaCl dan zat – zat pengotor

lainnya yang terikut lalu dikeringkan.

Sistem : Kontinyu

19

20

18

21


SiO2 16.830

Na2SO4 12.070

Fe2O3 95,46

H2SO4 24.228,15

NaCl 9.625,551

H2O 113.359,7

Aliran 20

SiO2 16804,76

Na2SO4 60,35

Fe2O3 95,46

H2O 67.842.26

Aliran 21

SiO2 25,245


H-220


Aliran 19

H2O 158.009,4

Na2SO4 12.009,65

H2SO4 24.228,15

NaCl 9.625,551

H2O 203.526,8

Total 334.218,2 Total 334.218,2

10. Heater Dry Air (E-314)

Berfungsi untuk memanaskan udara bebas menggunakan steam hingga dihasilkan

udara kering.

Sistem : Kontinyu

22

H2O yang teruapkan


N2 14.849,74

O2 4.509,55

H2O 506,58

Aliran 23

N2 14.849,74

O2 4.509,55

H2O yang teruapkan 506,58Total 19.865,87

48.000

Total 19.865,87


E-314


11. Spray dryer (B-310)

Berfungsi untuk mengeringkan cake hingga dihasilkan partikel – partikel silika

yang sudah terpisah.

Sistem : Kontinyu

23 25

20

24


SiO2 16.804,755

Na2SO4 60.35

Fe2O3 95,46

H2O 67.842.26

Aliran 23

N2 14.849,74

O2 4.509,55

Aliran 24

SiO2 16.804,755

Na2SO4 60.35

Fe2O3 95,46

H2O (l) 67.842.26

Aliran 25

N2 14.849,74


B-310


O2 4.509,55

H2O (g) 67.808,34Total 104.162,115 Total 104.162,115

12. Ball Mill (S-320)

Berfungsi untuk milling produk agar berukuran lebih kecil.

Sistem : Kontinyu

24 28

26


SiO2 16.804,76

Na2SO4 60,35

Fe2O3 95,46

H2O (l) 33,92

Aliran 28

SiO2 84,02

Na2SO4 0,30

Fe2O3 0,48

Aliran 26

SiO2 16.888,78

Na2SO4 60,65

Fe2O3 95,94

H2O 34,09


S-320


H2O 0,17 Total 17.079,46 Total 17.079,46

12. Screen ( H-330)

Berfungsi untuk menyaring produk sesuai dengan ukuran yang diinginkan.

Sistem : Kontinyu

26

28

27


SiO2 16888.78

Na2SO4 60,65

Fe2O3 95,94

H2O 34,09

Aliran 27

SiO2 16804.76

Na2SO4 60,35

Fe2O3 95,46

H2O (l) 33,92

Aliran 28

SiO2 84,02

Na2SO4 0,30

Fe2O3 0,48


H-330


H2O 0,17Total 17.079.46 Total 17.079.46


Documents

ITS - Neraca Massa