Contoh Laporan KKM (Kuliah Kerja Mahasiswa)

Contoh laporan KKM

Proses Etilbenzen

Etilbenzen adalah bahan intermediate yang dibuat dari etilen dan benzen. Nama lain dari etilbenzen adalah Phenylethane dan Phenylbenzol . Sekitar 91 % etilbenzen didapat dari alkilasi benzene dengan etilen menggunakan katalis. ( Kirk Othmer, Vol 19 ). Dikenal dua macam proses produksi etilbenzen, yaitu dengan fase cair dan fase gas. Pada tahun 1965 kira-kira 65 % dari produksi etilbenzen di Amerika Serikat diperoleh dari proses superfraksinasi mixed xylene yang terdiri dari orto-xylene, meta-xylene dan para-xylene serta etilbenzen. Namun sejak tahun 1986 etilbenzen yang diperoleh dengan cara tersebut sudah tidak dipakai lagi karena meningkatnya biaya energi sehingga sudah tidak efisien lagi. Disamping itu  dengan proses superfraksinasi, etilbenzen yang dihasilkan jumlahnya sangat sedikit yaitu sekitar 15,5 % dari total produksi.

Dalam pembuatan pabrik etilbenzen terdiri dari dua fase, yaitu fase cair dan fase gas.

1.                  Proses Pembuatan Etilbenzen dengan Fase Cair.

 

Proses pembuatan etilbenzen fase cair telah dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Badger Company, Cosden Oil and Gas Company, and Union Carbide. Union Carbide beroperasi pada tekanan diatas 125 psig dan temperature 80 sampai 130 0C. ( Kirk Othmer, Vol 19 ). Tetapi proses Monsanto merupakan proses yang paling komersial dan paling modern. Katalis yang digunakan dapat berupa AlCl3, ethylchloride atau HCL. Tetapi yang paling umum digunakan adalah AlCl3,pada suhu 40 sampai 1000C. (Grogins,1958). Katalis promoter yang berupa ethylchloride atau HCL akan dapat mengurangi konsumsi AlCl3 ( Kirk Othmer, Vol 1 ).

Reaksi yang terjadi pada proses fase cair menurut Kirk Othmer ( 1981) sebagai  berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5CH2CH3

Pada proses Monsanto yang telah dikembangkan menggunakan dua reaktor. Pada reaktor pertama terjadi reaksi alkilasi antara benzen dengan etilen pada tekanan lebih rendah dibandingkan pada proses fase gas, yaitu 70-150 psig dan temperature 300-350 0F. Perbandingan mol benzen dan etilen dalam reactor adalah 3:1 sampai 5:1. (Kirk Othmer). Perbandingan AlCl3 dan C2H4 adalah 0,001-0,0025. Pada reaktor transalkilasi terjadi reaksi antara benzen sisa dan polietilbenzen yang direcycle. Produk keluar reaktor transalkilasi selanjutnya dikirim ke Neutralizer untuk menghilangkan HCl dan katalis yang terdapat didalam produk reaktor.Setelah produk yang keluar bebas dari impurities produk dipisahkan dengan tiga menara distilasi, Kolom pertama, benzene di recycle untuk dikembalikan ke reactor alkilasi. Pada kolom kedua menghasilkan produk etilbenzen. Produk atas dari kolom ketiga adalah polyetilbenzen dan tars, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Karena kebutuhan katalis sangat sedikit, maka tidak dibutuhkan regenerasi katalis. Jadi garam-garam yang dihasilkan dari Neutralizer sistem bisa langsung dibuang dan dikirim ke sistem pengolahan limbah. Produk keluar kolom distilasi kemurniannya minimum 99,7 % berat. ( Faith Keyes )

2.                  Proses Pembuatan Etilbenzen dengan Fase Gas.

Proses ini menggunakan bahan baku benzen yang dialkilasi dengan etilen menggunakan katalis BF3, ZMS-5 atau bisa juga menggunakan silica alumina. Tekanan dalam rektor sangat tinggi, yaitu sekitar 6000 kPa (870 psi) dan temperatur lebih dari 3000C. Dengan menggunakan rasio benzen terhadap etilen yang cukup besar dapat meminimumkan terbentuknya polyetilbenzen. Konversi terhadap etilen di reaktor alkilasi antara 98-99 %.

Pembuatan etilbenzen pada fase gas mulai dikenal sejak tahun 1940. Sampai saat ini dikenal dua macam proses dalam alkilasi fase gas, yaitu :

a. Proses Alkar

Proses Alkar merupakan proses yang dikembangkan oleh Universal Oil Product ( UOP ) pada tahun 1958. Proses ini dapat menghasilkan etilbenzen dengan kemurnian tinggi. Katalis yang digunakan adalah BF3 (boron trifluoride). Katalis ini sangat sensitif terhadap air, senyawa sulfur dan oksigen. Bahkan dengan adanya jumlah air kurang dari 1 mg/kg reaktan akan menghidrolisa BF3. Karena itu, baik etilen maupun benzen yang masuk reaktor harus dengan kondisi anhidrous. Reaksi alkylasi terjadi pada tekanan tinggi (2,5-3,5 MPa : 25-35 bar) dan temperatur rendah (100-1500C). Umpan masuk reaktor biasanya menggunakan rasio molar antara etilen:benzen adalah 0,15 : 0,2. Suhu masuk reaktor dikontrol oleh recycle masuk reaktor. Produk dari reaktor tersebut dipisahkan dengan separator .Hasil bawah dimasukkan ke benzene column untuk memisahkan benzen dan produk etilbenzen.Hasil atas direcycle dan dicampur dengan umpan benzene.Hasil bawah diumpankan kedalam ethylbenzene column.Cairan jenuh dari benzene column dipisahkan di ethylbenzene column menjadi ethylbenzene sebagai hasil atas dan dietilbenzene sebagai hasil bawah.Polietilbenzene selanjutnya dipurging untuk mengurangi tumpukan atau impurities. Keuntungan dari proses ini adalah sedikit menimbulkan korosi dari pada proses fase cair dan kemurniannya bisa mencapai 99,9 %. Proses alkar dapat dioperasikan dengan konsentrasi etilen pada umpan sebesar 8-10 % mol etilen, tetapi karena katalisnya sangat sensitif, maka perlu dilakukan pemurnian bahan baku terlebih dahulu sebelum masuk reaktor untuk menghilangkan senyawa sulfur, oksigen dan air.

Reaksi yang terjadi pada proses  Alkar  menurut Kirk Othmer ( 1981) sebagai berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5C2H5

½ C6H6 + C2H4 ½ C6H4 ( C2H5)2

 

b.Proses Mobil Badger

Proses ini dikembangkan sejak tahun 1970-an oleh Mobil Oil Corporation dengan menggunakan katalis zeolit sintetis (ZMS-5). Sama seperti proses alkar, proses ini terdiri dari dua proses utama yaitu reaksi dan distilasi. Pada bagian reaksi, fresh dan recycle benzen dipreheater dan kemudian diuapkan untuk selanjutnya bersama-sama dengan recycle alkyl aromatis dan etilen segar dimasukkan ke dalam reactor fixed bed. Produk reaktor selanjutnya dikirim ke bagian distilasi. Pada bagian distilasi prosesnya hampir sama dengan proses fase cair, yaitu terdiri dari kolom recovery benzen dan kolom pemurnian etilbenzen. Benzen yang tidak bereaksi dan dietilbenzen yang terbentuk dikembalikan lagi ke reaktor. Katalis ZMS-5 berisi silica-alumina bersifat tidak korosif dan tidak mencemari lingkungan karena silica-alumina inert di lingkungan.

Reaksi yang terjadi pada proses Mobil Badger adalah sebagai berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5CH2CH3

C6H5CH2CH3 + C2H4 C6H4(C2H5)2

C6H4(C2H5)2 + C6H6 2C6H5CH2CH3

Proses reaksi berjalan pada tekanan 20-30 bar, temperatur 300-500 0C dan rasio antara benzen dan etilen sebesar 8:1.Konversinya bisa mencapai 85-90%.

Pengetahuan Tentang Proses Pembuatan PUPUK

Pupuk dapat digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Secara umum dikenal 3 jenis pupuk buatan, yaitu:

1.      Pupuk N ( Nitrogen )

Dibutuhkan untuk pertumbuhan batang dan daun, misalnya pupuk ammonia (82% N), pupuk urea (46% N), pupuk amonium nitrat (33 % N).

2.      Pupuk P ( Phosphor )

Dibutuhkan untuk pertumbuhan biji dan buah, misalnya pupuk super phosphat (16 – 20 % P2O5), pupuk triple phosphat (42 – 50 % P2O5), dan pupuk lainnya.

3.      Pupuk K ( Kalium )

Dibutuhkan untuk pertumbuhan dan memperkuat tahanan akan penyakit dan mengurangi efek kelebihan pupuk N.

 

Ammonia

Ammonia merupakan salah satu bahan dasar dalam pembuatan pupuk berbasis N2 secara sintesa. NH3 merupakan rumus molekul yang dihasilkan dari reaksi antara H2 dan N2. Pada pembuatan urea, amonia merupakan salah satu bahan utama selain CO2.

Sifat fisik dan kimia ammonia

Ammonia (NH3) merupakan senyawa yang tidak berwarna dan berbau sangat tajam. Ammonia larut dalam air, garam, ether, dan macam – macam alkohol. 1 lb amonia yang larut dalam air menghasilkan panas sekitar 937 Btu. Larutan ammonia dalam air membeku pada tempratur 38 OC sampai -40 OC dengan membentuk jarum kristal.

Tabel karakteristik ammonia

Karakteristik Nilai
Rumus molekul NH3
Berat molekul 17,03 g/gmol
Titik didih -33,35oC
Titik beku -77oC
Temperatur kritik -133oC
Tekanan kritik 1657 Psia
Panas pembentukan (kkal/mol) -9,368 (0oC), -11,04 (25oC)
Kelarutan dalam air pada 1 atm 42,8 (0oC), 33,1 (20oC), 14,1 (60o

Sejarah pembuatan ammonia

Pada tahun 1789 C.L. Barthelot menemukan senyawa ammonia yang tersusun atas Nitrogen dan Hidrogen. Hidrogen murni yang digunakan diperoleh dengan jalan elektrolisis air, sedangkan nitrogen diperoleh dengan cara destilasi di udara cair.

Sintesa ammonia bertekanan tinggi dikembangkan oleh Fritz Haber (1904-1909), dimana metodenya mensyaratkan penggunaan katalis yang sesuai. Kemudian pada tahun 1913 Badishe Anilud Soda Fabric (BASF) yang dipimpin oleh Carl Bosch memproduksi ammonia atas dasar teori Fritz Haber, dengan mereaksikan gas nitrogen dan hidrogen yang diperoleh dari batu bara dan direaksikan dengan steam menggunakan katalis besi dengan tambahan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O sebagai promotor. Proses sintesa berjalan pada suhu 550 oC dan tekanan sekitar 150 – 350 atm. Pabrik tersebut memproduksi 30.000 Kg ammonia per hari. Kemudian proses sintesa ammonia tersebut dikenal dengan proses Haber – Bosch, dengan persamaan reaksinya adalah:

N2(g) + H2(g) 2 NH3(g)

Sumber gas sintesa

Hidrogen untuk proses pembuatan ammonia dapat diperoleh dari hidrokarbon yang terdapat pada gas alam, coke, maupun besi pijar. Sedangkan gas nitrogen dapat diperoleh dari udara bebas.

 

Konsep proses sintesa ammonia

Proses yang paling utama di unit ammonia adalah sintesa gas H2 dan N2 menjadi NH3 yang terjadi pada seksi ammonia konverter. Kondisi operasi terjadi pada tempratur 430 – 500 oC dan tekanan antara 140 – 150 Kg/cm2 untuk mempertahankan reaksi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

 

½ N2(g) + 3/2 H2(g) NH3 DH700K =   -52,6 kj/mol

DG700K =   27,45 kj/mol

DS700K = -1140,0 kj/mol

 

Variabel yang mempengaruhi sintesa ammonia

Variabel yang mempengaruhi konversi sintesa ammonia di dalam ammonia konverter adalah tempratur tekanan, laju alir gas sintesis, perbandingan antara H2 dan N2, jumlah inert serta katalis.

Tempratur

Pengaruh tempratur pada proses pembentukkan ammonia dapat dijelaskan oleh asas Le Chatelier ” Jika suatu sistem berada dalam kesetimbangan, suatu kenaikan tempratur akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah zat yang menyerap kalor”. Reaksi sintesa amonia merupakan reaksi eksotermis:

 

N2(g) +  3H2(g) 2NH3 DHro = -92,22 kj

 

Sedangkan reaksi penguraian ammonia dalah reaksi endotermis:

 

2NH3 N2(g) +  3H2(g) DHro = +92,22 kj

 

Naiknya tempratur pada saat reaksi akan mengakibatkan reaksi bergeser ke kiri (endoterm) atau menurunkan konversi pembentukkan ammonia. Selain itu kenaikan tempratur juga mengakibatkan kecepatan reaksi pembentukkan ammonia semakin besar. Jika aktifitas katalis dianggap tidak berubah maka efisiensi selalu berubah sebanding dengan naiknya tempratur.

Tekanan

Pengaruh perubahan tekanan dalam campuran kesetimbangan gas dapat dipahami melalui asas Le Chatelier. Menurut asas ini kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser ke kanan, tetapi jika tekanan berkurang maka kecepatan tumbukkan molekul berkurang, sehingga kecepatan reaksi menurun. Dalam sintesa ammonia, volume gas akan berkurang sehingga akan meningkatkan tekanan gas. Hal ini dikarenakan jumlah koefisien kiri lebih besar daripada koefisien kanan.

Laju gas sintesa

Laju gas sintesis yang masuk ammonia konverter mempengaruhi besarnya konsentrasi pereaksi yang ada. Kenaikkan laju alir gas akan meningkatkan kecepatan aliran gas melalui katalisator, sehingga mengurangi waktu reaksi. Reaktan yang bereaksi menjadi sedikit, kecepatan gas masuk reaktor tidak mempengaruhi hasil dengan jumlah gas masuk reaktor tetap.

 

Perbandingan antara gas H2 dan N2

Menurut reaksi kesetimbangan pembentukkan ammonia dalam memproduksi 1 mol gas NH3 membentuk ½ mol N2 dan 3/2 mol H2. Perbandingan N2 : H2 = 1 : 3. Hal ini diperoleh dengan mengatur perbandingan antara jumlah gas alam dengan udara yang digunakan.

 

Jumlah gas inert

Peningkatan gas inert dari metana dan argon mengakibatkan turunnya produksi pembentukan ammonia. Oleh karena itu, gas inert dibuang dari recycle secara kontinu melalui sistem purge gas.

 

Katalis

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat jalannya reaksi (tidak ikut bereaksi). Peran katalis sebenarnya adalah menurunkan energi aktifasi reaksi. Pemilihan katalis untuk proses dapat didasarkan pada beberapa hal berikut:

a.       Berumur panjang

b.      Harganya murah

c.       Mudah di regenerasi

d.      Dapat di produksi dalam jumlah besar

e.       Tahan terhadap racun

f.        Memiliki tahanan fisik yang besar

 

Katalis yang baik digunakan adalah katalis besi dengan penambahan promotor oksida aluminium, zirkonium ataupun silikon. Komposisi terbaik dari katalis adalah sebagai berikut:

a.       Al2O3 = 2,3 – 5 %

b.      CaO           = 2,5 – 3,5 %

c.       K2O           = 0,8 – 1,2 %

d.      SiO2 = 0,1 – 1,2 %

e.       Fe3O4 = 8,5 – 92,3 %

 

Katalis dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama, namun penurunan aktifitas katalis dapat terjadi karena adanya racun, seperti O2 yang terdapat dalam air, CO, CO2, senyawa belerang dan klorin yang merupakan racun bagi katalis promoted iron.

 

Mekanisme reaksi sintesa ammonia

Mekanisme reaksi pada sintesis ammonia terdiri dari 3 tahap reaksi homogen yang terjadi pada katalis heterogen. Mekanisme yang terjadi yaitu adsorpsi zat pereaksi pada permukaan, reaksi permukaan dan desorpsi, serta zat hasil. Mekanisme reaksi sintesis ammonia adalah reaksi homogen karena hanya melibatkan satu fase. Reaksi yang terjadi adalah:

 

N2(g) +  3H2(g) 2NH3(g)

 

Katalis yang digunakan merupakan fase padat, sedangkan pereaksinya berupa gas. Reaksi sintesis tersebut terjadi di permukaan katalis, sehingga bila permukaan katalis telah jenuh dengan gas pereaksi. Maka penambahan konsentrasi selanjutnya tidak mempunyai arti yang besar.

Macam – macam proses sintesa ammonia

A.     Proses Haber – Bosch yang termodifikasi

Industri yang menggunakan proses ini adalah Nitrogen Engineering Coorporation. Konsentrasi ammonia sirkulasi sekitar 10 – 14 % mol. Penurunan konsentrasi dilakukan dengan kondensasi pada kesetimbangan pada tempratur keluaran kondensor. Ammonia yang terkondensasi dipisahkan dari sirkulasi dan gas dinaikkan tekanannya dengan kompresor sirkulasi untuk memenuhi pressure drop pada loop.

 

B.     Proses Claude

Proses Claude merupakan proses pertama yang menggunakan tekanan operasi tinggi, yaitu 1000 atm dengan tempratur 500 – 650 oC dan katalis besi oksida sehingga menghasilkan konversi ammonia 40 %, konversi hidrogen 30 – 40 % tanpa recycle pada proses awal. Proses Claude menggunakan hidrogen murni yang berasal dari fraksinasi gas oven coke dan nitrogen dari liquefaksi udara.

 

C.     Proses Casale

Proses ini bereaksi pada tekanan antara 500 – 600 atm, sedangkan untuk meresirkulasi gas di sekitar sintesis loop menggunakan proses yang sama dengan proses Haber. Seperti pada proses Claude, tekanan tinggi akan menghasilkan pendinginan ammonia pada tempratur yang dapat dikontrol melalui air pendingin. Basis pengendalian panas katalis ini adalah dengan membuang 2 -3 % ammonia di dalam gas konverter, melalui penurunan laju pembentukkan amonia dan menghilangkan panas berlebih yang terdapat dalam katalis.

 

D.     Proses Fauser

Proses ini menggunakan hidrogen hasil elektrolisis dengan sel Fauser dan nitrogen dari unit udara cair atau unit pemurnian tail gases yang berasal dari menara absorbsi didalam ammonia oxidation plant. Campuran hidrogen dan nitrogen dikompresi hingga tekanan 200 – 300 atm dan setelah melewati pemisahan minyak (oil separator) akan menuju ke pembakar oksigen (oxygen burner).

Didalam Pembakaran Oksigen, setiap oksigen yang terkandung dalam campuran gas dicampur dengan hidrogen melalui katalis tembaga. Sehingga air yang terbentuk dikondensasi melalui pendingin dan dikeluarkan melalui unit pemisah air (water separator).

 

E.      Proses Mont Cenis

Proses ini pada awalnya dikembangkan untuk menggunakan hidrogen yang dipisahkan dari cake oven gas melalui liquefaction. Ciri Utama dari Proses Mont Cenis ini adlah tekanan operasinya kurang lebih 100 atm dan temperatur katalis mencapai 400 oC.

Campuran nitrogen dan hidrogen setelah ditekan hingga 100 atm lalu dipanaskan pada temperatur 300 oC dalam interchanger dan dilewatkan melalui unit pemurnian tersebut. Karbon monoksida dan oksigen yang terkandung dalam jumlah kecil pada gas ketika dikontakan dengankatalis nikel bereaksi dengan hidrogen dan membentuk gas metana serta air.

 

F.      Proses Kellog

Proses Kellog merupakan proses pembuatan ammonia menggunakan bahan baku gas alam dengan tekanan yang relatif rendah.

Pada langkah pertama reaksi yang dilangsungkan adalah pembentukkan hidrogen dari senyawa hidrokarbon dan steam pada primary reformer. Gas yang keluar diharapkan mempunyai tempratur 484 oC dengan tekanan 36,8 Kg/cm2 yang siap dimasukkan ke dalam tube – tube di seksi radiant. Pada primary reformer terdapat 9 buah header yang masing – masing terdiri dari 42 tube katalis. Katalis yang dipakai adalah NiO dengan reaksi:

CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  DH= 49,3 kkal/mol

CO(g) + H20(g)                 O2(g) + H2(g)       DH= -9,8 kkal/mol

 

Gas kemudian dikirim ke secondary reformer. Fungsi dari secondary reformer adalah sebagai tempat berlangsungnya reaksi reforming. Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi yang terjadi pada primary reformer, tetapi panas yang diperlukan diperoleh dari pembakaran langsung dengan udara didalam reaktor. Gas dan udara dicampur dalam mixing zone, dimana terjadi reaksi pembakaran sebagai berikut:

 

CH4 (g) + O2 (g) CO2(g) + 2H2O(g) DH=-191.73 kkal/mol

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O                      DH=-57.58 kkal/mol

Untuk memproduksi urea, diperlukan bahan baku NH3 dan CO2. Oleh karena itu, gas CO yang ada perlu diubah menjadi CO2. Fungsi shift converter adalah sebagai tempat terjadinya konversi CO menjadi CO2. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

 

CO(g) + H2O(g) O2(g) + H2(g) DH=-98 kkal/mol

 

Unit ini berfungsi sebagi tempat untuk memepersiapkan bahan baku sebelum masuk ke ammonia converter, yang berupa gas N2 dan H2 sehingga gas-gas lain yang ada harus dipisahkan dahulu. Gas CO2 yang diperlukan dalam pembuatan urea diambil dengan cara diserap menggunakan larutan penyerap,  kemudian dilepaskan kembali sehingga diperoleh gas CO2 yang siap untuk umpan reaktor sintesis urea. Gas CO dan CO2 sisa dapat menyebabkan rusaknya katalis di ammonia converter, oleh karena itu perlu diubah menjadi CH4 yang tidak meracuni katalis.

 

Urea

Urea merupakan bahan sintesa organik pertama yang dibuat dari bahan anorganik. Ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam urine. Proses pembuatan urea secara komersial yang dipakai saat ini menggunakan prinsip penemuan Bassarow, yaitu dehidrasi amonium karbamat pada suhu dan tekanan tinggi. Amonium karbamat dihasilkan dari reaksi antara amonium NH3 dan CO2

Sifat fisik dan kimia urea

Urea adalah senyawa kimia yang mempunyai rumus molekul NH2CONH2. Di dalam air, urea akan terhidrolisa menjadi ammonium karbamat (NH2COONH4) dan selanjutnya ammonium karbamat akan terdekomposisi menjadi ammonia dan karbondioksida. Urea berbentuk serbuk putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia, tidak berwarna, dan tidak berasa. Pada suhu 132.6oC dan tekanan atmosfer, urea dapat terurai menjadi biuret NH(CONH2)2 yang merupakan hasil samping yang tidak dikehendaki dalam pembuatan urea. Sebab kandungan biuret lebih dari 2% lbmol dalam pupuk akan mengganggu pertumbuhan tanaman.

Tabel sifat fisik dan kimia urea

Titik Leleh 132,7°C
Indeks Refraksi, nD20 1,484; 1,602
Spesific Gravity, d420 1,355
Bentuk Kristalin Tetragonal, prisma
Energi Bebas Pembentukkan -42,120 kal/g mol (25°C)
Panas Pembentukkan 60 kal/g
Panas Larutan, dalam air 58 kal/g
Panas Kristalisasi -110 kal/g
70% Densitas Bulk Larutan Urea 0,74 g/cm2

Sumber : Perry, 1984

 

Beberapa sifat fisika ynag lain, sebegai berikut:

a.    Densitas                       : 1247 kg/m3

b.   Berat molekul               : 48.16 m3/kmol

c.    Viskositas kinematik     : 2.42 x 10-6m2/s

d.   Kapasitas panas           : 135.2 J/mol.K

e.    Tegangan Permukaan    : 66.3 x 10-3 N/m

 

Manfaat dan kegunan urea

Lebih dari 90% penggunaan urea adalah sebagai pupuk penyubur tanah, selain itu, urea juga digunakan dalam pembuatan urea formaldehid resin untuk memproduksi melamin, untuk nutrisi pertumbuhan ternak dan sebagian kecil untuk farmasi dan industri petroleum.

 

Teori proses produksi

Urea dapat dibuat dari berbagai bahan baku dengan proses yang berbeda.

 

Reaksi utama dan faktor – faktor yng mempengaruhi

Urea diproduksi dengan mereaksikan amonia dan CO2 pada temperatur dan tekanan tinggi sesuai dengan reaksi Basarao sebagai berikut:

 

2NH3 + CO2 NH2COONH4 DH=-117 kJ/mol

NH2COONH4 NH2CONH2 +H2O    DH=15,5 kJ/mol

 

2.2.3.2  Reaksi samping

Dalam reaksi pembentukan urea terdapat reaksi-reaksi samping yang tidak diharapkan, diantaranya adalah :

a)      Reaksi hidrolisis urea

 

CO(NH2)2 +H2O                     NH2COONH4 2NH3 +CO2

 

Reaksi ini dapat terjadi karena pengaruh temperatur tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal yang lama. Sehingga hal itu harus diminiumalkan.

b)      Reaksi pembentukan biuret

 

2CO(NH2)2 NH2CONHCONH4 + NH3

 

Penyebebab terjadinya reaksi ini sama dengan reaksi hidrolisis ammonia. Namun reaksi ini dapat dicegah dengan excess NH3, sebab dengan excess NH3 keseimbangan reaksi akan bergeser kearah kiri.

c)      Reaksi pembentukan Isocyanic acid

 

CO(NH2)2 NH2NCO                    NH3 + HNCO

 

Reaksi ini terjadi pada seksi evaporasi yang disebabkan karena konsentrasi NH3 yang rendah, temperatur tinggi, dan tekanan rendah yang menyebabkan reaksi cenderung ke kanan dan merubah fase NH3 dan HNCO dari fase gas ke fase cair. Untuk pencegahannya yaitu dengan membentuk kembali NH3 dan HNCO menjadi urea dengan jalan menurunkan temperatur pada tekanan vakum sehingga reaksi berjalan ke arah kiri.

 

Metode proses produksi

Ammonium karbamat yang tidak bereaksi perlu dipisahkan. Metode pengembalian ammonium karbamat pada proses sintesa adalah sebagai berikut:

 

a. Ones – trough urea process

Karbamat yang tidak terdekmomposisi di konversi menjadi gas NH3 dan CO2 dengan menggunakan panas yng dihasilkan reaktor sintesis dengan tekanan rendah. Gas NH3 dan CO2 dipisahkan dari larutan urea dan diutilisasi untuk memproduksi garam ammonia lewat absorbsi NH3 dengan larutan nitrat atau sulfat sebagai absorben.

b. Solution recycle urea process

Gas NH3 dan CO2diambil dari campuran keluaran reaktor sintesis urea di bagian dekomposisi bartahap dengan tekanan yang divariasikan didalam air dan didaur ulang kembali ke reaktor lain untk membentuk larutan ammonia dari ammonium karbamat. Dari beberapa proses ini, terdapat dua proses lama yang masih tetap digunakan, yaitu:

  • UTI (Urea Technologies Inc.)

Ammonia, Recycle Carbamat dan 60% CO2 sebagai feed dimasukkan melalui bagian atas reaktor dengan tekanan 210 bar. Amonium carbamat terbentuk di dalam reaktor yang dilengkapi dengan coil dan keluar lewat bagian bawah dengan aliran yang berputar. Bahan yang keluar reaktor didinginkan kemudian gas dilepaskan dan masuk dekomposer. Sebelum masuk dekomposer, gas ini dicampurkan dengan 40% CO2 didalam separator dan diembunkan dalam heat recovery. Gabungan dari gas tersebut diembunkan kembali sehingga terbentuk aliran carbamat recycle. Larutan karbamat hasil evaporasi mempunyai konsentrasi 86-88% sebelum kemudian di granulasi pada proses prilling. Proses UTI hanya digunakan pada skala kecil dan medium.

  • Proses Mitsui Toatsu Coorporation (MTC) Conventional

Process of Toyo Engineering Coorporation

Pada proses total recycle seluruh ammonia dan CO2 yang tidak terkonversi dikembalikan lagi ke reaktor. Proses ini bergantung pada suplai NH3 dan CO2.

Berdasarkan prinsip recyclenya, proses total recycle dapat dibagi menjadi 5 yaitu:

a.       Hot Gas Mixture Recycle

Pada proses ini campuran karbondioksida, ammonia, dan air ditekan dalam beberapa tahap hingga mencapai 20-130 atm, kemudian dikondensasikan dan dikembalikan ke reaktor.

b.      Separated Gas Recycle

Pada proses ini karbondioksida dipisahkan dari ammonia dan ditekan secara terpisah sebelum dikembalikan ke reaktor. Keuntungan proses ini adalah konversinya tidak berkurang karena air tidak ikut di recycle dan dapat menghindari masalah korosi (Larutan Carbamat).

c.       Slurry Recycle

Proses ini jarang dilakukan karena sulit dalam merecovery energi dan mahalnya biaya untuk make up. Pada proses ini ammonia dan karbondioksida dipisahkan dari larutan urea yang keluar dari reaktor kemudian dikondensasikan agar terbentuk amonium karbamat. Kristal ini dipompakan dari reaktor dalam bentuk suspensi minyak.

d.      Carbamat Solution Recycle

Proses ini melibatkan dekomposisi carbamat pada 2 atau 3 tahap penurunan tekanan. Pada tiap tahap, gas yang dilepaskan (karbondioksida dan amonia) diabsorpsi oleh larutan hasil kondensasi tahap sebelumnya dan larutan yang dihasilkan dikembalikan ke reaktor.

 

 

e.       Stripping

Perbedaan mendasar proses ini dengan keempat proses lainnya yaitu dengan cara merecovery amonium carbamat yang tidak terkonversi dari larutan urea yang keluar reaktor. Pada proses ini larutan karbamat di stripping dari larutan urea pada tekanan yang sama dengan tekanan reaktor. Gas hasil stripping dikondensasikan dan dikembalikan ke reaktor.

c. Interval Carbamat recycle urea process

Karbamat yang tidak bereaksi dan amonia berlebih dilucuti dari aliran keluar reaktor sintesa urea melalui gas panas CO2 atau NH3 pada tekanan reaktor dan dikondensasikan kembali ke reaktor melalui aliran yang menggunakan gaya gravitasi untuk recovery. Pengeluaran reaktor dan recycle amonium carbamat pada umumnya berupa larutan dengan konsentrasi 70-75% lb mol dan diproses lebih lanjut menjadi padatan. Terdapat 2 cara untuk mengubah urea menjadi padatan, yaitu:

a)      Evaporasi

Evaporasi air dilakukan pada tekanan vakum, atau dengan tekanan rendah menggunakan udara panas sebagai pengering atau atmosferic air sweep evaporation dengan penurunan tekanan dan pemanasan steam, maka cairan akan terpisah dari uap. Tetapi hal ini akan mempercepat pembentukan biuret yang rata-rata mencapai 0,4 % lb mol. Proses evaporasi ini hanya digunakan pada proses pembuatan urea untuk fertilizer

b)      Kristalisasi

Hasil dari aliran ini lebih murni dan lebih bagus untuk keperluan industri. 75 % larutan urea diumpankan ke vacum crystalizer, beroperasi pada 72,5 mmHg absolut dan 60oC, uap air dikondensasikan dengan pendingin vakum slurry yang keluar dari dasar crystalizer mengandung 30 % kristal urea diumpankan ke centrifuge sehingga kristal urea terpisah dan dicuci dengan air lalu dikeringkan, kemudian dinaikkan ke prilling tower dan dilelehkan. Lelehan urea ini mengandung 0,3 % biuret dan 0,2 % moisture. Lelehan urea didistribusikan kebawah prilling tower dan berupa butiran seragam yang dikirim ke unit pengantongan. Sedangkan urea yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari yang diinginkan di recycle dengan cara melarutkan dalam dissolving tank untuk direcycle ke mother liquor tank.

refactory castables

Di dalam kekerabatan monolithic refectories, refactory castables terdiri dari suatu kelompok besar dimana bahan-bahanya telah di tingkatkan dan di kembangkan secara signifikan selama 30 tahun. Perkembangannya bermula dari percampuran sederhana, refactory castable  pada saat ini terdiri dari beberapa rumusan teknis yang sangat kompleks, penemuannya digunakan bervariasi terhadap banyaknya permintaan dan di terapkan dalam system industri yang berat. Pada masa kini refactory castables telah menjangkau pasar dan, sebagai contohnya, telah di sediakan brick dan pembentukan refactory, di berbagai penerapannya, pemilihan refectories di sebabkan adanya peningktan tampilan dan pengurangan pada instalasinya.

Refactory castables adalah pencampuran yang menggabungkan refactory grain, komponen matrix, dan admixture. Sebagian besar dari castables di sediakan sebagai pengikat, pemadukan dari percampuran melalui beberapa formula yang sangat sederhana dimana percampuran tersebut digunakan pada suhu yang rendah dan penggunanya noncritcal. Inti dari instalasinya, castables di campurkan dengan liquid (sejenis air) dan di getarkan, di alirkan, di pompa atau dengan menyalurkan angin ke suatu tempat untuk pembentukan refactory atau strukturtnya telah mengeras karena hydraulic atau proses kimia (1). Pada umumnya refactory castables menggunakan , calcium aluminate cement sebagai bonding agent dimana beberapa tahun terakhir ini system bonding lainnya telah di kerjakan. Umumnya semua castable di gunakan pada sejumlah refactory dan komponen matriknya memungkinkan penyediaan refactory untuk di gunakan dalam pengaturan suhu diatas 1850oC.

Adapun kelas lainnya dalam monolithic refectories di sebut refactory gunning atau percampurannya gunite mirip dengan formula atau rumusan untuk sebuah refactory castable, pada umumnya pemanfaatannya serupa dengan tipe bonding agents. Faktanya, di beberapa contoh, refactory castables dapat di dry gunned. Dalam proses dry gunning, formula percampuran pengeringan biasanya tapi tidak selalu dengan mengurangi sebelumya sedikit air untuk mengurangi dusting dan cement/bond hydration. Pengurangan percampuran ini di bebankan pada mesin gunite dan di alirkan melalui sebuah pipa dengan tekanan angina. kesimpulannya, pipa tersebut merupakan suatu alat dimana air di campur di atas udara/refactory steam dan hasilnya campyran gunned di atas vessels shell atau garis lapisan yang ada. Sementara itu, banyaknya pemeriksaan property dan hydration dan pengaturan perlengkapan bahan refactory gunning adalah mirip dengan refactory castable, tujuan percampuran refactory gunning pada bab pembahasan ini akan di pertimbangkan ke dalam kelas monolithic refactory secara jelas dan bukan di tujukan secara spesifk.

 

II. Tipe Refactory Castables

Sejak refactory castables di perluas dan di kelopmokkan pada bahan-bahan yang berbeda, hal ini dapat di klisifikasikan ke dalam beberapa cara atau dengan mengkombinasikan karakternya. Bagian utama catables iniberdasarkan pada ilmu kimia. Bagian ini di pisahkan dari refactory castables berdasarkan alumina. Jumlah alumina-silicate dari castables berdasarkan refactory oxides seperti magnet dan dolomite. Bagian ini di bangun dengan system bonding yang berbeda dan di gunakan dalam setiap kategori. Tambahan, jangkauan penerapan pada produk dasar castables lebih terbatas di bandingkan dengan alumina dan alumino silicate pada castables. Pada umumnya produk utama castables di gunakan di wilayah dimana kondisi ampas dasar yang ada seperti di berbagai jenis baja, tembaga dan proses timah vessels. Penjualan tonasi pada dasar castable juga lebih kecil, prhitungannya kurang lebih 20% dari seluruh refactory castables yang di hasilkan (2).

Alumina dan alumino silicate refactory castables lebih jauh di klasifikasikan dalam berbagai cara. Lembaga pengujian dan bahan di amerika (ASTM) mengklasifikasikan alumina dan alumino silicate refactory castables secara sederhana dan mengelompokan secara umum (3) yang berguna sebagai panduan pertama. Kenyataannya refactory castables di bedakan atau di kelompokan dengan sebuah perlengkapan kombinasi yang di sebutkan di dalam table I

Bahan-bahan isolasi

Bahan-bahan isolasi sangat mengurangi kehilangan panas yang melalui dinding. Isolasi dicapai dengan memberikan sebuah lapisan bahan yang memiliki konduktivitas panas rendah antara permukaan panas dibagian dalam tungku dan permukaan luar, jadi menjaga suhu permukaan luar tetap rendah.

Bahan-bahan isolasi dapat dikelompokkan sebagai berikut :

a)       Batu bata isolasi

b)       Castables isolasi

c)       Serat keramik

d)       Kalsium silikat

e)       Pelapis keramik

Bahan-bahan isolasi memiliki konduktivitas yang rendah terhadap pori-porinya sementara kapasitas panasnya tergantung pada bulk density dan panas jenisnya. Bahan isolasi udara terdiri dari pori-pori yang sangat kecil dan diisi oleh udara, yang memiliki konduktivitas panas sangat rendah. Panas berlebih merugikan seluruh bahan isolasi, namun pada suhu berapa hal ini terjadi sangat bervariasi. Oleh karena itu pemilihan bahan isolasi harus didasarkan pada kemampuannya menahan konduktivitas panas dan pada suhu tertinggi dimana bahan ini maíz dapat bertahan. Salah satu bahan isolasi yang paling banyak digunakan adalah diatomite, juga dikenal dengan kiesel guhr, yang terdiri dari sejumlah massa kerangka tanaman air yang sangat kecil yang terendapkan ribuan tahun didasar lautan dan danau. Komposisi kimianya adalah silika yang tercemari oleh lempung dan bahan organik. Kisaran luas dari refraktori isolasi dengan perpaduan luas yang sekarang sudah tersedia. Tabel 3 memperlihatkan sifat fisik penting dari beberapa refraktori isolasi.

Tabel 3. Sifat-sifat fisik bahan-bahan isolasi

Jenis Konduktivitas

Panas pada suhu

400oC

Suhu aman

maksimum (oC)

 

Kekuatan

remuk kondisi

dingin

(kg/cm2)

Persen

porositas

 

Bulk

density

(kg/m3)

 

Kualitas

Padatan

Diatomite

0,025

 

1000

 

270

 

52

 

1090

 

Kualitas

penyerapan

Diatomite

0,014

 

800

 

110

 

77

 

540

 

Tanah lempung 0,030

 

1500

 

260

 

68

 

560

 

Alumina Tinggi 0,028 1500-1600

 

300

 

66

 

910

 

Silika 0,040 1400 400 65 830

 

[2]

 

 

 

Heat Transfer

Transfer energi panas biasanya terjadi pada banyak proses kimia dan proses lainnya. Transfer panas seringkali terjadi dalam bentuk kombinasi diantara berbagai unit operasi, seperti pengeringan kayu atau makanan, pembakaran bahan bakar, dan evaporasi. Transfer energi terjadi karena perbedaan temperatur dan aliran panas dari temperatur yang tinggi ke yang rendah.

Dalam termodinamika, panas didefinisikan sebagai energi yang terkandung dalam batasan sistem, dan energi tersebut mengalir karena perbedaan temperatur anatara siatem dengan lingkungan. Hukum kedua termodinamika panas selalu mengalir melewati batasan sistem menuju temperatur yang lebih rendah. Akan tetapi termodinamika tidak menjelaskan bagaimana energi panas tersebut ditransfer. Ini adalah tugas dari perpindahan panas untuk menjelaskannya. Terdapat tiga macam jenis perpindahan panas, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

Perpindahan Panas Konduksi

Panas konduksi adalah transfer energi diantara molekul yang saling berdekatan di dalam zat, dan berkaitan dengan gradien temperatur.[2:2]. Dalam kasus gas, molekul “terpanas”, yang mempunyai energi dan pergerakan molekul yang besar, memberikan energi ke molekul yang terdekat hingga pada level energi terendah. Dalam konduksi, energi dapat juga ditransfer oleh elektron bebas, dan ini sangat penting untuk perpindahan panas pada padatan metal.[1:215].

…(2-1)

Persaman dasar untuk menganalisa perpindahan panas konduksi adalah Fourier’s Law, yang dapat dituliskan

 

 

Dimana fluks panas adalah Q (W/m2), k adalah nilai konduktifitas thermal (W/mK), dT/dx (K/m) yaitu gradien temperatur sepanjang jarak x. Konduktivitas adalah sifat fisik dari suatu bahan, yang umumnya merupakan suatu fungsi dari suhu dan jenis bahan itu sendiri. Karena konduktivitas termal bergantung pada struktur atom dan molekul dari bahan,maka nilainya bervariasi pada setiap bahan. Nilai konduktivitas terbesar diberikan pada logam, sedangkan yang terendah diberikan pada bahan isolator.[3:161].

Dimisalkan ada material padatan dengan luas area A, berada diantara dua plat pararel dengan jarak antar keduanya Y. Pada awal waktu (waktu t < 0), temperatur bahan adalah To. Pada waktu t = 0

…(2-2)

Untuk konduksi tiga dimensi dalam sistem koordinat cartesian, hukum Faurier dapat dituliskan

 

…(2-3)

Dimana

 

Dan nilai i, j dan k adalah berturut-turut nilai vektor dari arah koordinat x, y, dan z. [3:162].

…(2-4)

Hal yang sederhana, tetapi sangat penting di berbagai aplikasi, panas konduksi yang tidak dipengaruhi waktu disebut konduksi steady.[2:5]. Pada aplikasi plat datar dengan arah satu dimensi hukum Fourier dapat dituliskan,

 

…(2-5)

Ini dapat dilihat dari gambar 2.1, dimana ∆x=x2-x1.

 

Dimana

…(2-6)

 

 

Ini menunjukkan nilai k untuk dipakai dalam persamaan (2) adalah nilai k yang linier dengan rerata T1 dan T2.

…(2-7)

Dengan dasar proses transfer berbanding lurus dengan driving force dibagi tahanan, maka persamaan (3) dapat dituliskan,

 

dimana R=∆x / kA dan tahanan dalam K/W atau h·oF/btu.

 

 

 

 

 

 

 

Gambar2.1 konduksi panas pada dinding plat

Konduktifitas Panas

Untuk mendefinisikan konduktivitas panas diberikan pada persamaan (1), dan daftar nilai konduktifitas panas masing-masing bahan ditubjukan oleh tabel 2.1. Pada tabel 2.1 konduktifitas panas diberikan dengan maksud untuk perbandingan pada setiap material. Pada tabel dapat dilihat nilai masing-masing konduktifitas panasnya. Pada gas nilai konduktifitasnya rendah, cairan sedang, dan pada padatan metal mempunyai nilai yang besar.

Konduktifitas panas pada padatan homogen mempunyai variasi tyang mencolok. Pada padatan metal seperti tembaga dan aluminium mempunyai nilai yang sangat tinggi, berbeda dengan bahan isolasi non-metal, seperti rock wool dan corkboard yang mempunyai nilai sangat rendah.

 

Tabel 2.1 nilai konduktifitas panas pada beberapa material pada 101.325 kPa (1atm) (k dalam W/mK)

substance Temp k   substance Temp k
  (K)       (K)  
gases   Solids
Air 273 0.0242   Ice 273 2.25
H2 273 0.167   Fire claybrick 473 1
n- butane 273 0.0135   Hard rubber 273 0.151
        Cork board 303 0.043
liquids   asbestos 311 0.168
Water 273 0.569   Rock wool 266 0.029
Benzene 303 0.159   Steel 291 45.3
        Copper 273 388

Sumber: Geankoplis, Christie J.

Panas atau energi yang terkonduksikan pada padatan melalui dua mekanisme. Pertama, pada padatan metal, panas, seperti halnya listrik, dikonduksikan oleh elektron bebas yang bergerak melalui sisi-sisi geometris dari molekul-molekul logam. Kedua, hampir disemua jenis padatan, panas dikonduksikan oleh perpindahan energi karena vibrasi antara atom-atom yang saling berdekatan.

 

Perpindahan Panas Konveksi

Dalam fluida yang mengalir, energi tidak hanya ditransfer dengan konduksi tetapi juga dengan perpindahan secara makroskopik. Perpindahan panas konveksi dapat diartikan sebagai superposisi dari konduksi panas dan trnasfer energi pada fluida yang mengalir.

…(2-8)

Dalam perpindahan panas konveksi, persamaan umum yang dipakai adalah:

 

dimana q adalah rate perpindahan panas dalam W, A adalah luas area dalam in m2, Tw adalah temperatur dari permukaan padatan dalam K, Tf adalah temperatur rata-rata yang keluar dalam K, dan h adalah koefisien perpindahan panas konveksi dalam W/m2·K. Dalam satuan inggris, h dalam btu/h·ft2·of\

Dari persamaan (2-8) laju perpindahaan kalor dapat dihubungkan dengan beda tempertur menyeluruh antara dinding dan fluida, dan luas permukaan A. nilai h biasanya didapatkan dari percobaan. Koefisien perpindahaan kalor biasanya disebut film conductance karena hubungannya dengan proses konduksi pada lapisan fluida diam yang tipis pada muka dinding. Oleh karena itu, perpindahan panas konveksi bergantung pada viskositas fluida disamping ketergantungannya pada sifat-sifat termal fluida, konduktifitas termal,kalor spesifik, densitas. Hal ini karena viskositas mempengaruhi profil kecepatan yang berpengaruh pada laju perpindahan energi di daerah dinding.

Jika suatu pelat panas dibiarkan berada di udara sekitar tanpa ada udara sekitar tanpa adanya sumber gerakan dari luar, maka udara itu akan bergerak sebagai akibat terjadinya gradien densitas di ndekat pelat itu. Peristiwa ini dinamakan konveksi alamiah 9natural convection) atau konveksi bebas (free convection) untuk membedakannya dari konveksi paksa (forced convection) yang terjadi apabila udara itu dihembuskan di atas plat itu dengan kipas.

 

Perpindahan Panas Radiasi

Perpindahan panas radiasi adalah pengetahuan mengenai transfer energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Tidak seperti perpindahan konduksi, gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium untuk perambatan energinya. Oleh karena kemampuannya merambat di ruangan vakum, radiasi panas menjadi dominan pada transfer panas di ruang hampa dan di luar angkasa

…(2-9)

Karakteristik yang membedakan antara konduksi, konveksi dan radiasi adalah ketergantungan terhadap suhu masing-masing. Bila pada konduksi dan konveksi fluks energinya kurang lebih linier terhadap perubahan temperatur maka pada radiasi fluks energinya sebanding dengan pngkat empat dari temperatur (atau bahkan lebih). Karena alasan ini, perpindahan panas radiasi cenderung digunakan pada aplikasi temperatur yang tinggi, seperti pembakaran pada furnace, nozzle roket, reaksi nuklir dan lainnya.

 

Dimana σ adalah konstanta proposionalitas dan disebut konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai 5.669 × 10-8 W/m2·K4. Persamaan 2-9 disebut hukum stefan boltzmann tentang radiasi panas., dan berlaku hanya pada benda hitam.

Pengeringan

Pengeringan

1. Proses pengeringan

Pada umumnya, pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima.Pengeringan merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi, dan hasil pengeringan biasanya lalu siap untuk dikemas.

Pemisahan air atau zat cair lain dari zat padat dapat dilakukan dengan memeras zat cair itu secara mekanik hingga keluar, atau dengan pemisahan sentrifygal, atau dengan penguapan secara termal. [ Mc. Cabe ]

 

2. Kurva konversi data untuk hasil laju pengeringan .

Data yang diperoleh dari percobaan batch drying yang biasanya diperoleh dimana W sebagai berat total dari wet solid ( dry solid ditambah dengan kadar airnya ) pada waktu yang berbeda dimana t lamanya waktu dalam periode pengeringan. Data-data ini dapat dikonversi untuk data laju pengeringan. Jika W adalah berat dari wet solid dalam kg total air ditambah dry solid dan Ws adalah berat dari dry solid dalam kg,

 

 

 

untuk mendapatkan kondisi pengeringan tetap, kesetimbangan kadar air tetap X*  kg kesetimbangan kadar air /kg padatan kering telah diketahui. Kemudian kadar air bebas X dalam kg air bebas /kg padatan kering  dihitung untuk setiap nilai Xt. [ geankoplis ]

3. Humidivitas ( kelembapan )

Absolute humidity H adalah sejumlah berat uap air yang dibawa oleh 1 lb dari udara kering. Bila di asumsikan gas ideal maka

 

Dimana Mw adalah berat molekul dari air, Ma adalah berat molekul dari udara, p adalah tekanan parsial dari uap air ( atm ), dan P adalah tekanan total ( atm ). Tekanan parsial  p dari uap air dalam udara dimana temperature yang diberikan sebanding dengan tekanan uap air pada temperature yang sama, udara dalam keadaan jenuh dan absolute humidity adalah merupakan pengertian dari kelembaban jenuh Hs. Persentasi kelembapan absolute dapat diartikan sebagai perbandingan antara kelembapan total terhadap kelembapan jenuh yang dinyatakan dalam,

 

Persentasi kelembapan relative didefinisikan sebagai pembagian antara tekanan parsial dari uap air dalam udara dengan tekanan uap air pada temperature yang diketahui.

 

[ perry’s handbook, gean koplis ]

Pengetahuan Dasar Refraktori

Refaktori adalah bahan yang diperlukan sebagai bahan yang tahan suhu tinggi. Kata “ refaktori” dari segi bahasa berarti “ keras kepala”, sinonim lain dalam bahasa inggris adalah “stubborn”. Kemungkinan nama refaktori diberikan kepada bahan keramik tertentu yang tidak dipengaruhi pada suhu tinggi tertentu. Dalam bahasa indonesia refaktori diterjemahkan barang tahan api, batu/bata tahan api, namun istilah refaktori sudah dikenal dikalangan industri maupun perguruan tinggi.

 

3. Bentuk – bentuk Refaktori

Berdasarkan bentuknya maka refaktori dapat dibagi atas:

3.1 Formed Refaktori

Terdapat berbagai bentuk refaktori tergantung penggunaannya yaitu apakah di lantai, di dinding,di atap dll. Bentuk tersebut antara lain:

Straight

Arch

Wedge

Key

Plain dll

3.2 Unformed Refaktori ( Momolithic refactory )

Unformed refaktori adalah refaktori yang dipasarkan tanpa dibentuk terlebih dahulu. Ada beberapa jenis Unformed refaktori antara lain:

Plastik refaktri

Ramming mixture

Gunning mixture

Castables

3.2.1 Plastik refaktori

Plastik refaktori umumnya mengandung lempung pengikat yang tinggi sehingga dapat di bentuk dengan cara plastis. Bahan ini diproduksi siap pakai, dapat dipakai atau dibentuk dengan tangan tanpa air.

3.2.2 Ramming mixture

Produk ini diperdagangkan dalam bentuk gumpalan yang rapuh, agak basah atau kering dan dipadatkan dengan mesin vibrator. Terdapat ramming alumina tinggi dengan komposisi corunndum dan lempung plastis, kadang – kadang dicampur alumina phospat sebagai pengikat refaktori. Juga terdapat dalam campuran asam dengan kuarsa, refaktori basa berbasis magnesia dan chrom. Sebagai pengikat campuran ini maka ditambahkan waterglass, magnesium sulfat, sodium bichromat atau tar, khususnya untuk ramming mixture dolomit.

3.2.3 Gunning mixture

Gunning mixture terdiri atas butiran halus yang dalam pemakaiannya di semprotkan ke permukaan yang di inginkan dengan tekanan udara melalui hose. Pada ujung nozzle biasanya ditambahkan air atau cairan untuk pengikat. Dengan cara ini kehilangan bahan harusdiperhitungkan. Tungku baru biasanya dibiasanya dilapisi dengan gunning mixture, biasanya pipa boiler dilapisi dengan SiC dengan cara semprot.

3.2.4 Castable refaktori

Castable asalah agregat dengan penambahan binder hidrolik seperti semen portland atau semen alumina. Agregat ini dibuat jadi “ Castable” dengan menambahkan kemudian dituang. Bahan akan disetting pada suhu kamar. Komposisi yang sering dipakai adalah alumina tinggi, mulilite dan fireclay. Senyawa basa atau asam dengan sodium silikat atau magnesium sulfat dapat juga dibuat castable dengan menambahkan air.

 

3.3 Refaktori Mortar

Refaktori mortar termasuk Unformed refaktori, namun diberi klasifikasi lain karena umumnya refaktori mortar dipakai terutama untuk menyambung “shape refaktori” dan bukan dipakai untuk membuat suatu bentuk tertentu.

Ada beberapa syarat untuk refaktori mortar antara lain:

  1. Bila dicampur air harus dapat membentuk konsistensi yang diperlukan, dapat mengisi spasi antar bata.
  2. Mempunyai refaktoriness dan refaktoriness under load yang memadai.
  3. Mortar harus “setting” dan menempel ke bata, dan mempunyaikuat mekanis tinggi setelah kering dan pada suhu tinggi.
  4. Thermal expansion, suisut kering dan susut bakar harus sama dengan bata yang disemen.
  5. Refaktori mortar dapat terdiri dari kalsium aluminat. “low cement”, Ultra-low cement, bahkan zero cement. Dalam hal ini pengikat yang dipakai adalah silika koloid, pospat kering, dan silika kering.

 

4. Pengertian Refaktori Berdasarkan Berat Jenis

Berdasarkan berat jenis refaktori dapat dibagi atas:

4.1 Refaktori berat (heavy weight refactory)

Disebut heavy weight bila bulk densitynya> 1,3 g/cm³. Umumnya dipakai untuk refaktori yanglangsung terkena panas/suhu tinggi.

4.2 Refaktori ringan ( light weight refactory )

Disebut light weight bila densitynya≤1,3 g/cm³. Bila refaktori digunakan pada suhu < 1000ºC maka refaktori tersebut refaktori isolasi. Dan bila digunakan pada suhu> 1000ºC, refaktori disebut light weight refactory.

 

5. Pengertian Refaktori Berdasarkan Cara Pembuatan

Berdasarkan cara pembuatan maka refaktori dibagi atas:

5.1 Burned refaktori

Termasuk kedalam burned refaktori adalah refaktori silika, fire clay, alumina tinggi dll.

5.2 Unburned refaktori

Termasuk kedalam unburned refaktori adalah refaktori magnesit dan refaktori karbon.

 

6. Fungsi Refaktori

Bahan refaktori memenuhi beberapa fungsi di seluruh cabang industri sebagai berikut:

  1. Mengisolasi ruangan reaksi panas dengan sekelilingnya untuk mencegah kehilangan panas seminimum mungkin.
  2. Menyimpan panas di regenerator untuk kemuadian dilepaskan
  3. Untuk transfer panas pada rekuperator.
  4. Memisahkan ruang api dengan ruang reaksi.
  5. Melindungi bagian lain yang lebih mahal seperti steel dll.

Suhu proses pada industri tertentu berkisar antara 1000-1800ºC

6.1 Fungsi utama refaktori

Berdasarkan fungsi utama refaktori dapat dibagi atas:

6.1.1 Refaktori kerja

Refaktori ini disebut juga “heavy refactory” atau”working refactory”. Fungsi utamanya adalah menahan suhu tinggi tanpa lebur.

6.1.2 Refaktori Isolasi

Fungsi utamanya adalah untuk mencegah panas keluar dari sistem.

6.2 Pemakaian refaktori

Refaktori dipakai pada industri yang beroperasi pada suhu tinggi antara lain:

  1. Industri semen
  2. Industri baja
  3. Industri non-besi
  4. Industri kapur
  5. Industri kertas
  6. Industri kimia
  7. Industri gelas
  8. Industri minyak
  9. Incinerator

Classification of Sounds

1. Vowel

According to Jones (1987:12) vowel is when the tongue takes up a vowel position, a resonance chamber is formed which modified the quality of produce by the voice, and give rise to a distinct quality or timber. Whereas, Dale, P and Lillian Poem (2005:4) state vowel is speech sound produced with vibrating vocal cord and a continuous unrestricted flow of air coming from the mouth. He also states some phonetic symbols for pure vowel, those are:

 

No Phoneme Words
Initial Cluster Final stop
1 / I : / Eat elite Sea
/ i:t / ei’li:t / / si: /
2 / I / Equip Sit Empty
/ Ikwip / / sIt / / emptI
3 / e / Else Pen -
/ els / / pen /  
4 / æ / Axe Pan -
/ æks / / pæn /  
5 / 3 : / Err Turn Occur
/ 3: ( r ) / / t3:n / ә’k3:( r ) /
6 / ә / Ago Annual Another
/ ә’gәư / / ænjuәl / / ә’nΛðә( r ) /
7 / a : / Answer Heart Bar
/ a:nsә( r ) / / ha:t / / ba:(r) /
8 / Λ / Up Hut -
/ Λp / / HΛt /  
9 / u : / Ooze Pool Outdo
/ u:z / / Pu:l / / aưt’du: /
10 / u / - Full To
  / Ful / / tu /
11 / כ: / Aural Port Thaw
/ כ:rәl / pכ:t / / ѳכ: /
12 / D / Often God -
/ Dft / / GDd /  

2. Consonant

According to Suparman (2002:24) consonants is a sound, voiced and voiceless, in which the air stream is obstructed through a narrowing or complete closure of the mouth passage in the other words. The sound of a consonant depends on whether or not the vocal cords vibrate, where and how it is formed. The articulation of vowel is not accompanied by any closure or narrowing in the speech tract which would prevent the escape of the air stream through the mouth or give rise to audible friction; all other sounds (necessitating a closure or a narrowing which involves friction) are consonants (Gimson, 1980:32).

Consonant may be classified into voice consonant and voiceless consonant. A voiced consonant is a sound produced when the vocal cords are vibrating. While, voiceless consonants is a sound made with no vibration of the vocal cord (Dale and Lillian Poem, 2005:116).

2.1 Consonant Distribution

No Phoneme Words
Initial Cluster Final stop
1 / t∫ / Chin Kitchen Teach
/ c∫in / / kit∫әn / / ti:t∫ /
2 / ѳ / Threat Something Sloth
/ ѳret / / sΛmѳiη / / slәưѳ /
3 / ∫ / She Fruition Smash
/ ∫i: / / frui∫n / / smæ∫ /
4 / ð / Than either cloth
/ ðәn / / aiðә( r ) / / klәưð /
5 / d3 / Jumb Ingenious Siege
/ d3Λmp / / ind3i:niәs / / si:d3 /
6 / 3 / - Pleasure Garage
  / ple3ә(r) / / gæra:3 /
7 / η / - Hanger Song
  / hæηә( r ) / / SDη /
8 / b / Bus Label Stab
/ bΛs / / leibl / / stæb /
9 / P / Prove Replace Harp
/ pru:v / / ri’pleis / / ha:p /
10 / t / Tore Flatter Get
/ tכ:r / / flætә(r) / / get /
11 / d / Drain Accident Speed
/ drein / / æksidәnt / / spi:d /
12 / k / Cold Liquor Speck
/ kәưld / likә(r) / / spek /
13 / g / Goat Nugget Fag
/ gәưt / / nΛgit / / fæg /
14 / f / Feed Perfect Staff
/ fi:d / / p3:fikt / / sta:f /
15 / v / Vest favour Live
/ vest / / feivә( r )/ / li:v /
16 / s / Stress Trust Frivolous
/ stress / / trΛst / / frivәlәs /
17 / z / Zest Transit ease
/ zest / / trænzit / / I:z /
18 / m / Mine Zombie Harm
/ main / / zDmbi / / ha:m /
19 / n / Nettle Dandelion Dawn
/ netl / / dændilaiәn / / d כ:n /
20 / h / Happy Inhale -
/ hæpi / / in’heil /  
21 / L / Limit Violate spell
/ limit / / vaiәlәnt / / spel /
22 / r / Ride Fry door
/ raid / / Fray / / dכ:r /
23 / w / Whale Unwind -
/ weil / / Λnwaind /  
24 / j / Year Skewer -
/ jlәr / / skju:ә( r ) /  

 

2.2. The Consonant Articulation

  Bilabial Labio dental Dental Alveolar Palato Alveolar Palatal Velar Glottal
Plosive P , b     t , d     k , g  
Affricative         t∫ , d3      
Nassal m     N     η  
Lateral       L     ( L )  
Rolled       ( r )        
Flapped       ( r )        
Fricative   F , v ѳ , ð s , z , r ∫ , 3     h
Semi vowel w         j ( w )  

 

3. Diphthongs

According to Dale and Lillian Poem (2005:4) diphthong is a combination of two vowel sounds. It begins as one vowel and ends as another. Jones (1987: 22) says diphthong is when the sound is made by gliding from one vowel position to another. Diphthongs are represented phonetically by sequences of two letters, the first showing the starting point and the second indicating the direction of movement.

3.1. Centering Diphtong

No Phoneme Words
Initial Cluster Final stop
1 / ai / Ice File Applay
/ ais / / fail / / ә’plai /
2 / ei / Eight Praise Day
/ eit / / Preiz / / dei /
3 / כi / Oil Point Ploy
/ כil / / pכint / / plכi /
4 / au / Out Powder Prow
/ aut / / paudә( r ) / / prau /
5 / әu / Open Pose Burrow
/ әupәn / / pәuz / / bΛrәu /

 

 

3.2. Closing Diphthong

 

No Phoneme Words
Initial Cluster Final stop
1 / iә / Era - Premier
/ iәrә /   / Premiә( r ) /
2 / uә / - Poorly Hour
  / puәli / / әuә( r ) /
3 / eә / - Daring Premiere
  / deәriη / / premieә( r ) /
4 / כә / - - -
     

Still waiting sum 41

So am I still waiting
For this world to stop hating
Can’t find a good reason
Can’t find hope to believe in

Drop dead
A bullet to my head
Your words are like a gun in hand
Can’t change the state of the nation
We just need some motivation

These eyes
Have seen no conviction
Just lies and more contradiction
So tell me what would you say
I’d say it’s time
too late

[Chorus:]
So am I still waiting
For this world to stop hating
Can’t find a good reason
Can’t find hope to believe in

Ignorance
And understanding
We’re the first ones to jump in line
Outta step for what we believe in
But who’s left to stop the bleeding

How far
Will we take this
It’s not hard to see through the fakeness
So tell me what would you say
I’d say it’s time
too late

[Chorus]

This can’t last forever
Time won’t make things better
I feel so alone
Can’t help ourselves
And no one knows
That this is its worthless so tell me

What have we done
We’re in a war that can’t be won
This can’t be real
I don’t know what to feel

[Chorus:]
So am I still waiting
For this world to stop hating
Can’t find a good reason
Can’t find hope to believe in

So am I still waiting
For this world to stop hating
Can’t find a good reason
For this world to BELIEVE

 

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.