deskripsi proses

Document Sample
deskripsi proses Powered By Docstoc
					                         BAB II. DESKRIPSI PROSES



A. Pemilihan Proses


Selulosa asetat merupakan hasil reaksi dari selulosa dan asetat anhidrid, yang

merupakan produk senyawa dari gugus hidroksil dan asam yang berupa ester.

Menurut Faith-Keyes (Industrial Chemical) dan George T. Austin ( Sherve’s

chemical proses industries), pembuatan selulosa asetat hanya dapat dilakukan

dengan satu proses yaitu esterifikasi antara selulosa dan asetat anhidrid dimana

proses menurut Faith-Keyes dan George T. Austin ini dipilih dengan alasan

sebagai berikut:

1. Yield yang dihasilkan 85 % dan menghasilkan produk dengan kemurnian

     96,8 %.

2. Flowsheet aliran proses lebih mudah dan sederhana.


Proses esterifikasi ini dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu sebagai berikut:

1.   Solution process (proses larutan)

     Merupakan proses yang paling umum dan biasa digunakan. Pada proses

     esterifikasi digunakan asetat anhidrid sebagai solvent dan berlangsung

     dengan kehadiran asam asetat glasial sebagai diluent serta asam sulfat

     sebagai katalis.

2.   Solvent process (proses dengan pelarut)
       Methylene cloride menggantikan semua atau sebagian asam asetat dan

       aksinya sebagai solvent bagi selulosa asetat yang terbentuk.

3.     Heterogeneous process (proses heterogen)

       Cairan organik inert, seperti benzene ligroin digunakan sebagai non-solvent

       untuk menjaga selulosa teresterifikasi yang telah terbentuk dalam larutan.



Pada skala industri, proses yang paling banyak dipakai adalah proses yang

pertama (Solution process) dimana asam asetat (CH COOH) dipakai sebagai
                                                           3


diluent dan asam sulfat sebagai katalis.



B. Uraian Proses


Selulosa asetat adalah senyawa ester organik turunan selulosa yang dibuat dengan

cara mereaksikan selulosa dengan asam asetat anhidrid dan katalis asam sulfat.

Penambahan katalis asam sulfat pada proses esterifikasi ini akan mempercepat

jalannya reaksi. Antara asam sulfat dan asam asetat anhidrid mula–mula akan

membentuk acetyl sulfuric acid sebagai produk intermediat, selanjutnya acetyl

sulfuric acid akan bereaksi dengan selulosa membentuk selulosa asetat.



Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

( CH3CO )2O       +    H2SO4                   CH3COSO4H           + CH3COOH        (1)

                                            acetyl sulfuric acid

Rcell – ( OH )n + CH3CO.SO4H                 Rcell ( CH3COO )n + n H2SO4            (2)

     selulosa                                  selulosa asetat
Kombinasi asam sulfat dalam hasil reaksi selulosa asetat dapat diturunkan dengan

cara hidrolisis asam. Dengan penambahan magnesium asetat sehingga terbentuk

endapan magnesium sulfat yang dapat dipisahkan dengan cara penyaringan.

Dalam proses hidrolisis ini juga terjadi peruraian asam asetat anhidrid.


Proses pembuatan selulosa asetat dari bagasse dibagi menjadi 5 tahap yaitu

sebagai berikut:


1. Tahap penyiapan bahan baku


Tahap penyiapan bahan baku dimaksudkan untuk membuat pulp bagasse dan

mengaktivasi pulp sebelum mengalami proses esterifikasi di dalam reaktor. Pada

tahap ini dilakukan perlakuan sebagai berikut:


a. Mencuci bagasse kemudian mengeringkan dan menghilangkan empulurnya

   dengan cara menumbuk ampas tebu sampai tinggal serat-seratnya (depithing).

b. Memasak bagasse dengan menggunakan pelarut asam asetat 80 % v/v dan air

   dengan rasio larutan pemasak:ampas tebu adalah 8:1. Proses pemasakan

   dilakukan pada temperatur 160 oC selama 2 jam. Proses ini bertujuan untuk

   memisahkan selulosa dari lignin (delignifikasi) melalui proses hidrolisis.

c. Menyaring kemudian mencuci pulp hasil pemasakan dengan menggunakan

   air. Proses ini bertujuan membebaskan pulp dari larutan pemasak.

d. Pulp yang telah jenuh dimasukkan ke dalam disintegrator dengan

   menggunakan air sebagai media pemisahan serat. Disintegrasi dilakukan

   hingga pulp terurai menjadi serat-serat mandiri. Disintegrasi adalah proses

   yang bertujuan untuk memisahkan serat. Proses ini dilakukan selama 3-5
   menit kemudian pulp disaring dan dipisahkan dari air yang masih tersisa

   dengan menggunakan centrifuge.

e. Memasak pulp dengan asam perasetat 15 % pada temperatur 85 oC selama 3

   jam lalu dilakukan pencucian dan pemisahan menggunakan centrifuge.

f. Mengeringkan pulp menggunakan dryer kemudian pulp digiling dan disaring

   dengan menggunakan Hidrolic screener. Hidrolic screener bekerja menyaring

   pulp yang telah menjadi serat-serat yang mandiri pada kisaran 80 mesh.

g. Membuat suspensi pulp dengan asam asetat 99 % dengan menggunakan

   Mixer. Proses ini merupakan tahap aktivasi (swelling). Kondisi operasi Mixer

   pada temperatur 40 oC, tekanan 1 atm dan pencampuran dilakukan selama 2

   jam untuk selanjutnya dipompakan ke reaktor.



2. Tahap reaksi dalam reaktor


Tujuan dari tahap ini adalah sebagai berikut:


a. Mereaksikan selulosa dengan asam asetat anhidrid yang akan membentuk

   selulosa asetat. Reaksi dilakukan dalam reaktor tangki berpengaduk (batch)

   yang beroperasi pada suhu 40 oC dan tekanan 1 atm.

b. Mempertahankan kondisi operasi reaktor.



Campuran dari mixer, asam asetat anhidrid dan asam sulfat dari tangki

penyimpanan dimasukkan ke dalam reaktor. Reaksi pembuatan selulosa asetat

merupakan reaksi esterifikasi yang berlangsung secara eksotermis, sehingga reaksi

akan menghasilkan panas. Untuk mempertahankan kondisi operasi dalam reaktor
pada suhu 40 oC dan tekanan 1 atm, maka diperlukan pendingin. Alat pendingin

yang digunakan adalah jacket dan sebagai pendingin digunakan air.




3. Tahap hidrolisis


Tujuan dari tahap ini adalah sebagai berikut:


a. Menghentikan reaksi esterifikasi dengan cara menghidrolisis asam asetat

   anhidrid membentuk asam asetat glasial.

b. Menetralkan asam sulfat dalam campuran dengan menambahkan magnesium

   asetat untuk membentuk magnesium sulfat.



Campuran hasil reaksi dari reaktor I diumpankan ke reaktor II, kemudian

ditambahkan larutan magnesium asetat. Kandungan air pada proses hidrolisis ini

dijaga antara 5-10 %. Proses hidrolisis berlangsung pada kondisi suhu antara 40-

80 oC dan tekanan 1 atm. Suhu hidrolisis yang digunakan adalah 70 oC.




4. Tahap pemurnian


Tujuan dari tahap ini adalah sebagai berikut:


a. Memisahkan endapan magnesium sulfat dari larutan hasil reaksi menggunakan

   Filter press.

b. Mengendapkan selulosa asetat hasil reaksi dengan cara menambahkan air ke

   dalam tangki pengendapan.

c. Memisahkan kristal selulosa asetat dari cairan menggunakan Centrifuge.
d. Mencuci kristal selulosa asetat hasil pencucian menggunakan Centrifuge

   kemudian kristal dikeringkan.

e. Memisahkan kristal selulosa asetat hasil pencucian menggunakan Centrifuge

   kemudian kristal di keringkan.




Campuran hasil hidrolisis dimasukkan ke dalam tangki penampungan kemudian

dilakukan penyaringan menggunakan Filter press untuk memisahkan padatan

magnesium sulfat dan sisa pulp yang tidak bereaksi dengan larutannya. Padatan

hasil penyaringan akan ditransportasikan ke unit pengolahan limbah sedangkan

larutannya dialirkan ke tangki pengendapan untuk proses pengendapan selulosa

asetat. Pengendapan dilakukan dengan cara menambahkan air ke dalam sebuah

tangki pengendapan. Setelah proses pengendapan, kemudian kristal hasil

pengendapan dipisahkan dengan cairannya dengan menggunakan Centrifuge

filter. Kristal dimasukkan ke tangki pencucian sedangkan cairannya diumpankan

ke menara ektraksi. Setelah proses pencucian kemudian kristal dimasukkan ke

Centrifuge filter untuk memisahkan kristal dengan cairannya. Kristal selulosa

asetat kemudian masuk ke proses pengeringan selulosa asetat. Kristal hasil

pengeringan ditampung dalam silo dan kemudian dilakukan pengepakan.




5. Tahap recovery asam asetat


Tahap recovery asam asetat ini dimaksudkan untuk memisahkan asam asetat

dengan kadar 99 % dan dapat di gunakan kembali sebagai solvent selulosa.
Larutan hasil pengendapan dialirkan ke menara ekstraksi untuk proses pemisahan

asam asetat-air. Pemisahan di lakukan dengan cara menambahkan solvent

isopropil eter sehingga asam asetat akan larut dalam isopropil eter dan terpisah

dari air. Kemudian campuran asam asetat dengan isopropil eter di pisahkan

menggunakan menara distilasi. Asam asetat akan terpisah sebagai hasil bawah

dengan kemurnian 99 %. Menara distilasi ini dilengkapi dengan kondensor,

akumulator dan reboiler. Hasil puncak adalah isopropil eter yang diembunkan

dalam kondensor lalu di tampung dalam akumulator. Hasil bawah yang berupa

asam asetat sebagian di recycle ke Mixer untuk proses pretreatment.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags:
Stats:
views:197
posted:10/14/2011
language:Indonesian
pages:7