Rahmawati, Nurul and Larasati, Rona B. (2019) Produksi Garam Farmasi dari Air Laut dengan Metode Zero Discharge Desalination di Kabupaten Pamekasan. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02211746000036_&_02211746000038_Undergraduate-Thesis.pdf Download (5MB) | Preview |
Abstract
Indonesia memiliki potensi sumber daya alam perairan yang sangat besar. Salah satu contoh kekayaan alam yang belum dapat dimanfaatkan secara maksimal adalah pengolahan garam. Berdasarkan Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia nomor 88/M-IND/PER/10/2014 garam dibedakan menjadi 2 berdasarkan fungsinya yaitu garam konsumsi dan garam industri. Garam industri sendiri masih dibagi lagi menjadi 6 kategori berdasarkan fungsinya. Salah satunya adalah garam farmasi yang memiliki kadar NaCl min. 99,8%. Garam farmasi digunakan sebagai bahan baku obat dan kosmetika. (Permenperin, 2014) Kebutuhan garam farmasi di Indonesia tiap tahunnya meningkat sebanyak 5% berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik dan seluruhnya masih dipenuhi dengan impor dikarenakan belum adanya industri lokal yang dapat memproduksi garam farmasi dengan spesifikasi yang tepat. Berdasarkan kondisi tersebut, perlu dilaksanakan pendirian pabrik garam farmasi agar di masa yang akan datang Indonesia tidak perlu lagi mengimpor garam dan dapat melakukan swasembada garam. Bahan baku yang digunakan pada industri farmasi ini adalah air laut dimana ketersediaannya tidak akan terlalu terpengaruh oleh cuaca maupun iklim di Indonesia dan jumlahnya yang sangat melimpah mengingat Indonesia merupakan negara maritim yang dua per tiga wilayah Indonesia adalah lautan. Lokasi yang dipilih untuk pendirian Pabrik Garam Farmasi direncanakan akan dibangun di kabupaten Pamekasan, Madura khususnya di Kecamatan Batu Marmar. Luas wilayah perairan Kabupaten Pamekasan ± 9.319,65 km² sehingga dapat menjamin kontinuitas produksi pada pabrik dalam jangka panjang. Pabrik yang akan didirikan direncanakan akan memproduksi garam farmasi sebesar 40.000 ton/tahun pada tahun 2024 dengan waktu operasi 24 jam sehari selama 330 hari per tahun. Proses yang dipilih dalam pembuatan sodium chloride adalah proses Zero Discharge Desalination (ZDD), karena konsentrasi produk yang dihasilkan sangat tinggi, yaitu mencapai 99,98 %. Selain itu keunggulan dari metode ZDD adalah semua waste hasil produksi memiliki nilai jual, misalnya air desalinasi dan Mg(OH)2. Metode elektrodialisis ini terbagi menjadi 4 unit proses yaitu Tahap Pre-Treatment Bahan Baku, Tahap Purifikasi, Tahap Pengeringan dan Tahap Pengendalian Produk. Tahap pre-treatment bahan baku bertujuan untuk menghilangkan impurities dan total suspended solid yang terkandung didalam air laut agar tidak mengganggu proses selanjutnya, terutama pada proses reverse osmosis (RO). Air laut dipompa menuju tangki penampung untuk selanjutnya menuju proses filtrasi menggunakan sandfilter, pada tahap ini sebanyak 89.1% impurities akan terpisahkan. Filtrat dialirkan menuju tangki penampung sedangkan padatan yang terpisahkan dibuang pada waste solid treatment. Untuk menghilangkan impurities yang tersisa, filtrat kembali di filtrasi menggunakan cartridge filter. Pada tahap ini 100% impurities dapat dipisahkan beserta 90% total suspended solid berupa MgSO4 dan CaSO4. Filtrat dialirkan menuju tangki penampung untuk selanjutnya menuju tahap pemurnian bahan baku sedangkan padatan yang terpisahkan dibuang pada waste solid treatment. Tahapan selanjutnya adalah pemurnian bahan baku. Air laut yang telah dihilangkan impurities nya mengalami pembagian aliran, yaitu aliran menuju reverse osmosis (RO) untuk memisahkan air laut dengan ion-ion garam dan aliran menuju Pressure Exchanger untuk merecovery energy yang dibawa konsentrat agar dapat mengurangi kebutuhan energi. Sebelum masuk kedalam proses RO, tekanan air laut dinaikkan dengan menggunakan HP Pump agar tekanan nya lebih tinggi dari tekanan osmotic sehingga pemisahan menggunakan membrane RO dapat berlangsung. Produk keluaran dari proses RO adalah air desalinasi dan konsentrat garam yang akan menuju proses selanjutnya. Setelah mengalami pemisahan pada membrane reverse osmosis, konsentrat dialirkan menuju electrodialyzer untuk memisahkan garam-garam berdasarkan bilangan osidasinya. Garam dengan kation elektron valensi +1 (NaCl) mengalir ke konsentrat sebanyak 95% sedangkan garam dengan kation elektron valensi +2 (MgSO4, CaSO4, MgCl2) mengalir ke konsentrat sebanyak 5%. Larutan konsentrat yang keluar dari proses electrodialyzer kemudian direaksikan dengan beberapa zat untuk menghilangkan MgSO4, CaSO4, MgCl2 agar tercapai konsentrasi NaCl sesuai dengan persyaratan garam farmasi. Sedangkan aliran diluat direaksikan dengan NaOH untuk mendapatkan produk samping berupa Mg(OH)2 yang masih memiliki nilai jual. Proses pemisahan padatan yang terbentuk dari hasil reaksi berupa CaCO3(S) Mg(OH)2(S) dan BaSO4(S) menggunakan clarifier. Endapan terpisahkan secara sempurna sehingga larutan garam dapat menuju tahapan proses selanjutnya yaitu pengeringan.
Tahap proses pengeringan dimulai dengan mengkristalkan larutan garam dengan mengunakan evaporative crystallizer. Produk yang keluar dari evaporative crystallizer berupa slurry dengan perbandingan kristal : mother liquor sebesar 50% : 50%. Slurry tersebut kemudian mengalami tahap proses pengeringan dipisahkan dengan menggunakan centrifuge agar terpisah antara kristal dengan mother liquor. Mother liquor yang terpisahkan kemudian di recycle kembali pada proses kristalisasi sedangkan kristalnya di bawa menggunakan screw conveyor menuju rotary dryer untuk mengalami proses pengeringan sampai kadar air sekitar 3%. Setelah itu kristal garam didinginkan menggunakan rotary cooler hingga mencapai suhu ruang dengan menggunakan rotary cooler.
Tahapan proses selanjutnya adalah pengendalian produk. Kristal yang telah didinginkan kemudian diperkecil ukuran nya menggunakan roll crusher agar ukuran nya sesuai dengan standar ukuran kristal garam. Setelah dari crusher, kristal garam dilewatkan vibrating screen berukuran 100 mesh untuk menyeragamkan ukuran nya. Kristal yang tidak lolos screener di kembalikan ke crusher sedangkan yang telah lolos dibawa menuju tangki penampungan produk akhir berupa garam farmasi dengan kemurnian sebesar 99.8%. Berdasarkan perhitungan neraca massa, untuk memenuhi kpasitas produksi sebanyak 40.000 ton/tahun dibutuhkan bahan baku air laut sebesar 88925.92 kg/jam. Proses produksi juga didukung oleh utilitas proses, antara lain kebutuhan air yang digunakan untuk sanitasi, air proses, air pendingin, serta listrik sebagai sumber tenaga penggerak peralatan proses dan penerangan.
Pabrik garam farmasi ini merupakan perusahaan berbadan hukum Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi garis dan staff. Modal investasi yang digunakan untuk dapat mendirikan pabrik ini adalah sebesar Rp. 1,176,608,822,419.54 ; total biaya produksi sebesar Rp. 583,601,625,021.8 dengan estimasi penjualan per tahun Rp.944,253,510,948.00 . Berdasarkan estimasi umur pabrik 10 tahun dengan pengembalian pinjaman selama 10 tahun dapat diketahui internal rate of return (IRR) sebesar 21%, pay ot time (POT) selama 5.06 tahun dan break even point (BEP) sebesar 32.05%.
===============================================================================================================================
Indonesia has huge natural water resource potential. One example of natural wealth that has not been utilized optimally is salt processing. Based on the Regulation of the Minister of Industry of the Republic of Indonesia number 88 / M-IND / PER / 10/2014 salt can be divided into 2 based on its function, namely consumption salt and industrial salt. Industrial salt itself is further divided into 6 categories based on function. One of them is pharmaceutical salt which has min NaCl levels. 99.8%. Pharmaceutical salt is used as a raw material for medicine and cosmetics. (Permenperin, 2014) The need for pharmaceutical salt in Indonesia increases 5% annually based on data from the Central Statistics Agency and all of them are still filled with imports due to the absence of local industries that can produce pharmaceutical salts with the right specifications. Under these conditions, the establishment of a pharmaceutical salt factory should be carried out so that in the future Indonesia will no longer need to import salt and be able to carry out salt self-sufficiency. The raw material used in the pharmaceutical industry is sea water where its availability will not be too affected by the weather or climate in Indonesia and the amount is very abundant considering that Indonesia is a maritime country where two-thirds of Indonesia's territory is the ocean. The location chosen for the establishment of the Pharmaceutical Salt Factory is planned to be built in Pamekasan district, Madura, especially in Batu Marmar District. Pamekasan Regency waters area is ± 9,319.65 km² so that it can guarantee the continuity of production at the factory in the long run. The factory to be established is planned to produce pharmaceutical salt of 40,000 tons / year in 2024 with operating hours 24 hours a day for 330 days per year. The process chosen in making sodium chloride is the Zero Discharge Desalination (ZDD) process, because the concentration of the product produced is very high, reaching 99.98%. In addition, the advantage of the ZDD method is that all waste from production has a sale value, for example desalination water and Mg (OH) 2. The electrodialysis method is divided into 4 process units, namely the Raw Material Pre-Treatment Stage, Purification Stage, Drying Stage and Product Control Stage. The pre-treatment stage aims to eliminate impurities and total suspended solid contained in seawater so as not to interfere with the next process, especially in the reverse osmosis (RO) process. Sea water is pumped to the storage tank and then to the filtration process using sandfilter, at this stage as much as 89.1% impurities will be separated. The filtrate is flowed into the storage tank while the solids are separated are disposed of in the solid waste treatment. To remove the remaining impurities, the filtrate is returned to filtration using a cartridge filter. At this stage 100% of impurities can be separated along with 90% of total suspended solid in the form of MgSO4 and CaSO4. The filtrate is flowed to the storage tank and then to the raw material purification stage while the separated solids are disposed of in the waste solid treatment. The next stage is refining raw materials. Seawater that has removed its impurities experiences flow sharing, that is, the flow to reverse osmosis (RO) to separate sea water with salt ions and the flow to the Pressure Exchanger to recover the energy carried by the concentrate in order to reduce energy requirements. Before entering into the RO process, the pressure of sea water is raised using the HP Pump so that the pressure is higher than the osmotic pressure so that separation using the RO membrane can take place. The output product from the RO process is desalination water and salt concentrate which will go to the next process. After undergoing separation in the reverse osmosis membrane, the concentrate is channeled to the electrodialyzer to separate the salts based on the number of the oxidation. Salt with a valence electron cation +1 (NaCl) flows to a concentrate of 95% while salt with a valence electron cation +2 (MgSO4, CaSO4, MgCl2) flows to a concentrate of 5%. Concentrate solution that comes out of the electrodialyzer process is then reacted with several substances to remove MgSO4, CaSO4, MgCl2 in order to achieve NaCl concentration in accordance with pharmaceutical salt requirements. Whereas the flow is reacted with NaOH to get a by-product in the form of Mg (OH) 2 which still has a sale value. The process of separating solids formed from the reaction results in the form of CaCO3 (S) Mg (OH) 2 (S) and BaSO4 (S) using clarifier. The sediment is completely separated so that the saline solution can move to the next process step, which is drying. The drying process stage begins by crystallizing the saline solution by using an evaporative crystallizer. The product that comes out of the evaporative crystallizer is a slurry with a ratio of 50%: 50% crystal: mother liquor. The slurry then undergoes a drying process stage separated by using a centrifuge to separate the crystals from the mother liquor. The separated mother liquor is then recycled back into the crystallization process while the crystals are transported using a screw conveyor to a rotary dryer to undergo a drying process of up to about 3% water content. After that the salt crystal is cooled using a rotary cooler to reach room temperature by using a rotary cooler. The next stage of the process is product control. The cooled crystal is then reduced in size using a roll crusher so that the size matches the salt crystal standard size. After the crusher, the salt crystal is passed through a vibrating screen measuring 100 mesh to uniformize its size. Crystals that did not pass the screener were returned to the crusher while those who had escaped were taken to the final product storage tank in the form of pharmaceutical salt with a purity of 99.8%. Based on the calculation of the mass balance, to meet the production capacity of 40,000 tons / year required sea water raw material is 88925.92 kg / hour. The production process is also supported by process utilities, including the need for water used for sanitation, process water, cooling water, and electricity as a source of power for process and lighting equipment. This pharmaceutical salt factory is a Limited Liability Company (PT) with a line and staff organization system. The investment capital used to establish this factory is Rp. 1,176,608,822,419.54; total production cost of Rp. 583,601,625,021.8 with an estimated annual sales of Rp 944,253,510,948.00. Based on the estimated 10-year factory life with a loan repayment for 10 years, it can be seen that the internal rate of return (IRR) is 21%, pay-time time (POT) for 5.06 years and break even point (BEP) is 32.05%.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Additional Information: | RSK 661.4 Rah p-1 2019 |
| Uncontrolled Keywords: | Garam Farmasi, Zero Discharge Desalination (ZDD) |
| Subjects: | T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation. Emulsions. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Rahmawati Nurul |
| Date Deposited: | 24 Mar 2023 07:04 |
| Last Modified: | 24 Mar 2023 08:04 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/73634 |
Actions (login required)
 |
View Item |