BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan sangat berpengaruh terhadap perkembangan industri. Perkembangan industri yang semakin pesat ini karena untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang semakin kompleks. Banyak industri baik itu kecil ataupun besar menggunakan alat-alat yang membutuhkan tenaga penggerak, salah satunya dengan menggunakan tenaga uap yang diproduksi dalam boiler. Tenaga uap juga dapat digunakan sebagai sumber panas untuk proses lainnya, misalnya industri pengolahan gula menggunakan uap sebagai sumber penggerak sekaligus sebagai sumber panas untuk proses pemanasan, penguapan, dan pengkristalan.
Boiler merupakan bejana tertutup yang diisi air dan dialiri panas pembakaran sampai terbentuk steam. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses, oleh karena itu kualitas air harus dijaga agar tidak terjadi kerusakan pada boiler dan pipa-pipa salurannya. Salah satu upayanya ialah dengan mengurangi kesadahan air yang digunakan.
Air merupakan unsur penting dalam kehidupan, hampir seluruh kehidupan di dunia ini tidak terlepas dari air. Air dapat mengalami daur hidrologi. S
elama menjalani daur itu air selalu melarutkan zat-zat yang menyebabkan air itu tidak lagi murni, oleh karena itu, pada hakekatnya tidak ada air yang benar-benar murni (www.energieffisiencyasia.org).
Zat-zat yang terlarut dalam air alam dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu zat terlarut seperti garam dan molekul organik, serta zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat dan kwarts (Albert dan Sri Sumestri Santika, 1984: 131). Pada umumnya, jenis zat pengotor yang terkandung dalam air bergantung pada jenis bahan yang berkontak dengan air itu, sedangkan banyaknya zat pengotor bergantung pada waktu kontaknya. Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air karena kontaknya dengan batu-batuan terutama terdiri dari: kalsium karbonat (CaCO3), magnesium karbonat (MgCO3), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium sulfat (MgSO4), dan sebagainya. Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai “air sadah” atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, oleh karena itu senyawa-senyawa tersebut cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan yang akhirnya menjadi kerak (Atastina 1997: 1).
Penelitian ini difokuskan untuk boiler pada pabrik gula karena keseluruhan proses pengolahan gula bersumber pada uap yang dihasilkan boiler. Kualitas air sangat penting untuk diperhatikan, mulai dari seluruh turbin yang digerakkan dengan tenaga uap sampai proses pemanasan, penguapan, dan pengkristalan. Kesadahan menjadi salah satu masalah yang terjadi di pabrik gula, karena jika air pengisi boiler mempunyai kesadahan melebihi batas dapat menyebabkan kerusakan. Secara umum ion-ion penyebab kesadahan yang terlarut dalam air dapat menempel pada boiler menjadi kerak, dampak berikutnya adalah pemborosan bahan bakar dan bila terjadi kebuntuan bisa mengakibatkan pecahnya pipa boiler.
Kerusakan-kerusakan yang terjadi tidak langsung terlihat, tetapi penggunaan air dengan kesadahan di atas parameter persyaratan air pengisi boiler secara terus–menerus akan berakibat fatal pada pipa-pipa boiler dan turbin. Keadaan tersebut akan sangat merugikan, baik dari segi waktu karena adanya pemberhentian giling, bahan bakar, dan bahan material, sehingga perlu penanganan lebih lanjut pada boiler dan alat-alat yang tentu saja membutuhkan biaya yang besar. Dengan demikian pengetahuan mengenai pelunakan air sangat diperlukan, kontrol kesadahanpun terus dilakukan tiap periode tertentu. Parameter persyaratan air boiler adalah mempunyai kesadahan < 0,1oD.
Kinerja boiler mempunyai parameter tertentu, seperti efisiensi dan rasio penguapan. Efisiensi dan rasio penguapan berkurang disebabkan karena pembakaran yang buruk, permukaan penukar panas yang kotor dan operasi serta pemeliharaan yang kurang baik. Bahkan untuk boiler yang baru sekalipun, bahan bakar yang buruk dan air yang tidak baik dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler (www.energyefficiencyasia.org).
Penelitian ini diharapkan memberi metode alternatif lain di Pabrik Gula Sragi dalam hal penggunaan adsorben untuk menurunkan kesadahan air pengisi boiler yang bersumber dari air sungai daerah Sragi Pekalongan. Peneliti menurunkan kesadahan air dengan metode adsorpsi menggunakan zeolit alam yang diaktivasi dengan HCl. Dari penelitian diharapkan informasi tentang kemampuan zeolit alam teraktivasi HCl sebagai penurun kesadahan. Pada 4
akhirnya akan dapat diketahui apakah perlakuan tersebut lebih efektif dan efisien dari segi material maupun waktu dalam mengatasi kesadahan.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam rangka mengatasi permasalahan kesadahan air pengisi boiler tersebut, beberapa masalah yang akan dipelajari adalah:
1. Berapa waktu kontak dan pH optimum untuk adsorpsi ion kesadahan menggunakan zeolit alam aktif?
2. Berapa daya adsorpsi maksimum dan energi adsorpsi dari zeolit alam yang teraktivasi terhadap ion kesadahan?
1.3. Tujuan penelitian
Tujuan penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui waktu kontak dan pH optimum untuk adsorpsi ion kesadahan menggunakan zeolit alam aktif.
2. Mengetahui daya adsorpsi maksimum dan energi adsorpsi dari zeolit alam aktif terhadap ion kesadahan.
1.4. Manfaat penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi tentang metode aktivasi zeolit alam menggunakan HCl dalam menurunkan kesadahan air sungai untuk pengisi boiler sehingga layak digunakan yaitu di bawah 0,1oD. Diharapkan memperoleh hasil yang lebih baik dari yang digunakan di Pabrik Gula Sragi yaitu metode ion exchange menggunakan resin penukar ion dengan harga yang lebih mahal dibandingkan dengan zeolit alam.
