## Pra-Desain Pabrik Pembuatan Natrium Karbonat (Soda Abu) dengan Menggunakan Proses Solvay
Retno Dwi Nyamiati, Arnesya Ramadhani, Siti Nurkhamidah dan Yeni Rahmawati Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : yeni_18des@yahoo.com

## Abstrak–Berkembangnya ilmu  dan teknologi  menuntut bangsa
Indonesia untuk mengembangkan sektor industri, salah satunya adalah  pabrik  bahan  kimia.  Kebutuhan  akan  bahan-bahan kimia  di  dalam  negeri  perlu  ditingkatkan  untuk  menuju kemandirian  di  bidang  industri  kimia.  Natrium  karbonat (Na 2 CO 3 ) atau yang biasa dikenal dengan Soda Ash merupakan salah satu komoditi ekspor atau impor terbesar di dunia. Dalam tahun 2005, kapasitas total produksi Na 2 CO 3 di dunia sekitar 48 juta  metric  ton.  Produsen  Na 2 CO 3 yang  paling  besar  adalah kawasan Asia Timur yaitu China dan kawasan Amerika Utara yaitu  USA  &  Meksiko.  Terdapat  beberapa  proses  pembuatan natrium karbonat, yaitu proses secara alami dan secara sintesis. Proses  terpilih  yaitu  dengan  menggunakan  proses  solvay dimana  terdapat  empat  tahapan  proses  dalam  pembuatan natrium  karbonat  (soda  abu)  yaitu  brine  purification,  lime section,  ammonia  absorption  dan  carbonation  column  serta calcination section. Pabrik natrium karbonat ini akan didirikan di Arosbaya, Bangkalan Madura, Jawa Timur dengan estimasi waktu  mulai  produksi  pada  tahun  2021.  Berdasarkan  Analisa ekonomi untuk kapasitas 185.000 ton/tahun, laju pengembalian modal  (IRR)  pabrik  ini  sebesar  22,3  %  pada  suku  bunga  per- tahun  12  %  dan  laju  inflasi  sebesa  4,36  %.  Sedangkan  untuk waktu pengembalian modal (POT) adalah 4,511 tahundan titik impas (BEP) sebesar 20,3 %

## Kata kunci–Natrium Karbonat, Soda Abu, Solvay Process

## I. PENDAHULUAN
ERKEMBANGNYA  ilmu  dan  teknologi  menuntut bangsa  Indonesia  untuk  mengembangkan  sektor industri, salah satunya adalah pabrik bahan kimia. Kebutuhan akan bahan-bahan kimia di dalam negeri perlu ditingkatkan untuk menuju kemandirian di bidang industri kimia. Natrium karbonat (Na 2 CO 3 ) atau yang biasa dikenal dengan Soda Ash merupakan salah satu komoditi ekspor atau impor terbesar di dunia. Dalam tahun 2005, kapasitas total produksi Na 2 CO 3 di dunia  sekitar  48  juta  metric  ton.  Produsen  Na 2 CO 3 yang paling  besar  adalah  kawasan  Asia  Timur  yaitu  China  dan kawasan Amerika Utara yaitu USA & Meksiko.
Na 2 CO 3 digunakan  sebagai  bahan  baku  industri  gelas kaca,  industri  sabun  dan  detergen,  industri  kertas,  industri tekstil,  industri  metalurgi,  industri  keramik  dan  lain-lain. Meningkatnya  kebutuhan  bahan  baku  Na 2 CO 3 tiap  tahun hampir  di  seluruh  dunia  tidak  diimbangi  dengan  jumlah pabrik  yang  mampu  memproduksi  Na 2 CO 3 ,  hal  tersebut mendorong  banyak  negara  melakukan  impor  Na 2 CO 3 . Hingga saat ini hampir seluruh negara mengimpor kebutuhan Na 2 CO 3 dari USA [1].
Berdasarkan data dari Tabel 1, Indonesia menempati posisi ketiga  dalam  jumlah  impor  bahan  baku  Na 2 CO 3 dari  USA dalam  kurun  waktu  Januari  -  November  2017,  hal  ini menunjukkan  tingginya  kebutuhan  Na 2 CO 3 dalam  negeri. Data impor Na 2 CO 3 oleh Indonesia juga menunjukkan bahwa pemenuhan Na 2 CO 3 di Indonesia yang tinggi belum mampu terpenuhi oleh pasar dalam negeri.
Tabel 1.
Sepuluh Negara pengimpor terbanyak Na 2 CO 3 dari USA
Nomor Negara Quantity (Metric ton) Percent of Total Quantity 1 Mexico 1.060.000 17 2 Brazil 788.000 12 3 Indonesia 625.000 10 4 Chile 345.000 5 5 Malaysia 299.000 5 6 Thailand 280.000 4 7 Korea 257.000 4 8 Vietnam 248.000 4 9 Australia 240.000 4 10 Japan 232.000 4 Tabel 2. Jumlah produksi Na 2 CO 3 dunia Negara 2011 2012 2013 2014 2015 Australia 310 300 150 -- -- Botswana 260 250 228 269 250 China 22.94 24.01 24.32 25.26 26.13 Egypt 130 130 130 130 130 Ethiopia 5 5 5 6 6 France 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Germany 2.668 2.627 2.548 2.558 2.600 India 2.300 2.460 2.390 2.380 2.400 Italy 500 500 500 500 500 Japan 373 344 361 350 350 Kenya 499 449 468 409 450 Mexico 290 290 290 290 290 Pakistan 372 367 379 437 400 Polandia 1.061 1.111 1.052 1.100 1.100 Portugal 150 150 75 - -- Romania 420 430 430 425 425 Rusia 2.882 2.807 2.477 3.052 2.800 Taiwan 140 140 140 - -- Turki 1.749 1.853 1.665 1.828 1.900 Ukraine 700 720 720 600 600 United Kingdom 500 500 450 400 400 United States 10.70 11.10 11.50 11.70 11.60 Uzbekistan 90 90 90 90 90 Total 50.0 51.7 51.3 52.7 53.40
Gambar 1. Sektor pasar penggunaan Na 2 CO 3 di Indonesia.
Natrium  Karbonat  memiliki  peran  yang  signifikan dibidang  ekonomi  karena  aplikasinya  dalam  manufaktur kaca,  bahan  kimia,  kertas,  deterjen  dan  banyak  produk lainnya.  Na 2 CO 3 sudah  digunakan  selama  lebih  dari  5000 tahun. Pada zaman Mesir Kuno (3500 SM), Na 2 CO 3 banyak digunakan  sebagai  ornamen  kaca  dan  perabot  kaca,  begitu juga bangsa Romawi menggunakan Na 2 CO 3 untuk membuat roti, kaca dan tujuan pengobatan [2]. Pada Tabel 2 disajikan
B
jumlah  produksi  natrium  karbonat  didunia  menurut  United States geological Survey Mineral Yearbook 201 [3].
Saat ini material yang berbahan baku Na 2 CO 3 telah banyak ditemukan di sebagian besar industri. Berikut adalah statistik rasio  konsumsi  Na 2 CO 3 di  Indonesia,  seperti  yang  disajikan pada Gambar 1.
Pada Gambar 1, di Indonesia Natrium Karbonat sebagian besar digunakan sebagai bahan baku pada industri pulp dan kertas  yang  mencapai  65%,  sisanya  industri  gelas/kaca mencapai 29%, industri keramik mencapai 4%, serta industri makanan dan minuman mencapai 1%.
Indonesia  mempunyai  potensi  besar  untuk  menjadi produsen Na 2 CO 3 , dari segi bahan baku yang tersedia untuk proses pembuatannya juga konsumsi yang tinggi untuk diolah menjadi  produk  lainnya.  Seperti  yang  sudah  dijelaskan sebelumnya,  bahwa  Indonesia  menempati  peringkat  ketiga negara tujuan ekspor Na 2 CO 3 dari USA. Pembangunan pabrik Na 2 CO 3 sangat  membantu  Indonesia  untuk  memenuhi sebagian  kebutuhan  konsumsi,  sehingga  dapat  mengurangi jumlah impor Na 2 CO 3 .
Pembangunan  ini  juga  diharapkan  dapat  menjadi  tolak ukur  perkembangan  industri  di  Indonesia,  sehingga  secara bertahap  dapat  menjadikan  Indonesia  menjadi  negara  yang mandiri  dari  segi  perindustrian.  Selain  itu,  dapat  membantu pemerintah  untuk  menanggulangi  masalah  kurangnya lapangan  kerja.  Na 2 CO 3 merupakan  bahan  baku  proses pembuatan  pulp  &  kertas,  kaca,  keramik  dan  lain-lain. Industri  tersebut  merupakan  industri  dengan  nilai  ekspor terbesar Indonesia, sehingga dapat membantu meminimalisir harga bahan baku industri lain. Hal ini akan berdampak pada kapasitas produksi yang lebih tinggi dan kemampuan ekspor yang lebih besar. Berkembangnya industri gelas (kaca), dan industri  lain  di  Indonesia  yang  menggunakan  bahan  baku Na 2 CO 3 menyebabkan  tingkat  konsumsi  Na 2 CO 3 meningkat setiap  tahun  [2]  Data  kebutuhan  yang  diperoleh  pada  tahun 2010 hingga 2016 disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Data impor Na 2 CO 3 (kg/tahun) Tahun Jumlah (Kg) 2010 822.917.683 2011 949.897.637 2012 872.316.489 2013 891.973.318 2014 913.825.107 2015 936.654.780
2016 869.081.045
Berdasarkan  data  jumlah  impor  Na 2 CO 3 pada  Tabel  3 menunjukan  jumlah  kosumsi  Na 2 CO 3 di  Indonesia.  Data menunjukkan  terjadinya  fluktuasi  nilai  konsumsi  Na 2 CO 3 yang terjadi pada masing masing tahun, data impor tersebut digunakan untuk industri pulp dan kertas, kaca, keramik dan industri  lainnya,  dimana  industri-industri  tersebut  memiliki nilai  ekspor  terbesar.  Menurut  Kementrian  Perindustrian tahun 2016 indusri yang memiliki nilai ekspor terbesar seperti disajikan pada Gambar 2.
Gambar  2. Sepuluh  kelompok  hasil  industri  yang  memiliki  nilai  ekspor terbesar tahun 2016.
Bahan  baku  yang  digunakan  dalam  pembuatan  Na 2 CO 3 dengan  proses  solvay  adalah  garam  rakyat  dan  batu  kapur. Garam  rakyat  dapat  berasal  dari  sampangan  dan  arosbaya dimana  kedua  daerah  ini  memiliki  sumber  garam  rakyat sebesar 3.999.336.100 kg
Kabupaten bangkalan memiliki potensi batu kapur/gamping  (CaCO 3 )  yang  melimpah,  khususnya  di wilayah  kecamatan  Arosbaya.  Ketersediaan  batu  kapur tersebar  hampir  di  seluruh  wilayah  kabupaten  bangkalan dimana sebagian besar wilayah berupa pegunungan kapur [4]. Jumlah  ketersediaan  batu  kapur  di  wilayah-wilayah kabupaten bangkalan dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4.
Data Ketersediaan Batu Kapur di Kabupaten Bangkalan
No. Daerah Voume batu kapur (m 3 ) Cadangan Dieksplorasi 1 Kamal 150.000 - 2 Labang 220.000 30.429 3 Kwanyar 355.000 2.168 4 Modung 220.000 41.040 5 Blega 550.000 4.660 6 Konang 194.000 - 7 Galis 52.980.000 2.398 8 Tanah Merah 149.863.084 - 9 Tragah 210.000 16.344 10 Socah 243.897.728 - 11 Bangkalan - - 12 Burneh 683.514.872 7.200 13 Arosbaya 1.069.442.274.000 - 14 Geger 150.965.000 4.320 15 Kokop 6.9888.440.588 - 16 Tanjung Bumi 1.720.127.301 - 17 Sepulu 2.580.726.127 18 Klampis 1.040.309.091 - Jumlah/ total 1.083.054.996.791 108.559

## II. SELEKSI URAIAN PROSES
Pemilihan  proses  suatu  pabrik  merupakan  salah  satu masalah  pokok  yang  menunjang  keberhasilan  suatu  pabrik dan  akan  mempengaruhi  kelangsungan  dan  kemajuan  suatu pabrik  tersebut,.  Terdapat  beberapa  proses  pembuatan natrium  karbonat  diantaranya  proses  Natural  yang  berasal dari batuan trona dan proses sintesis.

## A. Proses Natural
Bahan baku yang digunakan pada proses natural ini adalah Kristal crudeburkeite (Na 2 CO 3 .2Na 2 SO 4 ) atau biji trona yang telah  dipisahkan  dari  impuritasnya.  Kristal crude  burkeite yang terdiri atas Li 2 NaPO 4 dan Na 2 CO 3 .2Na 2 SO 4 dipisahkan sedangkan  filtratnya  dipekatkan  menjadi  Na 2 SO 4 .10H 2 O (garam Glauber’s ).  Garam Glauber’s disaring  dari  larutan pekat yang kaya akan Na 2 CO 3 . Kristal soda murni diperoleh dengan  cara  mendinginkan  kristal  soda  murni  dalam  tangki pendingin,  kemudian  disaring  ( filter )  lalu  masuk  ke pengering  ( dryer ).  Mineral  trona  dapat  ditemukan  dibawah tanah ( Green River di WyomingAmerika Serikat, Mongolia Cina,  Henan  Cina)  atau  danau  kering  (Danau  Searles  di California  Amerika  Serikat,  Danau  Magadi  di  Kenya,  Sua Pan Botswana). Trona ditambang di 1.500 kaki (457,2 meter) di bawah permukaan laut.

## B. Proses Le Blanc
Bahan  baku  proses  ini  yaitu  NaCl,  CaCO 3 dan  C  dengan bahan  tambahan  menggunakan  larutan  H 2 SO 4 ,  Pertama, garam laut (natrium klorida) direbus dalam asam sulfat untuk menghasilkan natrium sulfat dan gas hidrogen klorida. Proses
ini  didasarkan  atas  pemanggangan salt  cake (kerak  garam) dengan karbon (batubara) dan batu kapur di dalam kiln dan sesudah itu  mengeraskan hasilnya dengan air. Produk  kasar dari  reaksi  ini  disebut black  ash (abu  hitam).  Pengerasan dilakukan  pada  waktu  dingin,  pada  pengerasan  ini berlangsung hidrolisis sebagian sulfida. Kemudian black ash diubah lagi menjadi karbonat melalui pengolahan dengan gas yang  mengandung  karbon  dioksida  yang  berasal  dari  kiln. Larutan  Na 2 CO 3 yang  dihasilkan,  dipekatkan  sehingga menghasilkan  Na 2 CO 3 yang  kemudian  dikeringkan  atau dikalsinasi
Proses Le Blanc didasarkan pada reaksi berikut:
2NaCl (s) + H 2 SO 4(l) ⇔ Na 2 SO 4(s) + 2HCl (g)
Na 2 SO 4(s) + 2 C (s) ⇔ Na 2 S (s) + 2 CO 2(g)
Na 2 S (s) + CaCO 3(s) ⇔ Na 2 CO 3(s)
+ CaS (s)

## C. Proses Solvay
Dikenal  sebagai  proses  soda  amonia  yang  menggunakan garam (NaCl), dan batu kapur (CaCO 3 ) sebagai bahan baku dasar  dan  menggunakan  amonia  sebagai siklus  reagen , dengan  produk  samping  CaCl 2 .  Ini  berdasarkan  pada kenyataan  bahwa  amonia  bereaksi  dengan  karbon  dioksida dan  air  untuk  membentuk  amonium  bikarbonat,  dengan reaksi sebagai berikut:
NH 3(g) +CO 2(g) +H 2 O (l) → NH 4 HCO 3(aq) NaCl (aq) + NH 4 HCO 3(aq) → NaHCO 3(s) + NH 4 Cl (a)
2NaHCO 3(s) → Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (l)
Dalam  reaksi  ini,  amonium  bikarbonat  yang  terbentuk bereaksi  dengan  garam  untuk  membentuk  natrium bikarbonat.  Natrium  bikarbonat  ini  kemudian  dikalsinasi menjadi  abu  soda  ringan.  Klorida  juga  terbentuk  sebagai produk  sampingan.  Hal  ini  dinetralisir  dengan  kapur  untuk membentuk kalsium klorida, dengan reaksi sebagai berikut:
2NH 4 Cl (aq) +Ca(OH) 2(aq) → CaCl 2(aq) +2NH 3(g) +2H 2 O (l)
Hampir semua amonia terbentuk oleh reaksi ini di- recycle masuk  kedalam  proses  untuk  digunakan  kembali.  Amonia bisa dianggap sebagai katalis.

## D. Proses Karbonasi
Ekonomi  proses  ini  tergantung  pada  ketersediaan  jumlah NaOH  yang  diproduksi  sebagai  produk  sampingan  dari pembuatan  klorin  dari  air  garam.  Sangat  menarik  untuk dicatat  bahwa  pasar  Na 2 CO 3 tergantung  pada  permintaan untuk klorin karena selama produksi klorin, soda kaustik juga diproduksi  dimana  bersaing  dalam  sebagian  besar  aplikasi soda  abu.  Oleh  karena  itu,  jika  pasar  klorin  tumbuh  pada tingkat  yang  tinggi,  produk  sampingan  soda  kaustik  yang dihasilkan,  dapat  mengambil  alih  sebagian  besar  pasar Na 2 CO 3 dan  menekan  harga.  Dengan  demikian  studi  pasar dan kelayakan untuk Na 2 CO 3 harus memperhitungkan saat ini dan proyeksi pasar kaustik / klorin.

## E. Seleksi proses
Setelah  mencermati  kelebihan  dan  kekurangan  proses pembuatan Na 2 CO 3 diatas, maka dipilih Proses Solvay untuk pembuatan  natrium  karbonat  dengan  pertimbangan  sebagai berikut:
1. Kemurnian  produk  yang  lebih  tinggi,  yaitu  mampu mencapai 99,6%.
2. Korosivitas  bahan  yang  lebih  rendah  sehingga  tidak memerlukan biaya perawatan yang tinggi.
3. Dampak  lingkungan  yang  diakibatkan  proses  lebih kecil  sehingga  tidak  memerlukan  perlakuan  khusus atas pencemaran yang terjadi dan produk samping bisa dijual
Tabel 5. Pertimbangan Seleksi Proses No Pertimbangan Proses Le Blanc Solvay Karbonasi 1. Aspek Teknis a Bahan baku NaCl; CaCO 3 ; C NaCl; CaCO 3 CO 2 ; NaOH b Bahan tambahan H 2 SO 4 NH 3 - c Produk samping HCl; CaS CaCl 2 - d Kemurnian produk 96,8% 99,6% 99% e Korosivitas bahan Tinggi Sedang Sedang 2. Kondisi Operasi a Tekanan (atm) Tinggi 1 1 b Temperatur ( o C) Tinggi 60 30 Aspek Dampak Lingkungan Tinggi Sedang Rendah

## F. Uraian Proses Terpilih
Dikenal  sebagai  proses  soda  amonia  yang  menggunakan garam (NaCl), dan batu kapur (CaCO 3 ) sebagai bahan baku dasar dan menggunakan amonia sebagai siklus reagen , NH 3 bisa  dipenuhi  dari  industry  lain  dalam  negri,  misalnya  PT Petrokimia Gresik, dan proses ini memiliki produk samping CaCl 2 [5].
1) Brine Purification
NaCl sebagai bahan baku  utama dari proses solvay dapat diperoleh  dari  garam  rakyat.  Garam  rakyat  masih mengandung  berbagai  zat  pengotor  anorganik  yang  dapat menyebabkan  masalah  pada  proses  produksi  dan  merusak kualitas dari produk akhir. Contohnya adalah jika terdapat ion calcium dan magnesium yang  dapat  menyebabkan scaling (kerak) pada perpipaan instrument.
Garam kristal dari storage (F-111) dilewatkan menggunakan conveyor (J-112)  menuju salt  dissolver  tank (M-120) untuk melarutkan garam rakyat dengan menggunakan  air  proses.  Kemudian crude  brine ini  akan dipompa dengan  menggunakan salt dissolver pump (L-121) menuju reaktor (R-150). Sebagian Na 2 CO 3 dari produk akan diumpankan menuju reaktor (R-150) dan dilarutkan terlebih dahulu  dengan  air  proses  dalam  Na 2 CO 3 tank  (M-130)  dan lime  milk dari lime  section akan  diambil  untuk  direaksikan dengan  larutan crude  brine dalam  reactor  (R-150)  yang sebelumnya di masukkan dalam lime milk tank (M-140). Lalu Na 2 CO 3 dan lime milk secara bersamaan dengan crude brine akan masuk ke dalam reaktor (R-150) untuk melepaskan ion Ca 2+ dan Mg 2+ . Reaksi untuk melepaskan ion Ca 2+ dan Mg 2+ . Pada reaktor (R-150) yaitu:
MgSO 4(aq) + Ca(OH) 2(aq)  Mg(OH) 2(s) + CaSO 4(aq) MgCl 2(aq) + Ca(OH) 2(aq)  Mg(OH) 2(s) + CaCl 2(aq) CaSO 4(aq) + Na 2 CO 3(aq)  CaCO 3(s) + Na 2 SO 4(aq)
Brine yang keluar dari reaktor dan masuk ke dalam Brine Clarifier (H-170) untuk dicampurkan dengan larutan P.A.M dari P.A.M Tank (M-160) sebagai koagulan. Dimana arus keluar bagian atas ( overflowing liquid ) adalah NaCl murni ( purified brine ) dan keluar bawah adalah lumpur NaCl  ( salt  mud ).  Lumpur  NaCl  ini  akan  menuju penampungan  limbah  sebagai waste  product .  NaCl  murni akan  dialirkan  ke  dalam ammonia  absorber (D-310)  yang sebelumnya dilewatkan dalam brine storage (F-172).
Gambar 3. Proses Brine Purification.
2) Lime section
Dalam unit ini batu kapur didekomposisi di dalam rotary kiln (B-230) melalui proses pemanasan dengan bahan bakar pemanasan  berupa  batu  bara  ( coal ),  hasil  gas  keluaran  dari kiln disalurkan dalam unit karbonasi dan kapur dimasukkan ke  dalam  tank  pelarutan  atau Lime  Slaker (R-240).  Reaksi yang terjadi pada unit pengolahan batu kapur adalah sebagai berikut:
CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2(g) CaO (s) + H 2 O (l) → Ca(OH) 2(aq) Sebelum masuk Rotary Kiln, bahan batu kapur dihaluskan menjadi partikel-partikel lebih kecil melalui Jaw Crusher (C- 210).  Udara  dihembuskan  ke  dalam Rotary  Kiln (B-230) melalui Blower (G-231).  Setelah  melalui  proses  kalsinasi dalam Rotary  Kiln (B-230)  dihasilkan  kapur  mentah ( quicklime ) dan gas CO 2 dengan suhu terbaik kalsinasi dalam kiln adalah 1.050 ˚C hingga 1.100˚C.
Gas yang keluar dari Rotary Kiln (B-230) (sebagian besar berupa  CO 2 )  dialirkan  ke  dalam Cyclone (H-232)  untuk menangkap dan memisahkan debu yang terbawa, selanjutnya gas  keluar  akan  didinginkan  melalui Cooler  Absorber (E- 313) untuk menyesuaikan suhu gas sebelum masuk ke dalam kolom absorber, selain itu panas hasil pembakaran digunakan untuk memanaskan udara pada unit kalsinasi.
Kapur  yang  keluar  dari rotary  kiln (B-230)  didinginkan dengan Grate  Cooler (E-233).  Udara  dihembuskan dari bawah Grate  Cooler (E-233).  Debu  yang  keluar  dari Grate Cooler (E-233),  ditangkap  oleh Cyclone (H-234)  kemudian debu  yang  tertangkap  akan  dilirkan  ke Conveyor (J-235). Begitu pula dengan aliran padatan keluaran Grate Cooler (E- 233) akan diteruskan ke Conveyor (J-235).
Kemudian  melalui Bucket  Elevator (J-236)  disalurkan menuju  tangki lime  slaker (R-240).  Air  yang  masuk  dalam lime  slaker (R-240)  berasal  dari  utilitas  pengolahan  air proses.  Kapur  dilarutkan  dalam  air  menjadi lime  milk yang nantinya  dialirkan  menuju Rotary  Filter (H-241)  untuk memisahkan  granul  yang  terbentuk.  Selanjutnya lime  milk yang  berhasil  lolos  masuk  dalam  tangki  penampung (F-242). Lime milk dialirkan ke Pre-Limer (R-410).

## 3) Amonia Absorption and Carbonation Column
Air laut yang sudah melalui tahap purifikasi mengandung kadar  NaCl  yang  tinggi  dijenuhkan  dengan  uap  air  menjadi pelarut pada proses absorpsi. Gas dari tangki Pre-Limer (R- 410) pada NH 3 recovery section mengandung CO 2 dan NH 3 dijenuhkan  dengan  uap  air.  Absorpsi  yang  terjadi  pada section ini adalah NaCl mengabsorp NH 3 . Reaksi yang terjadi adalah  reaksi  eksotermis,  melepaskan  panas  sesuai  dengan reaksi berikut:
NH 3(g) +  H 2 O (l) → NH 4 OH (aq) 2NH 4 OH (aq) +  CO 2(g) → NH 4 HCO 3(aq) + H 2 O (l)
Larutan  NaCl  masuk  pada  kolom  absorber  (D-310)  dari atas  dan  gas  NH 3 -CO 2 dari  bawah  sehingga  terjadi  kontak secara counter-current . Keluaran dari absorpsi amonia akan membentuk ammoniacal  brine yang  kemudian  dialirkan  ke Carbonate Column (D-330).
Gambar 5. Proses Amonia Absorption and Carbonation Column.
Gas  hasil  pembakaran  dari Rotary  Kiln (B-230)  masih mengandung  SO 2 yang  bersifat  korosif,  sehingga  harus dihilangkan  menggunakan Flue  Gas  Desulphurization (D- 320). Pada proses ini gas dialirkan dari kolom bagian bawah, kemudian  dari  bagian  atas  kolom  disemprotkan  air  proses. Dalam proses ini terjadi reaksi berikut:
SO 2 + H 2 O  H + + HSO 3 - HSO 3 - + 1 / 2

HSO 4 - HSO 4 -
 SO 4 2- + H + Kemudian  gas  keluaran Flue  Gas  Desulphurization (D- 320)  masuk  melalui  bagian  bawah  dari Carbonate  Column (D-330). Pre-carbonated  liquid mengalir  ke  bawah  dan berkontak secara counter-current dengan gas yang naik dan mengabsorb  CO 2 sedikit  demi  sedikit  sehingga  dapat memisahkan kristal NH 4 HCO 3 setelah dibuat saturated , dan mengalir ke bagian bawah Carbonate Column (D-330) untuk mengabsorpsi  CO 2 lebih  lanjut  dan  membentuk  NaHCO 3 kristal yang akan melewati Rotary Drum Filter (H-410) dan masuk  ke Calsination  Section (B-520).  Sedangkan  untuk NH 4 Cl akan digunakan di proses NH 3 recovery. NH 4 HCO 3(aq) + NaCl (aq) → NaHCO 3(s) + NH 4 Cl (aq) Exit  gas yang  ikut  dengan  sedikit  kandungan  ammonia yang  tidak  ikut  bereaksi  keluar  dari  bagian  atas Carbonate Column (D-330 ) mengalir exit gas dan dibuang ke atmosfer.
4) Calcination Section
Cairan kental ( magma ) dari carbonation column masuk ke dalam rotary  drum  filter (H-410).  Cairan  ini  mengandung NaHCO 3 dalam  cairan  ini  berbentuk solid dan  NH 4 Cl berbentuk liquid . Liquid pada drum  filter disebut mother liquor (dalam hal ini adalah NH 4 Cl) akan dilanjutkan masuk ke  dalam  tangki Pre-Limer (R-340).  NaHCO 3 yang  telah dipisahkan  dari mother  liquor menuju Rotary  Calciner (B- 420) untuk dilanjutkan ke proses kalsinasi membentuk soda ash ( light ash section ). NH 4 Cl dari carbonation section akan bereaksi dengan milk of lime Ca(OH) 2 dengan reaksi sebagai berikut:
2NH 4 Cl (aq) + Ca(OH) 2(aq) → 2NH 3(g) + 2H 2 O (l) + CaCl 2 Mother  liquor dari carbonation  section (NH 4 Cl) dipompakan ke tangki Pre-Limer (R-340) untuk direaksikan dengan  Ca(OH) 2. Hasil  reaksi  dari pre-limer akan menghasilkan  gas  CO 2 dan  NH 3 yang  akan  terpisah  naik untuk  selanjutnya  masuk  ke  dalam  kolom  absorber  pada Carbonation  section (D-330).  Sedangkan  untuk  CaCl 2 digunakan sebagai by-product. Proses kalsinasi ini merupakan proses dekomposisi crude bicarbonate (bikarbonat  kotor)  melalui  pemanasan  menjadi light soda ash dengan reaksi sebagai berikut: NaHCO 3(s) →  Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (l) Proses kalsinasi yang berlangsung dalam Rotary Calciner (B-420) beroperasi pada kisaran suhu 180˚C.  Sumber panas dalam Rotary  Calciner (B-420)  diperoleh  dari  udara  yang dipanaskan dengan menggunakan steam pada heat exchanger (E-321)  hasil  pemanfaatan  panas  gas  hasil  pembakaran  di Rotary Killn (B-230) dan dialirkan melalui bagian belakang Rotary Calciner (B-420), sehingga proses kalsinasi berjalan secara counter-current . Light soda ash akan dialirkan menggunakan conveyor (J- 423)  menuju ball  mill (C-430)  untuk  memperkecil  ukuran granule .  Na 2 CO 3 yang  terbentuk  dan  telah  diseragamkan ukurannya  menggunakan ball  mill (C-430)  diharapkan memiliki ukuran higga kurang dari 1 mm. Granule yang telah berukuran  halus  akan  lolos  saat  dilewatkan  ke Vibrating screen (H-431)  sedangkan granule dengan  ukuran  yang masih  besar  akan  di recycle untuk  dimasukkan  kembali  ke dalam ball mill (C-430). Sedangkan granule dengan ukuran kurang dari 1 mm akan diangkut menuju packing unit. Spesifikasi  natrium  karbonat  yang  dihasilkan  dari  proses solvay  ini  disesuaikan  dengan  standar  spesifikasi  produk natrium  karbonat  yang dibutuhkan pada industr. Spesifikasi tersebut mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) dan dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Spesifikasi Natrium Karbonat Komponen Kadar (%) Na 2 CO 3 Min 99,0 NaCl 0,4 Na 2 SO 4 Fe 2 O 3 0,04 0,004
H 2 O (insoluble) 0,01

## III. NERACA MASSA
Berdasarkan  hasil  perhitungan material  balance pada pabrik  natrium  kabronat  ini  dibutuhkan  bahan  baku  antara lain  garam  rakyat  sebesar  1028,56  ton/hari,  batu  kapur 752,52 ton/hari, bahan pembantu ammonia sebesar  285, 29 ton/hari  untuk  menghasilkan  produk  natrium  karbonat sebanyak  560,6  ton/hari  dengan  produk  samping  CaCl 2 sebanyak 595,6 ton/hari.

## IV. ANALISA EKONOMI
Dari  hasil  perhitungan  pada  neraca  ekonomi  didapatkan Total Cost Investment pabrik ini sebesar  Rp 381.100.541.947 dengan  bunga  12  %  per  tahun.  Selain  itu,  diperoleh  IRR sebesar  22,3%  dan  BEP  sebesar  20,3  %  dimana pengembalian  modalnya  selama  4,511  tahun.  Umur  dari pabrik ini diperkirakan selama 10 tahun dengan masa periode pembangunannya selama 2 tahun di mana operasi pabrik ini 330 hari/tahun.

## V. KESIMPULAN
A. Dari segi teknis :
1. Kapasitas  rancangan  pabrik  margarin  direncanakan 185.000 ton/tahun.
2. Lokasi  pendirian  pabrik  adalah  Arosbaya,  Bangkalan Madura, Jawa Timur.
3. Bentuk hukum perusahaan yang direncanakan adalahPerseroan Terbatas (PT).
4. Bentuk  organisasi  yang  direncanakan  adalah  organisasi sistem  garis  dan  staf  dengan  jumlah  tenaga  kerja  yang dibutuhkan sebanyak 150 orang.
B. Dari segi ekonomis :
1. Modal investasi : Rp 381.100.541.947
2. Biaya produksi/ tahun : Rp359.890.743.174
3. Hasil jual produk /tahun : Rp. 693.508.241.631
4. Internal Rate of Return : 22,3 %
5. Pay Out Time : 4,511 tahun
6. Break Even Point : 20,3 %

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Mineral  Comodity  Summaries,  “USGS  Data,”  2017.  [Online]. Available: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2018/mcs2018.pdf.
[2]
Kementrian  Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan,  “Laporan Inventarisasi gas Rumah Kaca,” 2014. [3] Minerals.usgs.gov,  “United  States  geological  Survey  Mineral Yearbook,” 2015. [Online]. Available: https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/myb/.
[4] Badan  Pusat  Statistika,  “Volume  Produksi  Pertambangan  Bahan Galian  Menurut  Jenis  Komoditas.”  [Online].  Available: http://www.bps.go.id/index.php/linkTabelStatis/1799.
[5] Ullmann, Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley- VCH, 2003.