(The Effect Of Temperature And Concentration Of Press Lye (Naoh) On The Rate Of Sulfur Deposit Reduction In Spin Bath Multistage Flash Evaporator (MSFE))
Oleh : Davit Susanto (22/509703/PTK/14924) – Magister Teknik Kimia
INTISARI
Spin bath MSFE (SPB MSFE) atau dikenal juga dengan multistage flash evaporator merupakan peralatan yang memiliki peran vital dalam industri rayon. Fungsi utamanya adalah untuk menguapkan air hasil proses regenerasi pembuatan rayon. Penguapan air ini bertujuan untuk menjaga parameter larutan spinbath sesuai kondisi yang diinginkan. Permasalahan utama yang sering terjadi pada SPB MSFE adalah terbentuknya deposit sulfur yang menempel pada bagian shell atau tube, sehingga berdampak pada penurunan efisiensi evaporasi. Proses pencucian perlu dilakukan untuk menghilangkan deposit sulfur tersebut. Senyawa yang digunakan untuk proses pencucian adalah larutan press lye yang merupakan sisa limbah pembuatan dalam proses pembuatan larutan viscose pada industri rayon. Komposisi press lye didominasi oleh NaOH 225–235 g/L, hemiselulosa lainnya 20–25 g/L, dan serat 9500–9600 ppb. Proses pencucian yang efektif penting dilakukan untuk mencapai kinerja SPB MSFE yang baik. Pencucian efektif yang dimaksud adalah dimana deposit sulfur didalam SPB MSFE berhasil terdisolusi atau dihilangkan secara maksimal oleh larutan pencuci (press lye) dalam jangka waktu yang tepat. Kondisi saat ini, proses pencucian deposit sulfur pada SPB MSFE belum mengarah pada proses pencucian efektif. Mengingat pentingnya efektifitas dan kualitas dari proses pencucian deposit sulfur pada SPB MSFE, maka dari itu dalam studi ini akan mendalami terkait kinetika disolusi sulfur (deposit sulfur) terhadap larutan pencuci (press lye) serta parameter-parameter yang mempengaruhinya (suhu dan konsentrasi). Dari kinetika disolusi tersebut kemudian dikembangkan dalam suatu model proses pencucian pada SPB MSFE sehingga dapat ditentukan durasi yang diperlukan untuk mencapai pencucian efektif. Dari studi yang dilakukan diperoleh bahwa kenaikan suhu dan konsentrasi larutan press lye akan meningkatkan laju disolusi sulfur. Kenaikan laju disolusi sulfur dari suhu 60 oC ke 70 oC sebesar 124 % pada larutan fresh lye (NaOH) dan sebesar 110 % pada larutan press lye. Kenaikan disolusi sulfur terjadi signifikan pada kenaikan suhu dari 70 oC ke 80 oC sebesar 272 % pada larutan fresh lye (NaOH) dan 205 % pada larutan press lye. Dari perhitungan model proses, durasi pencucian efektif yang paling lama diperoleh pada kondisi suhu 60 oC dan konsentrasi 40 g/L dengan durasi pencucian selama 22 jam 5 menit. Sedangkan durasi pencucian efektif yang paling singkat diperoleh pada kondisi suhu 80 oC dan konsentrasi 60 g/L dengan durasi pencucian selama 1 jam 25 menit. Pencucian dengan metode yang efektif dapat meningkatkan kinerja SPB MSFE lebih baik dari metode biasa dalam hal rasio steam, konsumsi steam, suhu keluaran A1, dan laju penguapan.
Kata Kunci : SPB MSFE, Sulfur, Deposit, Press Lye, Model, Pencucian Efektif
ABSTRACT
Spin bath MSFE (SPB MSFE), also known as multistage flash evaporator, is equipment that has a vital role in the rayon industry. Its main function is to evaporate water resulting from the regeneration process of making rayon. This water evaporation aims to maintain the parameters of the spin bath solution according to the desired conditions. The main problem that often occurs in SPB MSFE is the formation of sulphur deposits that stick to the shell or tube, which has an impact on reducing evaporation efficiency. The cleaning process needs to be carried out to remove the sulphur deposits. The compound used for the cleaning process is press lye solution, which is the remaining manufacturing waste from making viscose solution in the rayon industry. The composition of press lye is dominated by NaOH 225–235 g/L, another hemicellulose 20–25 g/L, and fibre 9500–9600 ppb. An effective cleaning process is important to achieve good SPB MSFE performance. Effective cleaning is where the sulphur deposits in the MSFE SPB are successfully dissolved or removed optimally by the cleaning solution (press lye) within the right period. In current conditions, cleaning sulphur deposits at SPB MSFE has not yet led to an effective cleaning process. Considering the importance of the effectiveness and quality of the sulphur deposit cleaning process in SPB MSFE, this study will investigate the kinetics of sulphur dissolution (sulphur deposits) in the cleaning solution (press lye) as well as the parameters that influence it (temperature and concentration). From the dissolution kinetics, a model of the cleaning process at SPB MSFE can be developed to determine the duration required to achieve effective cleaning. The studies carried out found that increasing the temperature and concentration of the press lye solution will increase the sulphur dissolution rate. The increase in the sulfur dissolution rate from 60 oC to 70 oC was 124% in the fresh lye (NaOH) solution and 110% in the press lye solution. The sulphur dissolution increased significantly when the temperature increased from 70 oC to 80 oC, amounting to 272% in the fresh lye (NaOH) solution and 205% in the press lye solution. From the process model calculations, the most prolonged effective cleaning duration was obtained at a temperature of 60 oC and a concentration of 40 g/L with a cleaning duration of 22 hours 5 minutes. Meanwhile, the shortest effective cleaning duration was obtained at a temperature of 80 oC and a concentration of 60 g/L with a cleaning duration of 1 hour 25 minutes. Cleaning with an effective method can improve the performance of SPB MSFE better than ordinary methods in terms of steam ratio, steam consumption, outlet temperature A1, and evaporation rate.
Keywords : SPB MSFE, Sulphur, Deposits, Press Lye, Model, Effective Cleaning