NPK GRANULAR 1 (TEORI GRANULASI)

Dalam proses pembuatan NPK granular, proses granulasi adalah tahapan yang paling penting. Terdapat tiga tahapan dalam proses granulasi yaitu :
a. Tahap Pembasahan dan Pembentukan Inti (Wetting and Nucleation)
Wetting merupakan tahap awal granulasi yang meliputi penambahan air pada feed
Nucleation merupakan tahap pembentukan inti dimana partikel-partikel saling lengket satu dengan yang lain membentuk inti
b. Tahap Penggabungan dan Pertumbuhan
Pada tahap ini partikel terus tumbuh besar. Pada fase ini berangsur-angsur ukuran granul bertambah. Partikel bertambah padat sebagai akibat tumbukan granul pada dinding granulator dan partikel lain dan membentuk poros akibatnya air mendesak keluar permukaan granul yang pada akhirnya granul basah.
c. Breakage Stage
Tahap ini terjadi ketika granul mencapai ukuran kesetimbangan dan demikian daya ikat granul tidak dapat lama terjaga sehingga menyebabkan granul pecah.
Proses pembesaran ukuran butiran padatan dalam proses granulasi melalui mekanisme sebagai berikut :
a. Aglomerasi
Pembentukan granule terjadi karena adanya tumbukan dan kelekatan dari feeding partikel utama dengan salah satu atau lebih dari nucleous didalam material recycle. Syarat untuk agglomerasi, adalah adanya fase cair dan mechanical agitation agar partikel saling kontak sehingga memberikan bentuk granul yang baik
b. Layering
Utamanya karena adanya bahan baku cair dan atau slurry dari recovery scrubbing system yang di pancarkan pada lapisan padatan dalam granulator. Pelapisan akan membuat granul keras dan tidak mudah pecah. Fase cair merupakan komposisi cairan dengan garam yang terlarut yang merupakan penggabungan dari material padat dengan recycle. Adanya jembatan garam (Salt Bridge) sangat membantu pengikatan antara partikel.
Granul yang terbentuk oleh proses layering menghasilkan granul yang lebih keras, bulat dan lebih tahan lama dibandingkan hasil proses agglomerasi. Terjadinya mekanisme agglomerasi dan layering karena adanya putaran mekanis dalam Granulator (Alat untuk tempat berlangsungnya proses Granulasi). Parameter-parameter penting dalam proses granulasi adalah sebagai berikut :
a. Putaran Granulator
Putaran optimal dari granulator adalah 40% dari kecepatan kritis
Nc = ½ ∏ (g/(R-r))0.5
Keterangan :
Nc : Putaran kritis dimana gaya tangensial = gaya gravitasi
g : Kecepatan Gravitasi (9.8 m/det2)
R : Diameter granulator (m)
r : Diameter butiran yang diinginkan
b. Rasio fase cair dan suhu operasi
Fase cair merupakan pengikat yang kuat dan permanen, didalam proses agglomerasi yang diperoleh dari :
1. Larutan Garam : Ammonium phosphate slurry, larutan urea atau ammonium sulfat
2. Terlarutnya lapisan permukaan dari garam solid raw material dan recycle particles yang disebabkan oleh karena kenaikan suhu dan atau injeksi air/steam
3. Untuk meningkatkan fase cair dalam granulator yang paling mudah adalah injeksi air/steam
Semakin tinggi fase cair, prosentase ukuran butiran besar (>4 mm) yang dihasilkan semakin besar.
1. Semakin tinggi suhu operasi distribusi ukuran butiran on size lebih sempit
2. Semakin tinggi suhu operasi, tingkat kesulitan pembutiran semakin tinggi, namun produk yang dihasilkan semakin baik (Keras)
c. Ukuran partikel bahan baku padat
Semakin lembut ukuran butiran bahan baku, proses granulasi semakin mudah, dan produk yang dihasilkan lebih bagus. Akan tetapi handlingnya lebih susah karena :
· Angel of respose-nya sangat rendah, sehingga memerlukan gudang yang luas (jika in bulk) dan back flow pada belt conveyor yang miring (naik)
· Losses lebih tinggi dan paparan debu di lingkungan kerja tinggi
d. Recycle ratio padatan dalam granulation loop
Recycle ratio menunjukkan berapa banyak produk yang diumpankan kembali ke sistem granulasi. Semakin tinggi solid recycle ratio mutu dari butiran semakin bagus dan proses granulasi semakin mudah, khususnya jika tidak dilengkapi pulverizer di sistem feeding bahan baku/setengah jadi. Adapun dampak negatif yang perlu dipertimbangkan dengan adanya recycle ratio adalah sebagai berikut :
· Berkurangnya fase cair di dalam granulator
· Penurunan suhu solid bed di dalam granulator
Kedua hal ini dapat diatasi dengan adanya injeksi steam.
· Kapasitas produksi akan semakin rendah
e. Compatibility bahan baku padat
Dengan mengetahui compatibility bahan maka kita dapat memilih bahan baku yang tepat untuk pupuk NPK
f. Critical Relative Humidity (CRH) bahan baku padat
CRH merupakan angka relative Humidity (RH) lingkungan dimana tidak terjadi penyerapan air dari udara lingkungan dan tidak terjadi penguapan air ke lingkungan oleh produk. Jika RH > CRH, maka terjadi penyerapan air dari udara lingkungan oleh produk (Hygroskopis). Bahan dengan CRH rendah berarti tingkat hygroskopis bahan tersebut tinggi. CRH merupakan fungsi suhu, semakin tinggi suhu semakin rendah CRH (Semakin hygroskopis). Dengan mengetahui CRH bahan padat kita dapat memilih bahan baku yang tepat dan handlingnya sesuai dalam memproduksi pupuk NPK.