PROSES PEMBUATAN POLYESTER SKALA INDUSTRI
( PTA PASTA/ SLURRY , CATALYST, ADDITIVE)
1. PERSIAPAN
1.1.Pembuatan PTA/MEG Slurry ( Pasta )
PTA/MEG slurry ( Pasta ) merupakan
campuran antara PTA ( Para Terepthalic Acid ) dengan Mono Ethylene Glycol yang
merupakan bahan baku utama untu proses pembuatan Polyester.
Adapun campuran dibuat berdasarkan
perbandingan rasio berat molekul dari kedua bahan tersebut yang biasanya dengan
rasio 1 : 2.
Dengan prinsip perhitungan
MR
= Mol MEG / Mol PTA
( Berat
MEG/Berat Molekul MEG ) / ( Berat PTA/Berat Molekul PTA )
Proses pembuatan slurry dilakukan pada tangki
dengan volume tertentu, denga System agitasi, kurun waktu tertentu sehingga
didapatkan campuran yang benar-benar homogen, awalnya berdasarkan perhitungan,PTA
ditransfer dari Silo tank PTA dengan menggunakan daya dorong gas Nitrogen,
dan MEG ditransfer dari storage tank MEG dan MEG dari hasil
recovery,dengan menggunakan daya dorong dari pompa, setelah pencampuran
sempurna, slurry di transfer ke tanki persiapan
Dalam pembuatan slurry perlu dilakukan pengujian
kandungan atau konsentrasi dari PTA dalam slurry tersebut
dan prinsip dasar pengujianya adalah ditimbang sejumlah sample slurry dalam
erlenmeyer kemudian di tambahkan pyridine dan tambahkan air destilasi, dan
diaduk sampai larut sempurna,tam-bah indikator Phenolphthalein 1 %, kemudian
dititrasi menggunakan NaOH( Sodium Hydroxide ) 0.5 N sampai terjadi perubahan
warna pink selama 30 detik.
Dalam tangki ini mulai diinjeksikan katalist
biasanya yang digunakan adalah Antimony Tri Oxide ( Sb2O3 )
atau bisa juga Antimony Tri Acetate, dan konsentrasi katalis yang ditambahkan kisaran 200 - 300
ppm Sb dari jumlah produksi.
Apabila menghendaki hasil produk Polyester co
Polymer biasa dalam proses ada penambahan Iso Phthalic Acid ( IPA ) dengan
jumlah sebanding dengan konsentrasi PTA.
Apabila Polyester ( PET ) diinginkan untuk
pembuatan Botol Grade ( botol kemasan minuman ) pada proses pembuatan slurry ini ditambahkan
toner atau estofil dengan warna sesuai yang diinginkan, namun
sering juga warna dikombinasikan, adapun konsentrasi biasanya sekitar 5 -15
ppm tergantung hasil riset dan warna yang dihasilkan dari percobaan tersebut.
1.2 Pembuatan larutan katalis.
Pada dasarnya pembuatan Polyester
hanyalah mereaksikan antara PTA (ParaTerephthalic Acid/Asam Terphthalat
) dengan MEG ( Mono Ethylene Glycol ) dengan bantuan panas, akan tetapi
reaksi akan sangat berjalan lambat sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama (
dari hasil riset saya pribadi untuk pembentukan monomer dengan jumlah hanya 1 kg saja
sampai memerlukan waktu Selama 48 jam ) tetntunya ini sangatlah tidak
efektif bila untuk skala industri, maka dari itu untuk mempercepat reaksi diproses
esterifikasi diperlukan senyawa pemercepat reaksi yang bias disebut katalis.
Adapun untuk katalis yang biasa di gunakan
Antimoni Tri Oxide ( Sb2O3 ) atauAntimoni Tri Acetate ( Sb (CH3COO)3
)karena bahan tersebut mudah didapat dan memiliki nilai
ekonomis, walaupun sebenarnya banyak bahan-bahan katalis yang yang
bisa digunakan untuk proses pembuatan Polyester.Seperti yang telah disebutkan diatas bahwa katalis
bisa langsung diinjeksikan ke dalam proses pembuatan PTA/MEG slurry, dengan
perhitungan kisaran 200-300 ppm, adapun pembuatanya adalah sangat sederhana
yaitu bahan katalis dicampur dengan MEG ( baik MEG original atau hasil
recovery ) pada tanki pengadukan., larutan katalis harus kita uji kandungan
Antimoninya ( Sb ) sebelum digunakan, sedangkan prinsip dasar pengujianya adalah
dengan larutan katalis dicampur dengan asam sulfat dalam labu takar, kemudian
diencerkan dengan air destilasi, dari larutan ini diambil sampel dan
direaksikan dengan Larutan Potasium Iodide maka akan terbentuk warna kuning larutan
komplex Iodine Asam Antimoni( H SbI4 ) dan larutan ini diukur
dengan Spectrophotometer pada panjang gelombang dari 300 sampai 460 nm, kemudian hasilnya
diplotkan kurva kalibrasi dari pengukuran absorbance dari larutan standar yang
telah dikethui kandungan Antimoninya.
1.3. Pembuatan Asam Phosphate
Dalam reaksi dengan bantuan katalis karena adanya
reaksi menjadi cepat maka perlu dikontrol agar dalam proses reaksi
pembentukan monomer pada proses esterifikasi tidak berkepanjangan, untuk
menghentikan reaksi diperlukan inhibitor adapun inhibitor yang dipakai adalah phospate ( PO4
) yang biasa di pakai adalah Asam Phosphate atau juga bisa Tri Methyl
Phospate, tentunya juga perlu diperhitungkan agar justru bisa menggagalkan
terjadinya reaksi, dan nilainya ber-kisar antara 5- 15 ppm dalam proses, adapun cara
pembuatanya inhibitor dilarutkan dengan MEG murni maupuan dari MEG hasil
recovery, dalam tangki.
1.4. Pembuatan Titanium Dioxide ( TiO2 ) Slurry
Ada bermacam-macam type Polyester diantaranya,
Bright, Super Bright, Semidull, Dull, semua tergantung dari kebutuhan pasar,
untuk masing-masing type akan kami jelaskan dimateri selanjutnya, disini
kita bahas tentang penambahan Titanium dioxide yang dimaksud adalah untuk
membuat Polyester type semidull atau Dull, yang mana dengan penambahan kandungan
Titanium Dioxide dengan tujuan untuk mempermudah penyerapan warna pada
proses pencelupan (Dyeing)apabila Polyester tersebut digunakan sebagai
Textile Grade. ( pembuatan benang menjadi kain ).Adapun untuk jenis Semidull
kandungan TiO2 dalam proses kisasaran 0.30 - 0.35 % sedangnkan dalam Polyester
type Dull kandungan Ti02 kisaran 0.50 - 0.60 %.
Adapun TiO2 slurry sebelum digunakan
juga harus diuji konsentrasinya dan prinsip pengujian sangatlah sederhana yaitu slurry yang
sudah dibuat diambila sampel dimasukan dalam cawan platinum kemudian diuapkan
kemudian pada suhu 800ºC selama 1 jam dan kadar abunya ditimbang,
dari data ini juga bisa untuk mengetahui nilai densitynya. Disamping itu TiO2 Slurry juga diuji
Filterability yaitu kemampuan larutan ini menembus filter dengan mesh tertentu, adapun
filter yang dipakai untuk menguji merupakan Filter yang terbuat dari stainless Steel
dan tersusun atas 3 lapisan yaitu lembaran dengan mesh 325 x 2300 Mesh,
disupport lembaran 0.55x0.30mm Juga dilindungi lembaran 0.26x0.165 mm.dan prinsip
pengujianya adalah TiO2 Slurry dengan jumlah tertentu dilewatkan filter
tersebut sambil disedot memakai Pompa Vakum.
1.5 Zat tambahan berupa Cationic
dyeable
Karena teknologi Polyester berkembang secara
dinamis,ada proses pengembangan penambahan additive atau bahan-bahan lain
yang bertujuan untuk menghasilkan produk bervariasi, misalnya menginginkan
produk benang yang mampu menyerap zat warna Cationic ( Cationic Dyeable
Polyester ) maka dalam proses perlu tambahan bahan kimia yang disebut Sodium 3.5
Bis ( β-Hydroxy Ethoxy Carbonyl ) - benzene Sulfonate, biasanya senyawa
kimia ini terdapat senilai 40%Dicampurkan dalam Etnylene Glycol.
Bahan ini kalau untuk Cationic Dyeable Polyester
secara umum sejumlah 2.5mol
% PTA sedangkan Cationic Dyeable Polyester anti
pilling sekitar 3.0 - 3.5 mol
% PTA dan Easily Dyeable ( Polyester / Wool dll )
sekitar 4.5 - 5.5 mol % PTA
Materi akan berlanjut
mengenai proses Esterifikasi.......... Ikuti terus, silahkan buka :