Mengenal Proses Chlor-Alkali dan Kegunannya pada Industri

Pernahkah Anda mendengar tentang chlor-alkali? Proses ini telah digunakan di sektor industri sejak abad ke-19. Salah satu produk yang dihasilkan adalah soda api.

Lantas, bagaimana chlor-alkali process berjalan dan apa saja aplikasinya di ranah industri? Artikel ini membahas seluk-beluk proses chlor-alkali. Jadi, pelajari informasinya berikut ini!

Apa Itu Proses Chlor-Alkali?

Chlor-alkali adalah sebuah proses elektrolisis larutan natrium klorida (NaCl), atau garam dapur, dalam air yang menghasilkan tiga produk utama, yaitu klorin (Cl2), natrium hidroksida (NaOH) atau soda api, dan hidrogen (H2). Proses ini memecah larutan garam dengan listrik untuk menghasilkan ketiga produk tersebut.

Proses elektrolisis air garam pertama kali ditemukan pada awal abad ke-19 oleh William Cruikshank. Kemudian, proses ini terus dikembangkan oleh banyak tokoh terkenal hingga akhirnya dibangun fasilitas elektrolisis skala industri besar di Inggris pada tahun 1897. Fasilitas ini memproduksi soda api dan klorin.

Hingga saat ini, proses chlor-alkali tetap digunakan dalam proses industri. Bahkan, teknologinya terus berkembang, di mana saat ini kebanyakan pabrik menggunakan proses sel membran. Namun, terdapat pula teknologi chlor-alkali lainnya, seperti sel merkuri dan sel diafragma.

Teknologi Chlor-Alkali

Terdapat tiga teknologi utama chlor-alkali, yaitu sel merkuri, sel diafragma, dan sel membran. Ketiga teknologi ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Adapun penjelasan selengkapnya adalah sebagai berikut:

1. Sel Merkuri

Sel merkuri adalah teknologi chlor-alkali tertua dan sudah digunakan di hampir seluruh dunia. Namun, penggunaannya sudah mulai berkurang saat ini karena bisa mencemari lingkungan dan sangat boros energi.

Teknologi ini menggunakan katoda (elektroda positif tempat terjadinya reduksi) merkuri cair untuk elektrolisis larutan garam. Pada prosesnya, ion natrium yang terbentuk akan larut ke dalam merkuri dan membentuk amalgam natrium (perpaduan logam natrium dan merkuri).

Amalgam natrium akan dialirkan ke reaktor sekunder yang bereaksi dengan air. Proses ini menghasilkan hidrogen dan natrium hidroksida.

Kelebihan teknologi sel merkuri adalah produk-produk yang dihasilkan memiliki kemurnian yang tinggi. Meski begitu, teknologi ini menggunakan merkuri yang berbahaya bagi lingkungan.

2. Sel Diafragma

Sel diafragma adalah teknologi yang menggunakan diafragma berupa polimer atau asbes sebagai pemisah katoda dan anoda (elektroda negatif tempat terjadinya oksidasi).

Penggunaan pemisah ini bertujuan untuk mencegah bercampurnya gas klorin dari anoda dengan ion hidroksida di katoda secara langsung. Tercampurnya kedua zat ini dapat membentuk ion hipoklorit yang tidak dibutuhkan.

Cara kerja teknologi ini adalah larutan garam akan mengalir ke anoda, melewati diafragma, dan menuju katoda. Lalu, air bereaksi, menghasilkan ion hidroksida dan gas hidrogen pada katoda. Proses ini membentuk larutan natrium hidroksida cair.

Kelebihan teknologi sel diafragma adalah prosesnya lebih aman dibandingkan dengan sel merkuri karena tidak menggunakan zat kimia berbahaya. Hal ini juga membuatnya lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan sel merkuri.

Namun, larutan natrium hidroksida yang dihasilkan masih tergolong cair dan mengandung garam sehingga perlu tahap pemekatan tambahan. Tidak hanya itu, diafragma yang terus-menerus digunakan perlu diganti secara berkala.

3. Sel Membran

Sel membran adalah teknologi chlor-alkali modern yang dikembangkan pada tahun 1950-an. Teknologi ini dinilai lebih ramah lingkungan karena tidak menggunakan zat berbahaya dan lebih efisien energi.

Teknologi ini menggunakan membran khusus yang terbuat dari polimer serta hanya dapat dilewati oleh ion positif (Na+). Membran ini juga bertugas untuk menahan ion negatif (Cl- dan OH-). Proses ini menghasilkan larutan natrium hidroksida yang lebih murni karena tidak mengandung garam.

Untuk mengembangkan teknologi ini, Anda membutuhkan air umpan yang sangat murni dan tidak boleh mengandung magnesium atau kalsium. Lebih lanjut, membran yang digunakan pada teknologi ini cenderung sangat sensitif sehingga Anda memerlukan biaya yang tinggi dan metode perawatan lanjutan untuk merawatnya.

Tahapan Proses Chlor-Alkali

Agar lebih memahami bagaimana chlor-alkali menghasilkan klorin, soda api, dan hidrogen, simak tahapan-tahapannya berikut ini:

Siapkan larutan garam murni (brine). Brine tidak boleh mengandung kalsium dan magnesium agar tidak merusak membran. Cara menghilangkan ketidakmurnian pada brine adalah dengan menambahkan natrium hidroksida (untuk mengendapkan kalsium dan magnesium), menyaring endapan, dan melakukan pertukaran ion untuk menghilangkan ion logam yang tersisa.
Aliran listrik diberikan pada sel dan mendorong ion positif untuk melewati membran. Pada tahap ini, gas klorin akan terbentuk pada anoda, sedangkan hidrogen dan natrium hidroksida terbentuk pada katoda.
Klorin akan dikumpulkan, sedangkan natrium hidroksida dimurnikan sesuai dengan spesifikasi industri.

Kegunaan Chlor-Alkali

Proses chlor-alkali menghasilkan tiga produk utama, yaitu klorin, soda api, dan hidrogen. Ketiga produk ini memiliki peran yang cukup penting di berbagai sektor, seperti industri kimia, farmasi, dan pengolahan air. Berikut adalah kegunaan produk-produk chlor-alkali:

Industri tekstil: Soda api digunakan untuk meningkatkan kekuatan kain, daya serap warna, dan kemampuannya dalam menahan warna agar tidak mudah luntur, sementara klorin digunakan untuk pemutihan kain.
Industri kimia: Klorin dan soda api adalah bahan baku penting pada industri ini. Soda api digunakan untuk membuat sabun, detergen, dan kertas, sedangkan klorin dan hidrogen digunakan untuk membuat asam klorida.
Industri pertanian: Klorin digunakan pada sejumlah pestisida dan soda api digunakan pada herbisida.
Industri farmasi: Klorin adalah bahan utama dalam sintesis obat-obatan, seperti produk turunan obat dan antiseptik.
Industri makanan: Klorin digunakan untuk mensterilkan mesin dan peralatan yang langsung bersentuhan dengan makanan sehingga tidak terkontaminasi. Sementara itu, soda api digunakan untuk membersihkan sayuran dan buah-buahan.
Pelarut: Klorin adalah bahan baku pelarut industri, seperti kloroform, karbon tetraklorida, dan trikloroetilen. Pelarut ini digunakan untuk menghilangkan minyak dan sintesis bahan kimia lainnya.
Polivinil Klorida (PVC): PVC adalah salah satu produk akhir klorin yang kerap digunakan sebagai bahan baku produk plastik, seperti pipa dan pelapis kabel.
Disinfektan: Sebagian besar produk disinfektan terbuat dari natrium hipoklorit yang juga merupakan produk akhir klorin. Natrium hipoklorit juga bisa digunakan untuk pemutih kain.

Percayakan Kebutuhan Produk Chlor-Alkali pada Chandra Asri Group!

Produk utama chlor-alkali memiliki peran yang sangat penting pada berbagai industri. Jika perusahaan Anda adalah salah satunya, jangan khawatir! Percayakan pada pabrik chlor-alkali di Indonesia, Chandra Asri Group!

Sebagai #YourGrowthPartner, kami menawarkan solusi kimia klor-alkali yang terdiri dari soda api, hidrogen, dan natrium hipoklorit. Soda api sangat dibutuhkan pada industri hilir, seperti industri tekstil, kertas, dan pembersih.

Sementara itu, hidrogen digunakan untuk sintesis metanol, penyulingan minyak, dan produksi amonia. Lebih lanjut, natrium hipoklorit digunakan sebagai disinfektan, khususnya pada pengolahan air.

Jadi, penuhi kebutuhan produk chlor-alkali perusahaan Anda bersama Chandra Asri Group!