PEMBUATAN KALSIUM HIDROFOSFAT (CaHPO4) DARI BATU KAPUR SKALA MEJA UNTUK BAHAN BAKU NUTRISI PAKAN TERNAK

Latar Belakang

Potensi batu kapur di Indonesia sangat besar dan tersebar hampir merata di seluruh kepulauan Indonesia, seperti di Padalarang (Jawa Barat), Kalimantan Tengah (Kota Waringin Barat, Barito Utara, Murung Raya), Palimanan (Kab. Cirebon, Jabar) dan daerah lainnya. Batu kapur yang terdapat di alam bermacam-macam jenisnya, antara lain : kalsit (CaCO3), dolomit (CaCO3.MgCO3), magnesit (MgCO3), siderit (FeCO3), ankerit [Ca2Fe(CO3)4], dan aragonit (CaCO3) yang berkomposisi kimia sama dengan kalsit tetapi berbeda dalam struktur kristalnya.

Batu kapur banyak digunakan oleh berbagai industri untuk keperluan tertentu. Untuk pemakaian di industri kimia, batu kapur perlu diproses terlebih dahulu dengan proses pembakaran hingga menjadi kapur tohor (CaO) atau kapur padam [Ca(OH)2]. Selain itu batu kapur dapat juga dimanfaatkan untuk dibuat sebagai bahan baku nutrisi pakan ternak yang dikenal dengan sebutan kalsium hidrofosfat (CaHPO4). Kalsium hidrofosfat merupakan senyawa anhidrat dan dihidrat yang dapat digunakan dalam berbagai industri, khususnya industri pakan ternak.

Kalsium dan fosfor apabila dicampurkan pada kondisi tertentu akan mengalami proses sintesis sehingga membentuk Ca-Hidrofosfat yang dapat digunakan sebagai bahan baku nutrisi pakan ternak. Hingga saat ini di Indonesia belum ada industri yang membuat Ca-Hidrofosfat sehingga masih diimpor.

Tujuan Penelitian

Maksud dari kegiatan penelitian ini adalah untuk mempelajari parameter-parameter yang mempengaruhi proses sintesis Ca-Hidrofosfat pada skala laboratorium dengan tujuan untuk menguasai teknologi proses sintesis Ca-Hidrofosfat hingga dapat diaplikasikan pada skala yang lebih besar. Pada penelitian ini dikaji jenis dan kualitas bahan asal seperti batu gamping, kapur tohor, dan kapur padam untuk mencari kondisi proses yang optimal sehingga kandungan Ca dan P dalam Ca-Hidrofosfat yang terbentuk dapat memenuhi standar SNI. Selain itu juga dikaji beberapa parameter pengaruh lamanya (waktu) reaksi dan suhu reaksi antara bahan kapur dengan asam fosfat.

Metodologi Penelitian

Percobaan pembuatan kalsium hidrofosfat dilakukan dengan memvariasikan kondisi suhu dan waktu reaksi yang mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

• Langkah pertama adalah penambahan air (hidratasi atau pemadaman) pada kapur tohor sampai menjadi bubur kapur atau slurry, dengan perbandingan sekitar 1 : 3. Reaksinya adalah sebagai berikut:
  
  CaO(s) + H2O(l) --> Ca(OH)2(l) + Energi
  
  Hal ini dilakukan agar contoh kapur tohor tersebut menjadi homogen dan mudah bereaksi apabila ditambah asam fosfat.
• Langkah kedua adalah penambahan H3PO4 secara stoikiometri, dengan perbandingan Ca(OH)2 dengan H3PO4 = 1 : 1,32 dengan reaksi kimia sebagai berikut:
  
  Ca(OH)2(l) + H3PO4(l) --> CaHPO4(s) + 2H2O(l)
• Langkah ketiga adalah proses penyaringan, untuk memisahkan cairan dari padatannya (produk CaHPO4 berbentuk padatan).
• Langkah keempat adalah pengeringan padatan untuk mendapatkan CaHPO4 kering dan dilakukan sampling untuk pengujian kualitasnya. 

Hasil Penelitian

Dari data hasil penelitian dan pembahasan diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

• Kapur tohor akan terbentuk secara sempurna apabila pembakaran kalsit dilakukan pada suhu kalsinasi 1000 oC dan waktu kalsinasi 2 jam.
• Bahan kapur dengan kandungan CaO sebesar 55,57% (batu kapur) telah memenuhi syarat mutu berdasarkan standar SNI untuk bahan baku pembuatan kalsium hidrofosfat.
• Hasil ujicoba kinerja peralatan proses pembuatan kalsium hidrofosfat menunjukkan bahwa untuk setiap tabung reaktor, umpan masuk sebanyak 1,0 kg kapur tohor, 2,5 liter air dan 1,32 kilogram asam fosfat. Peralatan tersebut menghasilkan produk kalsium hidrofosfat sebanyak 2,0 kilogram per tabungnya untuk sekali proses semi kontinyu.
• Pada penelitian pembuatan senyawa Kalsium Hidrofosfat (CaHPO4) ini dilakukan pada perbandingan CaO : H3PO4 sebesar 1 : 1,32 (stoikiometri), telah menghasilkan kadar Ca dan P terbaik(optimal) pada waktu reaksi 10 menit dan pada suhu 40 oC dengan hasil XRD nya berupa mineral monetit.
• Hasil analisis kimia terhadap contoh produk kalsium hidrofosfat pada kondisi optimum menunjukkan bahwa kandungan CaO: 35,60 % (Ca:25,43%) dan P2O5: 49,30 % (P: 21,52%). Kandungan ini telah memenuhi syarat mutu sebagai bahan baku nutrisi pakan ternak berdasarkan standar SNI. 

Sumber : Trisna Soenara, dkk.