
Proses Produksi Monocalcium Phosphate
Proses Produksi Monocalcium Phosphate adalah senyawa kimia anorganik dengan rumus kimia Ca(H₂PO₄)₂ terdiri dari unsur kalsium (Ca), fosfor (P), dan oksigen (O). Monocalcium fosfat biasanya berbentuk bubuk putih, tidak berbau, larut dalam air serta bersifat sedikit asam. Monokalsium phosphate sering berguna bentuk monohidrat atau anhidrat, tergantung pada kebutuhan aplikasinya. Karena mengandung fosfor tinggi serta mudah larut, proses monokalsium phosphate menjadi salah satu bahan penting di berbagai sektor industri. Dalam industri makanan, monocalcium fosfat memanfaatkan sebagai agen pengembang (leavening agent).
Ketika mencampur dengan bahan seperti natrium bikarbonat (soda kue), monocalcium fosfat bereaksi menghasilkan gas karbon dioksida membantu mengembangkan adonan roti, kue, atau biskuit. Proses produksi ini penting menghasilkan tekstur makanan empuk ataupun mengembang sempurna. Selain itu, proses monokalsium phosphate juga berguna sebagai sumber mineral tambahan produksi makanan fungsional serta suplemen, karena mengandung kalsium maupun fosfor membutuhkan tubuh. Di sektor pertanian, monocalcium fosfat berguna sebagai pupuk fosfat untuk menunjang pertumbuhan tanaman.
Proses Produksi Monocalcium Phosphate merupakan rangkaian tahapan kompleks namun efisien.
Fosfor adalah salah satu unsur hara makro esensial berperan proses fotosintesis, pembentukan akar, dan perkembangan bunga serta buah. Penggunaan phosphate monocalcium sebagai pupuk sangat efektif karena kelarutannya tinggi membuat nutrisi fosfor mudah tersedia bagi tanaman. Hal ini membantu meningkatkan produktivitas pertanian secara keseluruhan. Monocalcium phosphate juga memiliki peran penting pakan ternak. Monokalsium phosphate berguna sebagai suplemen mineral untuk memenuhi kebutuhan kalsium serta fosfor pada hewan ternak seperti ayam, sapi, kambing maupun babi.
Kedua mineral tersebut sangat membutuhkan untuk pertumbuhan tulang, pembentukan gigi, serta mendukung proses metabolisme. Pemberian monokalsium phosphate pakan ternak terbukti meningkatkan pertumbuhan, kesehatan maupun hasil produksi ternak secara signifikan. Selain bidang pangan ataupun pertanian, proses phosphate monocalcium berguna pula industri farmasi dan kimia. Dalam bidang farmasi, phosphate monocalcium berfungsi sebagai eksipien tablet maupun kapsul, membantu membentuk struktur padat dan stabil pada obat.
Artikel ini akan membahas tahapan-tahapan penting dalam proses produksi monocalcium fosfat secara komprehensif.
-
Bahan Baku Produksi
Proses produksi monocalcium fosfat memulai dengan pemilihan bahan baku utama, yaitu:
- Asam Fosfat (H₃PO₄): Merupakan bahan kimia utama berguna sebagai sumber fosfat. Asam fosfat biasanya memperoleh melalui proses produksi pengolahan batuan fosfat dengan asam sulfat, dikenal sebagai proses basah.
- Kalsium Karbonat (CaCO₃) atau Batu Kapur: Berguna sebagai sumber kalsium. Dalam beberapa proses, kalsium hidroksida (Ca(OH)₂) juga bisa berguna sebagai bahan alternatif.
Selain itu, air berguna untuk melarutkan bahan-bahan tersebut serta memfasilitasi reaksi kimia, serta kadang-kadang menambahkan zat aditif atau agen pemurni untuk meningkatkan kualitas produksi akhir.
-
Reaksi Kimia Utama
Reaksi utama produksi monocalcium fosfat adalah antara asam fosfat maupun kalsium karbonat (atau sumber kalsium lainnya). Reaksi ini dapat menuliskan sebagai berikut:
CaCO₃ + 2H₃PO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + CO₂ + H₂O
Pada reaksi ini, kalsium karbonat bereaksi dengan dua mol asam fosfat menghasilkan satu mol monocalcium phosphate, karbon dioksida (CO₂), dan air. Gas CO₂ terbentuk akan melepaskan bentuk gelembung selama proses reaksi berlangsung.
Jika yang berguna adalah kalsium hidroksida (Ca(OH)₂), maka reaksinya adalah:
Ca(OH)₂ + 2H₃PO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2H₂O
Reaksi ini juga menghasilkan monokalsium phosphate dan air, tanpa menghasilkan gas, sehingga lebih mudah mengendalikan di beberapa proses produksi industri.
-
Proses Reaksi dan Pencampuran
Reaksi antara asam fosfat dan sumber kalsium melakukan di dalam reaktor pencampur merancang untuk menjaga kondisi reaksi optimal. Pada reaksi ini umumnya berlangsung pada suhu antara 70°C hingga 90°C agar terjadi pelarutan sempurna serta reaksi kimia maksimal. Agitator atau pengaduk berguna untuk memastikan bahan-bahan tercampur secara homogen. Selama pencampuran, pH larutan menjaga agar tetap rendah, biasanya antara 3 hingga 4, untuk memastikan terbentuknya produksi monocalcium phosphate dan bukan bentuk lainnya seperti dicalcium phosphate. Jika pH terlalu tinggi, maka kalsium akan bereaksi membentuk senyawa fosfat kurang larut dan tidak sesuai.
-
Pemisahan dan Filtrasi
Setelah reaksi selesai, campuran menghasilkan biasanya mengandung partikel tidak larut atau kotoran dari bahan baku. Oleh karena itu, proses produksi filtrasi melakukan untuk memisahkan padatan tidak berguna. Filtrasi ini bisa melakukan dengan menggunakan filter press atau centrifuge, tergantung pada skala produksi maupun karakteristik suspensi menghasilkan. Pada tahap ini, cairan hasil filtrasi mengandung larutan monokalsium phosphate cukup murni, kemudian memproses lebih lanjut ke tahap pengeringan. Sementara itu, residu padat membuang atau memanfaatkan kembali sesuai kebutuhan.
-
Pengeringan
Langkah selanjutnya adalah mengubah larutan proses monocalcium phosphate menjadi bentuk padat (bubuk atau granul) melalui proses pengeringan. Pengeringan melakukan dengan alat seperti rotary dryer, spray dryer, atau fluidized bed dryer, tergantung pada bentuk akhir produksi sesuai. Suhu pengeringan menjaga agar tidak terlalu tinggi untuk mencegah degradasi produksi. Produksi akhir berupa bubuk putih atau krem kekuningan kering & bebas dari air, sehingga lebih stabil selama penyimpanan.
-
Penggilingan dan Pengayakan
Setelah mengeringkan, phosphate monocalcium biasanya masih bentuk agregat besar atau tidak seragam ukurannya. Oleh karena itu, tahap penggilingan melakukan menggunakan hammer mill atau ball mill untuk menghancurkan material menjadi ukuran partikel lebih halus. Setelah itu, produksi digerus serta diayak menggunakan saringan industri untuk menghasilkan ukuran partikel seragam sesuai standar industri, baik untuk kebutuhan pakan, pangan, atau aplikasi teknis lainnya.
-
Pengemasan dan Penyimpanan
Langkah terakhir adalah pengemasan produksi phosphate monocalcium ke wadah yang sesuai, seperti karung plastik berlapis atau kemasan kedap udara. Pengemasan melakukan di lingkungan yang kering untuk mencegah produk menyerap kelembaban udara karena produksi monocalcium phosphate bersifat higroskopis. Produk akhir menyimpan di gudang dengan suhu ruangan & kelembapan rendah untuk menjaga kualitas & mencegah penggumpalan. Proses produk phosphate monocalcium siap mengirimkan ke berbagai industri pengguna, termasuk industri pakan ternak, pupuk, pangan ataupun farmasi.