PABRIK BIO-OIL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES PIROLISIS CEPAT TEKNOLOGI DYNAMOTIVE
Meiga Setyo Winanti 2308 030 019 Damas Masfuchah H. 2308 030 081
LATAR BELAKANG Cadangan Minyak Bumi di Indonesia semakin menurun
Energi Alternatif dari Bahan baku terbarukan
BIOFUEL Solid Bio-briket
Gas
Liquid Bio-diesel
Bio-ethanol
Bio-gas
Bio-oil
Biomassa
Pirolisis cepat
• Bahan bakar cair berwarna gelap, beraroma seperti asap, dapat diproduksi dari biomassa yang mengandung selulosa • Bahan baku bio oil yang mengandung selulose contohnya: bagasse (35%), TKKS (36,81%), Jerami (42,36%)
Karakteristik
Bio Oil
Solar
Angka setana
51
45-48
>110 oC
>150 oC
Spesific Gravity (20oC)
0,97
0,87
Sulfur (%)
<0,06
0,35
1,2
0,9
Flash Point
Densitas (gram/cm3) Viskositas (cp)
10-150 @50oC 35-50 @40oC
Kegunaan bio oil
Subtitusi bahan bakar solar
Bio oil
Pengganti bahan bakar diesel
BAHAN BAKU BIO OIL No Komponen
Nilai
1.
Selulosa (%)
42,36
2.
Hemiselulosa (%)
29,8
3.
Lignin (%)
13,54
4.
Abu (%)
11,9
5.
Zat Ekstraktif
2,38
Jerami
Produksi jerami di Indonesia 20 juta ton/thn
Bahan Baku Pendukung N2
•Sebagai fluidized gas
Sifat fisik
Nilai
Fase
Gas
Titik didih, oK
77,36
Titik kritis, oK
126,21
Panas Peleburan, kJ/Kmol
0,72
Panas Penguapan, Kkal
1,336
Teknologi Pembuatan Bio-Oil Nama Perusahaan
Kapasitas (ton/ hari)
Ensyn Technology (1989)
45
Wellmant Plant
6,6
Fortum’s Plant
9,3
Dynamotive Technology (July 2004)
100
Juli 2004
Data : BFH, Hamburg
Menggunakan Reaktor Fluidized Bed
Kapasitas Produksi Grafik Ekspor, Impor, Konsumsi, Produksi Solar di Indonesia 14000000
12000000
10000000
8000000
Konsumsi Ekspor
6000000
impor Produksi
4000000
2000000
0 2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
Perhitungan Kapasitas Dari data diatas di dapat estimasi untuk ekspor, impor, produksi, dan konsumsi tahun 2013. Impor = 4.525.000 ton Ekspor = 1.230.000 ton Produksi = 9.985.000 ton Konsumsi = [F (impor) + F (produksi)] - F (ekspor) = 13.280.000 ton Kapasitas produksi = 0,1% x 13.280.000 ton = 13.280 ton/tahun ≈ 14.000 ton/tahun Beroperasi secara kontinyu, 24 jam selama 330 hari pertahun
Lokasi Pemilihan Pabrik Ketersediaan bahan baku Sarana Transportasi, dan sumber air yang terpenuhi
GASIFIKASI
BIO OIL
Konversi bahan bakar yang mengandung karbon menjadi gas
PIROLISIS
Proses pemanasan tanpa mengunakan oksigen
LAMBAT
SEDANG
CEPAT
Pirolisis Pirolisis adalah proses dekomposisi termal dari komponen organik tanpa kehadiran oksigen dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas dan arang.
PABRIK BIO OIL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES PIROLISIS CEPAT TEKNOLOGI DYNAMOTIVE CW
TC
Temperature Control
1 100
FC
Flow Control
HW
Hot Water
13
1 350 10
CTW
Cooling Tower Water
CW
Cooling Water
1 400 8 1 450 7
1
Tekanan (bar) K-319
D-310
H-230
Suhu (oC)
H-220
450 19
TC
1
Aliran massa (kg)
350 1
11
SIMBOL
L-320
400 1
KETERANGAN
E-231
9
30 4
1
E-221
200 1
1
11
9
F-134
1
16
F-223 J-135
J-121 1 1 F-110
1
K-314
FC
18
C-130 3
1
30
1
1
50
30 2
FC 5
30
1
H-131
4
30
1
Tangki Nitrogen
1
Tangki penampung bio oil
1
22
E-317
Cooler 4
1
21
E-315
Cooler 3
1
20
F-312
Tangki Penampung sementara
1
19
D-310
Spray Quencher
1
18
F-233
Penampung Char 2
1
17
E-231
Cooler 2
1
15
H-230
Cyclone 2
1
16
F-223
Penampung Char 1
1
15
E-221
Cooler 1
1
14
H-220
Cyclone 1
1
13
G-212
Compresor
1
12
Q-211
Combuster
1
11
R-210
Fluidized Bed Reaktor
1
10
J-135
Screw Conveyor 2
1
9
F-134
Hooper
1
8
J-133
Bucket elevator
1
7
J-132
Screw Conveyor 1
1 1
50
30
K-316
14
E-317
6
J-132
15
1
Q-211
1
F-212 F-319
F-312
500
30 2
C-120
J-111
30 1
24 23
1 50
F-233
TC
30 2
30 1
K-318
12
E-222
30 4
1
E-232 K-311
R-210
1
E-315
50
250 J-133
F-319
L-313
1 30 17
F-212
1 30 20
CTW
Udara
L-318
HW
6
H-131
Screen
5
C-130
Disk Mill
1
4
J-121
Belt Conveyor 2
1
3
1
C-120
Rotary cutter
2
J-111
Belt Conveyor 1
1
F-110
Gudang penampung
No KODE Fuel
1 1
KETERANGAN
JUMLAH
DOSEN PEMBIMBING
DIGAMBAR OLEH
Dr. Ir. Niniek F.P, M.eng
Meiga Setyo Winanti (2308 030 019) Damas Masfuchah Hanim (2308 030 081)
FLOW SHEET Pabrik Bio Oil dari Jerami Padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive
Komponen
No
Aliran 1
Aliran 2
Aliran 3
Aliran 4
Aliran 5
Aliran 6
Aliran 7
Aliran 8
Aliran 9
Aliran 10
Aliran 11
Aliran 12
Aliran 13
Aliran 14
Aliran 15
Aliran 16
1
Selulose
25529,1
25529,1
26039,7
25529,1
510,58
2
Hemiselulosa
17917,2
17917,2
18275,6
17917,2
385,35
3
Lignin
8140,9
8140,9
8303,7
8140,9
162,82
4
Abu
7154,9
7154,9
7297,9
7154,9
143,1
5
Zat Ekstraktif
1382,8
1382,8
1410,5
1382,8
27,66
6
Condensable gas/Bio Oil
34457,67
34457,67
34457,67
68570,76
34457,67
34457,67
34113,09
7
H 2O
7966,57
7966,57
7966,57
15853,47
7966,57
7966,57
7886,90
8
Non Condensable Gas
8435,55
8435,55
9
Arang
9265,27
185,305
10
N2
11
Gas Panas
12
Udara Total
8435,55 9079,97
Aliran 17
Aliran 18
8435,55 185,305
165343,9 32864,35 24428,8 60125,06
60125,06
61327,57
60125,06
1202,5
165343,9
60125,06
51045,09
9079,97
50859,69
185,305
84424,23
8435,55
42424,24
42424,24
41999,99
24428,8
32864,35
D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Model reaksi pirolisis menurut broido Bio Oil BIOMASS
(C2H4O2, C3H6O2, C7H8O2, C8H10O3, CH2O2, C10 H12O3, C6H6O, C7H8, C5H4O2, C6H6)
Char, Gas Komponen Gas : CO2, CO, CH4, C2H4, H2, C3H6, NH3
Fluidized Bed Reaktor Masuk (Aliran 4)
Massa (kg)
Keluar (Aliran 7)
Massa (kg)
Selulose
25529,1
Gas Pirolisa
50859,79
Hemisellulose
17917,2
Arang
9265,27
Lignin
8140,9
Abu
7154,8
Zat Ekstraktif
1382,8
Total
60125,06
Total
60125,06
Neraca panas Fluidized Bed Reaktor Neraca Panas Fluidized Bed Reaktor (R-210) Masuk (kkal) Aliran 4 :
Keluar (kkal) Aliran 7 :
Q4 ∆ΗR
85.664 7.387.549
Q7
20.758.505
QN2
5.398.479
Q19
415.096
Q18
8.301.909
Total
21.173.601
Total
21.173.601
D 240
F 230 B
20
D 240
Tangki kation anion exchanger
1
19
L 233
Pompa keluar bak air pendingin
1
18
1
F 230 B
Bak air pendingin
17
L 232
Pompa keluar air sanitasi
1
16
F 231
Tangki desinfektan
1
15
F 230 A
Bak air sanitasi
1
14
L 221
Pompa feed bak air sanitasi
1
13
F 220
Bak air bersih
1
12
H 210
Sand filter
1
11
L 142
Pompa feed bak air bersih
1
10
F 141
Tangki Ca(OH)2
1
9
F 140
Tangki Penampung
1
8
F 132
Bak penampung lumpur
1
7
F 131
Dryer Bed
1
Air Pendingin/air Proses
L 233
6
H 130
Clarifier
1
5
M 120 B
Bak Flokulator
1
4
F 121
Tangki tawas Al2(SO4)3.18H2O
1
3
M 120 A
Bak Koagulator
1
2
F 110
Bak penampung
1
1
L 111
Pompa air sungai
1
No
KODE
NAMA ALAT
JUMLAH
F 231
F 121 F 141
H 210
DOSEN PEMBIMBING
DIRENCANAKAN OLEH
MEIGA .S. WINANTI 2308.030.019 F 230 A Air sanitasi
DAMAS MASFUCHAH .H 2308.030.081
Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng
F 110
L 232
M 120 A
F 220
F 140
FLOW SHEET
Utillitas Pabrik Bio Oil dari Jerami padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive
M 120 B
D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI L 142 L 111
H 130
F 131
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2009
F 132
SUNGAI
STRAINER
L 221
Utilitas
Penggunaan air dalam pabrik ini meliputi:
Air sanitasi = 1,806 m3 /jam Air pendingin = 224.41 m3 /jam Air make up = 22,44 m3 /jam Total air yang harus disuplai = 248,65 m3 /jam
Spesifikasi Alat • Tangki Penampung Bio Oil : Fungsi : menampung bio oil yang keluar dari quencher Tipe : Silinder Vertikal Tegak dengan tutup atas Standar dished head dan tutup bawah berbentuk konis Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA/283 grade C Macam las : Double Welded Butt Joint Kapasitas Liquid : 16,235 ft3 - Tinggi tangki : 20,2 ft - Diameter : 33,2 inc - Tebal tangki : 3/16 inc - Tebal tutup atas : 3/16 inc - Tebal tutup bawah : 3/16 inc
Pengolahan Limbah Indutri Kimia Dalam pabrik bio oil ini menghasilkan zero waste yang artinya tidak ada limbah yang dibuang. Gas yang tidak terkondensasi akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada combustor. limbah padat yang berupa arang dimanfaatkan sebagai produk samping yang dapat digunakan sebagai karbon aktif.
Kesimpulan 1. Kapasitas Produksi = 14.000 ton/tahun 42424,24 kg/hari Bahan baku = Jerami padi kering sebesar 60125,06 kg/hari 2. Utilitas Air sanitasi = 1,806 m3 /jam Air pendingin = 224.41 m3 /jam 3. Limbah yang dihasilkan pada pabrik Bio Oil ini yaitu Limbah padat dan limbah gas. Limbah padat yang berupa arang dimanfaatkan sebagai produk samping yang dapat digunakan sebagai karbon aktif, sedangkan untuk limbah gas (non condensable gas) dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar pada combuster
TERIMA KASIH
