TAHUN

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK GAS PRODUSER DARI GASIFIKASI CANGKANG SAWIT DAN UDARA KAPASITAS 1.500.000 Nm3/TAHUN

Oleh: Annas Fauzy

I 0507024

E. Muhammad Firdaus

I 0507035

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user

2012 i


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PENGESAHAN

commit to user ii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena rahmat dan hidayahNya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan pabrik gas produser dari gasifikasi cangkang sawit dan udara kapasitas 1.500.00 Nm3/tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu selaku penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua yang telah memberikan kami banyak dukungan baik moral dan material. 2. Dr. Sunu Herwi Pranolo sebagai dosen pembimbing I dan Wusana Agung Wibowo, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing II. 3. Teman-teman mahasiswa Akbar, Wisnu, Hendra, Sulestiyono, Harum, Arwan, Anggit, Atika, Ade, Ziko dan juga teman-teman Agape Squad, Our Loves yang telah memberikan banyak bantuan penyusunan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Januari 2012

commit to user iii

Penulis


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI ............................................................. v DAFTAR TABEL .............................................................................................. vi DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ...................................................... vii INTISARI ......................................................................................................... viii BAB I

PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik .............................................................. 1 1.2 Kapasitas Perancangan Pabrik .................................................................. 3 1.3 Lokasi Pabrik ........................................................................................... 3 1.4 Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 5 1.4 Kegunaan Produk ................................................................................... 12 1.5 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Senyawa Terlibat ........................................ 12 BAB II

DESKRIPSI PROSES ........................................................................ 17

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ....................................................... 17 2.2 Konsep Reaksi........................................................................................ 19 2.3 Tahapan Proses dan Diagram Alir Proses ............................................... 22 2.4 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ............................................................. 29 BAB III

SPESIFKASI ALAT PROSES .......................................................... 32

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES ........................................................ 40

BAB V

MANAJEMEN PERUSAHAAN ........................................................ 46

BAB VI

EVALUASI KELAYAKAN EKONOMI .......................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 57 LAMPIRAN ...................................................................................................... 61 commit to user iv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI Gambar 1.1 Neraca massa dan energi proses produksi 1 ton CPO ........................ 2 Gambar 1.2 Peta lokasi pendirian pabrik .............................................................. 4 Gambar 1.2 Jenis gasifier ..................................................................................... 7 Gambar 1.4. Prinsip proses gasifikasi ................................................................... 9 Gambar 1.5. Skema konversi gas produser ......................................................... 12 Gambar 1.6 Cangkang sawit .............................................................................. 13 Gambar 2.1 Diagram alir kualitatif ..................................................................... 26 Gambar 2.2 Diagram alir kuantitatif ................................................................... 27 Gambar 2.3 Diagram Alir Proses........................................................................ 28 Gambar 2.4 Tata letak peralatan proses .............................................................. 30 Gambar 2.5 Sketsa tata letak pabrik ................................................................... 31 Gambar 4.1 Skema pengolahan air ..................................................................... 44 Gambar 5.1 Struktur organisasi .......................................................................... 47 Gambar 6.1 Grafik analisa kelayakan ................................................................. 55

commit to user v


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Karakteristik berbagai jenis gasifier ...................................................... 6 Tabel 1.2 Sifat fisika gas produser ..................................................................... 13 Tabel 1.3 Komposisi gas produser pada beberapa jenis reaktor gasifikasi .......... 15 Tabel 1.4 Komponen kimia tar biomassa sebagai fungsi suhu reaksi .................. 16 Tabel 2.1 Data termodinamika reaksi pengendali ............................................... 22 Tabel 2.2 Neraca massa total .............................................................................. 24 Tabel 2.3 Neraca panas total .............................................................................. 25 Tabel 3.1 Spesifikasi alat – alat proses ............................................................... 33 Tabel 3.2 Spesifikasi alat penukar panas (Heat Exchanger) ................................ 36 Tabel 3.3 Spesifikasi blower dan pompa proses ................................................. 38 Tabel 4.1 Jumlah kebutuhan air proses .............................................................. 42 Tabel 4.2 Spesifikasi pompa utilitas ................................................................... 43 Tabel 4.3 Total kebutuhan listrik proses dan utilitas ........................................... 45 Tabel 4.4 Total kebutuhan listrik pabrik ............................................................. 45 Tabel 5.1 Jadwal pembagian kelompok shift ...................................................... 50 Tabel 5.2 Perincian golongan, kualifikasi, jumlah dan gaji karyawan ................. 52 Tabel 6.1 Kesimpulan analisa kelayakan ............................................................ 55

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN

Nama

Pemakaian pertama kali pada halaman 10



Fraksi Ruang Kosong Kosong

BBM

Bahan Bakar Minyak

6

BFBG

Bubbling Fludized Bed Gasifier

4

CFBG

Circulating Fludized Bed Gasifier

4

CFD

Computational Fluid Dynamic

10

CPO

Crude Palm Oil

1

EV

Equivalence Ratio

10

G

Laju Alir Gas Yang Dirumuskan

10

GRT

Gas Reduction Time

10

kW

Kilo Watt

2

kWh

Kilo Watt Hour

1

LPG

Liquified Petroleum Gas

12

MJ

Mega Joule

5

MW

Mega Watt

5

Nm3

Normal Meter Kubik

i

PLN

Perusahaan Listrik Negara

2

PLTD

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

16

POME

Palm Oil Mill Efluent

1

PT

Perseroan Terbatas

1

SGR

Spesific Gas Rate

10

SSR

Spesific Solid Rate

10

T

Temperatur

10

TBS

Tandan Buah Segar

1

TKKS

Tandan Kosong Kelapa Sawit

1

Vb

Air Blast Velocity

11

commit to user vii


digilib.uns.ac.id

INTISARI

Annas Fauzy dan E. Muhammad Firdaus, 2012, Prarancangan Pabrik Gas Produser dari Gasifikasi Cangkang Sawit dan Udara, Kapasitas 1.500.000 Nm3/Tahun. Program Studi S1 Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Pengurangan limbah biomassa berupa cangkang sawit di PT Agricinal dapat dilakukan dengan mengkonversi cangkang sawit menjadi energi melalui menjadi gas produser melalui proses gasifikasi. Gas produser tersebut dimanfaatkan sebagai subtitusi bahan bakar mesin diesel-genset untuk produksi listrik dan bahan bakar keperluan rumah tangga para buruh petik kelapa sawit di sekitar pabrik. Dari kebutuhan konsumen, maka dirancang pabrik gas produser berkapasitas 1.500.000 Nm3/tahun. Gasifikasi biomassa adalah reaksi kimia pada temperatur 800 - 1200 °C antara biomassa dengan media penggasifikasi sebesar 20% - 30% dari kebutuhan stoikiometri pembakaran sempurna. Proses gasifikasi menghasilkan gas produser dan sebagian kecil kandungan partikel padat, abu dan tar. Gas produser tersebut akan mensubtitusi 65% bahan bakar mesin diesel-genset untuk produksi listrik. Tahapan proses meliputi penyiapan bahan baku cangkang sawit dan udara, pembentukan gas produser dalam gasifier jenis fixed bed down-draft, pemurnian gas produser, dan pemasukan gas ke mesin diesel-genset. Pemurnian gas produser dilakukan hingga kandungan tar tidak lebih dari 50 - 100 mg/Nm3, kandungan abu maksimum 50 mg/Nm3, ukuran debu tidak lebih dari 10 μm, dan temperatur gas di bawah 40 oC agar tidak mengurangi performansi dan umur mesin diesel-genset. Pabrik direncanakan berdiri di sekitar perkebunan kelapa sawit milik PT Agricinal Desa Sebelat, Kecamatan Putri Hijau, Bengkulu Utara dan dibangun di atas tanah seluas 200 m2, pabrik beroperasi selama 14 jam per hari dan 300 hari per tahun dengan jumlah tenaga kerja 0,05 manhour/Nm3 produk. Kebutuhan utilitas meliputi air tanah dalam sebanyak 15,06 kg/Nm3 produk, listrik sebesar 0,03 kWh/Nm3 produk. Bentuk perusahaan adalah CV (Perseroan Komanditer) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Pabrik direncanakan mulai konstruksi di awal 2012 dan bisa beroperasi pada awal tahun 2013 dengan umur pabrik 10 tahun. Modal tetap pabrik sebesar Rp. 849.922.368,- dan total biaya produksi sebesar Rp. 544,-/Nm3 produk. Analisis kelayakan menunjukkan bahwa ROI sebelum pajak 45,42% dan setelah pajak 34,06%. POT sebelum pajak 1 tahun sebesar 1,8 tahun dan setelah pajak 2,27 tahun, BEP 43,47%, SDP 32,04% dan DCF sebesar 32,33%. Berdasarkan nilai parameter-parameter di atas maka pabrik ini dapat dipertimbangkan untuk realisasi pembangunannya.

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Industri minyak kelapa sawit mentah (CPO) merupakan salah satu industri strategis, karena berhubungan dengan sektor pertanian (agro‐based industry) yang banyak berkembang di negara‐negara tropis seperti Indonesia, Malaysia dan Thailand. Luas lahan perkebunan kelapa sawit di Indonesia saat ini sebesar 7,8 Mha dengan produktivitas 3,7 ton/hektar/tahun sehingga total produksi minyak kelapa sawit mentah 29 Mton/tahun. Hal ini menempatkan Indonesia sebagai penghasil minyak kelapa sawit mentah terbesar dunia. Salah satu daerah penghasil minyak kelapa sawit mentah di Indonesia adalah Provinsi Bengkulu. Perkebunan kelapa sawit di Bengkulu seluas 100.934 ha mampu menghasilkan 981.413,31 ton/tahun TBS setara dengan 265.246,84 ton CPO (Dinas Perkebunan Provinsi Bengkulu, 2007). Pabrik penghasil minyak kelapa sawit mentah selama ini dikenal sebagai pabrik bersifat energy self-sufficient, yaitu mampu menyediakan energi secara mandiri. Kebutuhan energi tersebut terpenuhi terutama dari limbah biomassa hasil proses produksi, misalnya serabut dan cangkang sawit. Biomassa tersebut biasanya dimanfaatkan sebagai sumber energi panas keperluan boiler melalui proses pembakaran langsung. Steam hasil bertekanan ±20 kg/cm2 dipergunakan sebagai penggerak turbin listrik. Steam keluaran turbin bertekanan ±5 kg/cm2 digunakan untuk proses pemasakan kelapa sawit. commit to user 1


digilib.uns.ac.id

Proses produksi 1 ton CPO memerlukan TBS, steam dan energi listrik berturut-turut 3,7 ton, 0,75 ton dan 20 kWh maka menghasilkan limbah biomassa berupa 520 kg serabut, 220 kg cangkang sawit, 850 kg TKKS, dan 1,86 ton POME (Hussain, 2006). PT Agricinal (selanjutnya disebut pabrik) merupakan pabrik penghasil CPO yang terletak di Desa Sebelat, Kecamatan Putri Hijau, Bengkulu Utara dengan kapasitas produksi CPO 60 ton/jam. Pabrik membutuhkan TBS, steam dan energi listrik berturut-turut 222 ton, 45 ton dan 1200 kW dan menghasilkan limbah biomassa berupa 31,2 ton serabut, 13,2 ton cangkang sawit, 51 ton tandan TKKS, dan 111,6 ton limbah POME (Gambar 1.1). Steam 0,75 Listrik 20 kW

3,7 ton Tandan BuahSegar (TBS)

0,85 ton Tandan Kosong Sawit

Proses

0,52 ton Serabut

1 ton Minyak Sawit Mentah

0,22 ton Cangkang Sawit

1,86 ton POME

Gambar 1.1 Neraca massa dan energi proses produksi 1 ton CPO Selama ini pemanfaatan limbah biomassa terutama cangkang sawit dan serabut adalah untuk bahan bakar boiler sebesar 6,6 ton/jam, jadi laju produksi limbah biomassa tersebut lebih besar daripada laju pemanfaatannya. Salah satu cara pemanfaatan limbah tersebut, terutama cangkang sawit adalah melalui penerapan teknologi gasifikasi. Teknologi ini mengubah nilai kalor commit to user 2


digilib.uns.ac.id

bakar cangkang sawit menjadi panas melalui gasifier dan menghasilkan gas bakar (gas produser) yang berpotensi sebagai subtitusi parsial bahan bakar solar mesin diesel-genset untuk produksi listrik. Walaupun kebutuhan listrik pabrik telah tercukupi, tetapi masih banyak kelompok masyarakat di lingkungan perkebunan belum memperoleh fasilitas listrik karena kendala infrastruktur

yaitu lokasi terisolasi sehingga

menyulitkan pembangunan jaringan PLN. Selain energi listrik, masyarakat di sana juga kesulitan bahan bakar untuk keperluan rumah tangga.

1.2 Kapasitas Perancangan Pabrik Kapasitas perancangan ditentukan berdasarkan kebutuhan energi listrik perumahan buruh pemanen kelapa sawit di sekitar pabrik. Terdapat sekitar 200 kepala keluarga disuatu lokasi yang membutuhkan total daya listrik sebesar 200 kWh. Jadi, diperlukan umpan cangkang sawit 180 kg/jam agar menghasilkan gas produser 379 Nm3/jam untuk subtitusi 65% kebutuhan bahan bakar atau setara 130 kWe.

1.3 Lokasi Pabrik Penentuan lokasi pabrik harus memperhitungkan biaya produksi dan biaya distribusi minimum serta faktor lain seperti lahan perluasan pabrik, keadaan sosial masyarakat sekitar pabrik dan lain-lain. Pemilihan yang tepat memberikan mempengaruhi

kontribusi

penting,

kedudukan

karena

pabrik dalam commit to user 3

lokasi

suatu

persaingan

pabrik

dan

akan

penentuan


digilib.uns.ac.id

kelangsungan produksinya. Pemilihan lokasi pabrik didekatkan pada sumber bahan baku yaitu PT Agricinal (Gambar 1.2) dan konsumen yaitu rumah buruh petik kelapa sawit sehingga memudahkan dalam transportasi bahan baku, kebutuhan energi, kebutuhan air, dan tenaga kerja oleh penduduk lokal. Dengan pertimbangan tersebut, maka lokasi pabrik gas produser melalui penerapan teknologi gasifikasi cangkang sawit sebagai subtitusi bahan bakar diesel direncanakan berdiri di sebelah PT Agricinal Desa Sebelat, Kecamatan Putri Hijau, Bengkulu Utara. Gas produser tersebut digunakan untuk subtitusi sebagian solar diesel-genset yang menghasilkan listrik untuk pemenuhan energi listrik perumahan buruh pemanen kelapa sawit.

Gambar 1.2 Peta lokasi pendirian pabrik

commit to user 4


digilib.uns.ac.id

1.4 Tinjauan Pustaka Barea (2010) menggolongkan gasifier menjadi tiga berdasarkan susunan bahan bakar yaitu: fixed atau moving bed, fluidized bed, dan entrained bed. Pada jenis reaktor fixed-bed sebenarnya terjadi aliran secara lambat biomassa dalam reaktor secara gravitasi, sehingga jenis ini juga disebut sebagai moving-bed. Biomassa akan mengalir ke bawah secara lambat dalam reaktor berbentuk tabung, seiring dengan laju pembakaran yang terjadi pada bagian bawah tumpukan tersebut. Selama proses gasifikasi, nyala api terjadi di bagian bawah reaktor, sehingga nama lengkap untuk jenis ini adalah movingbed fixed-flame. Reaktor moving bed cocok untuk biomassa yang mudah bergerak ke bawah oleh gaya gravitasi misalnya cangkang sawit, serpih kayu (wood chips), kayu potong kecil, tongkol jagung, tempurung kelapa, dan sebagainya. Jenis reaktor moving bed terdiri dari 2 macam atas dasar perbedaan aliran reaktor yaitu down-draft (co-current) dan up-draft (countercurrent). Reaktor jenis ini digunakan untuk kapasitas kecil dengan kisaran kilowatt sampai beberapa megawatt. Reaktor jenis up-draft lebih cocok digunakan sebagai reaktor penghasil gas produser keperluan tungku sedangkan jenis down-draft dipakai sebagai reaktor penghasil gas produser keperluan bahan bakar motor bakar pembakaran dalam karena kandungan tarnya rendah sehingga lebih mudah dan murah pembersihannya. Jenis fluidized bed memiliki beberapa kelebihan daripada fixed-bed atau moving-bed terutama pada proses pencampuran bahan baku, kecepatan laju alir, dan ukuran yang lebih besar untuk dibangun. Reaktor jenis ini commit to user 5


digilib.uns.ac.id

memiliki dimensi dan daya yang dihasilkan lebih besar daripada fixed-bed. Atas dasar aliran udara terhadap tumpukan bahan bakar, reaktor fludized bed terbagi yaitu BFBG dan CFBG. Circulating memiliki dimensi yang lebih besar daripada bubbling karena terdiri dari unit pendaur ulang umpan yang diinjeksikan terus menerus, dan menghasilkan daya yang lebih besar dari pada BFBG. Jenis entrained bed dilengkapi dengan penghilang abu sehingga gas yang dihasilkan lebih bebas pengotor atau tar. Reaktor ini dirangkai dengan pembangkit listrik skala besar (>100 MWth). Perbandingan karakteristik dan gambar berbagai gasifier dapat dilihat pada Tabel 1.1 dan Gambar 1.3. Tabel 1.1 Karakteristik berbagai jenis gasifier (Kuncoro, 2009) Moving beds

Fluid beds Entrained

Counter Co-current

Bubbling

Circulating

beds

current Suhu, °C

700-1200

700-900

Tar

Rendah

Tinggi

Kontrol

Mudah

Intermediete Intermediete

± 1500

Sedang

Sedang

Tidak ada

Sedang

Sedang

Kompleks

10 – 100

> 20

>100

Paling Mudah Skala, MW

<5

< 20

Udara dapat dipergunakan sebagai gasifying agent karena murah tetapi menghasilkan gas produser bernilai kalor rendah akibat kandungan N2 tinggi. Bila dipergunakan O2 murni, commit nilai kalor gas produser meningkat tetapi biaya to user 6


digilib.uns.ac.id

operasi juga akan meningkat. Wang dkk (2008) menyebutkan bahwa steam secara signifikan dapat meningkatkan nilai kalor sampai dengan 10 – 15 MJ/Nm3 bila dibandingkan dengan udara hanya mencapai 3 – 6 MJ/Nm3. Suhu steam dan perbandingan mol steam terhadap karbon (S/C) berpengaruh terhadap suhu reaksi yang pada akhirnya berpengaruh pada komposisi gas produser. Kandungan H2 juga dapat mencapai 35% – 55% volume bila menggunakan steam pada suhu lebih tinggi dari 1200 K (Umeki dkk, 2010).

(a)

(b)

(c) Gambar 1.2 Jenis gasifier a) up-draft; b) down-draft; c) fludized bed commit to user 7


digilib.uns.ac.id

Mekanisme reaksi proses gasifikasi terjadi ketika pemanasan awal dalam gasifier, biomassa padatan-padatan kecil akan melepaskan zat volatilnya (CO,H2, H2O, C3H6), dengan adanya pelepasan gas tersebut maka akan terjadi penyusutan dan menyisakan padatan karbon. Reaksi karbon dengan CO2, H2O, O2 dan menghasilkan gas H2,dan CO terjadi di permukaan arang tersebut. Tahapan reaksi gasifikasi di dalam reaktor gasifier terdiri dari tahap pengeringan, pirolisis, reduksi, dan oksidasi (Gambar 1.4). Tahap pengeringan terjadi akibat pengaruh panas yang terjadi sebagai sebagai hasil reaksi oksidasi. Bila temperatur biomassa telah mencapai sekitar 250 °C, tahapan pirolisis dimulai. Pada tahapan ini terjadi perengkahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil akibat pengaruh temperatur tinggi. Proses ini berlangsung sampai temperatur 500 oC. Hasil proses pirolisis ini adalah arang, uap air, uap tar, dan gas-gas. Tahap reduksi terjadi pada temperatur diatas 600 °C. Pada tahapan ini arang bereaksi dengan uap air dan karbon dioksida sehingga terbentuk hidrogen dan karbon monoksida sebagai komponen utama gas hasil. Tahap oksidasi terjadi saat sebagian kecil biomassa atau hasil pirolisis dibakar dengan udara sehingga menghasilkan panas yang diperlukan oleh ketiga tahap tersebut di atas. Proses oksidasi (pembakaran) ini dapat mencapai temperatur 1200 oC yang berguna untuk proses perengkahan tar lebih lanjut.

commit to user 8


digilib.uns.ac.id

udara, oksigen atau uap air

bahan bakar panas

Pengeringan 100 – 200 oC bahan bakar kering

H2 O panas Pirolisis 200 – 500 oC arang, tar, H2O

arang, abu

Oksidasi + 1200 oC panas Reduksi + 800 oC gas panas: CO2, H2O, N2, dll.

abu

gas produser: CO, H2, CH4 CO2, H2O, N2 dan

tar

Gambar 1.4. Prinsip proses gasifikasi (Pranolo, 2010) Gasifikasi adalah reaksi kimia pada temperatur 800 - 1200 °C antara biomassa dengan media penggasifikasi sebesar 20% - 30% dari kebutuhan stoikiometri pembakaran sempurna. Proses gasifikasi menghasilkan gas yang secara praktis dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar atau sumber bahan kimia. Gas yang dihasilkan dinamakan gas produser, dengan komposisi kimia tipikal 24,9% CO, 11,6% H2, 12,5% CO2, 1,8% CH4, 49,3% N2, dan sebagian kecil kandungan partikel padat, abu dan tar (Susanto, 2005). Gasifikasi biomassa dapat menghasilkan gas produser dengan nilai kalor bakar sebesar 4100 kJ/Nm3 (Susanto, 2010). Gas ini dapat dimanfaatkan langsung sebagai bahan bakar pada unit pemanas, atau untuk subtitusi-parsial BBM internal combustion engine. Gas produser dialirkan ke dalam internal combustion engine melalui commit to user aliran udara masuk motor dengan sistem sambungan pipa silang atau sistem 9


digilib.uns.ac.id

injeksi. Sambungan silang sangat sederhana dan murah, sesuai untuk kapasitas rendah. Disamping panas pembakarannya, gas hasil harus memenuhi persyaratan-persyaratan berikut ini agar tidak mengurangi performansi dan umur motor (Affendi, 2010): a. Kandungan tar tidak lebih dari 50 - 100 mg/Nm3, b. Kandungan abu maksimum 50 mg/Nm3, c. Ukuran debu tidak lebih dari 10 μm, d. Temperatur gas di bawah 40 oC Kinerja proses gasifikasi dipengaruhi oleh medium-gasifikasi (jenis dan jumlahnya: udara, oksigen, steam atau campurannya), kondisi operasi (temperatur dan tekanan), jenis gasifier (teknik pengontakan biomassa dengan media penggasifikasi), dan karakteristik biomassa (komposisi C-H-O-abu, kadar air, panas pembakaran, bentuk dan ukuran partikel, massa jenis curah). Persyaratan teknis umpan gasifier yang perlu diperhatikan diantaranya, kadar air biomassa tidak lebih dari 30%, bentuk partikel mendekati bulat atau kubus, ukuran partikel antara 0,5 - 5,0 cm, tidak banyak mengandung zat-zat anorganik, rapat massanya di atas 400 kg/m3. Salah satu contoh pemanfaatan gasifikasi biomassa menjadi listrik adalah di PT Pertani, Kecamatan Haurgeulis, Kabupaten Indramayu, Jawa Barat. Biomassa berupa sekam padi hasil limbah penggilingan padi di PT Pertani dimanfaatkan sebagai bahan baku proses gasifikasi yang menghasilkan gas produser. Gas produser dimanfaatkan motor diesel sebagai pengganti sebagian solar yang menggerakkan generator listrik berkapasitas 100 kW. commit to user 10


digilib.uns.ac.id

Listrik yang dihasilkan dipergunakan untuk sumber energi mesin pengering gabah dan mesin giling padi. Pemakaian sekam sejumlah sekitar 90 - 100 kg/jam dapat menghemat pemakaian solar tertinggi sebesar 60% (Susanto, 2006). Biomassa sebagai sumber energi melalui proses gasifikasi juga telah diterapkan di India. Di Chenglepet, Tamil Nadu, India didirikan unit gasifikasi biomassa yang diintegrasikan dengan unit pembangkit tenaga listrik berkapasitas 200 kW dan dilengkapi dengan sistem pendingin gas dan tempat pembuangan abu. Jenis biomassa yang tersedia berupa kayu kandi, kayu pinus, sabut kelapa dan sekam. Energi listrik yang dihasilkan dimanfaatkan sebagai penggerak pompa air bagi keperluan irigasi tetapi harga energi listrik per kWh yang dibangkitkan dari sistem ini masih relatif mahal secara pembangkit listrik konvensional, sehingga proyek tersebut lebih bersifat sosial karena pengoperasiannya masih disubsidi pemerintah (Pranolo, 2009). Pabrik gas produser ini akan menggunakan reaktor gasifikasi fixed-bed jenis down-draft (co-current) karena menghasilkan tar lebih rendah dibandingkan jenis up-draft dan kemudahan pengendalian operasi. Pemilihan cangkang sawit karena ketersediaannya yang berlimpah serta memiliki nilai kalor tinggi yaitu 12,7 MJ/kg (Dwipramana, 2011).

commit to user 11


digilib.uns.ac.id

1.4 Kegunaan Produk Gas produser tidak hanya dapat dikonversi menjadi energi listrik, namun dapat dikonversi menjadi bahan bakar cair dan senyawa kimia menggunakan katalis yang ditunjukkan pada Gambar 1.5 (Swanson, 2010). Diesel

Electric

Alkanes Alcohols Aldehydes

Diesel Gasoline Olefins

Ethanol

Gas produser Isobutane Hydrogen

MTBE Gasoline Olefins

Methanol M100 M85 DME

Gambar 1.5. Skema konversi gas produser

1.5 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Senyawa Terlibat Cangkang sawit dihasilkan pada proses pemisahan cangkang dan daging buah menggunakan proses hidrocyclone, berbentuk bulat pipih, dengan dimensi 2 x 1 cm (Gambar 1.6) memiliki kadar air sebesar 12,5% dan mengandung selulosa 32,93%, hemiselulosa 12,03%, lignin 42,85% (Halim, 2000), serta bulk density sebesar 440 kg/m3 (Puad, 2001). Analisa proksimat suatu jenis cangkang sawit menunjukkan kandungan volatile sebesar 67%, fixed karbon 21,2%, moisture 9,7%, ash 2,1% (Hussain, 2006) dan analisa commit to user ultimat cangkang sawit karbon 55,35%, hidrogen 6,27%, oksigen 38,01%, 12


digilib.uns.ac.id

nitrogen 0,37%, dan kalor bakar sebesar 12,70 MJ/kg (Puad, 2001). Sifat fisika gas hasil gasifikasi dapat dilihat pada Tabel 1.2 (Perry, 2008).

Gambar 1.6 Cangkang sawit Tabel 1.2. Sifat fisika gas produser Berat

Titik didih

Temperatur

Tekanan kritis

Molekul

(ºC)

kritis (ºC)

(atm)

Senyawa

CO

28,01

-91,45

-140,2

34,53

H2

2,02

-252,60

-229,92

19,58

H2O

18,02

100

374,15

218,31

O2

32,00

-182,95

-118,38

50,14

N2

28,01

-195,8

-146,96

33,5

CO2

44,01

-78,55

30,95

72,74

CH4

16,04

-161,52

-82,45

45,8

C6H6

78,00

78,11

80,1

289,05

commit to user 13


digilib.uns.ac.id

Selain menghasilkan gas diatas, proses gasifikasi juga menghasilkan tar. Senyawa tar memiliki titik embun dibawah titik embun gas produser dan dapat menyebabkan fouling pada peralatan pendukung gasifier maupun pada diesel engine. Senyawa tar pada umumnya merupakan senyawa nonpolar yang tidak dapat larut dalam air, namun terdapat senyawa tar khusus yang bersifat polar dan dapat larut dalam air, misalnya fenol. Fenol mempunyai sifat racun yang dapat mematikan biota pada saluran yang dilewati larutan ini pada konsentrasi tertentu. Permasalahan fenol tampak sekali muncul khususnya pada sistem pembersihan gas menggunakan air sebagai media pembersih, limbah cair yang dihasilkan banyak mengandung senyawa fenol. Jumlah dan komponen penyusun tar hasil pirolisis dan gasifikasi biomassa dipengaruhi oleh jenis dan sifat biomassa (ukuran, kadar air), jenis tipe proses dalam reaktor, dan variabel proses, seperti jumlah oksigen, perbandingan uap-biomassa, tekanan, temperatur gasifikasi dan waktu tinggal. Jika menggunakan tipe down-draft gasifier maka akan banyak menghasilkan tar berupa benzene (C6H6) sedangkan jika menggunakan up-draft gasifier akan banyak menghasilkan tar berupa acetic (C2H4O2). Contoh pengaruh jenis gasifier terhadap komposisi gas produser dan tingkat kontaminan tersaji pada Tabel 1.3 (Milne dkk., 1998) dan pengaruh temperatur reaksi terhadap komponen penyusun tar dapat dilihat pada Tabel 1.4 (Milne dkk., 1998). Proses gasifikasi unggun tetap tipe up-draft menghasilkan jumlah kandungan tar yang lebih banyak dari padatipe unggun fluidisasi, dan tipe unggun fluidisasi menghasilkan tar dalam jumlah yang lebih banyak dari pada commit to user 14


digilib.uns.ac.id

gasifikasi unggun tetap tipe down-draft. Hal ini karena tar hasil pirolisis terbawa bersama gas dan kemudian masuk ke daerah gasifikasi dan pembakaran pada temperatur tinggi. Pada daerah ini tar akan terurai.Pada umumnya kandungan tar masing-masing jenis adalah: up-draft 150 g/Nm3, unggun fluidisasi 10 g/Nm3, dan down-draft 2 g/Nm3 (Milne dkk., 1998). Tabel 1.3 Komposisi gas produser (kayu) pada beberapa jenis reaktor gasifikasi Down Up draft

CFB draft

Kandungan air dalam kayu

50%

16%

Temperatur, °C

800-1400

Tekanan, atm

atmosferis

15%

Komposisi gas produser Karbon dioksida (CO2)

10,0%

12,9%

15,0%

Karbon monoksida (CO)

20,0%

18,0%

15,4%

Hidrogen (H2)

14,0%

14,2%

14,8%

Metana (CH4)

2,5%

1,9%

4,2%

53,5%

53,0%

39,6%

Nitrogen

(N2,

by

difference) Tingkat kontaminan Partikel, g/Nm3

0,1 – 0,5

0,1 – 1

20 – 60

Tar, g/Nm3

50 – 150

0,5 – 2

7 – 10

commit to user 15


digilib.uns.ac.id

Tabel 1.4 Komponen kimia tar biomassa sebagai fungsi suhu reaksi Flash Pirolisis

Flash Pirolisis

Gasifikasi Steam

Gasifikasi Steam

Konvensional

Temperatur tinggi

Konvensional

Temperatur tingi

(450 – 500 oC)

(600 – 650 oC)

(700 – 800 oC)

(900 – 1000 oC)

Asam (H+)

Benzena (C6H6)

Naptalena

Naptalena

Aldehid (RCOH)

Fenol (C6H6O)

(C10H8)

(C10H8)

Keton (RCOR’)

Katekol (1,2-

Asenaptilena

Asenaptilena

Furan (C7H4O)

dihidroksibenzen)

Fluorena

Penantrena

Alkohol

Naptalena

Penantrena

Fluorantena

(CnH2n+1OH)

(C10H8)

Benzaldehid

Pirena

Fenol (C6H6O)

Bipenil

Fenol (C6H6O)

Asepenantrilena

Guaiakol

Penantrena

Naptofuran

Benzantransena

(CH3O.C6H4OH)

Benzofuran

Benzantransena

Benzopirena

Siringol

Benzaldehid

226 MW PAHs

Fenol komplek

276 MW PAHs

Berikut adalah sifat kimia dari tar berupa benzene (C6H6) a. Benzena merupakan cairan yang mudah terbakar b. Benzena lebih mudah mengalami reaksi substitusi daripada adisi c. Benzena dapat bereaksi dengan halogen dengan katalis besi (III) klorida membentuk halida benzena dan hidrogen klorida. d. Benzena bereaksi dengan asam sulfat membentuk asam benzena sulfonat, dan air.

commit to user 16


digilib.uns.ac.id

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku Cangkang Sawit Komposisi (% berat)

:

Selulosa

= 32,93

Hemiselulosa = 12,03

Analisa Proximate (% berat) :

Lignin

= 42,85

Kadar air

= 12,5

Volatile

= 67

Fixed carbon = 21,2

Analisa Ultimate (% berat) :

Moisture

= 9,7

Abu

= 9,7

Karbon

= 55,35

Hidrogen

= 6,27

Oksigen

= 38,01

Nitrogen

= 0,37

Bulk Density : 440 kg/m3

Udara Komposisi (% berat)

:

N2

= 79

O2

= 21

commit to user 17


digilib.uns.ac.id

2.1.2 Spesifikasi Produk Gas Produser Komponen (% vol)

CO

: 24,9

H2

: 11,6

CH4

: 1,8

CO2

: 12,5

N2

: 49,3

Nilai Kalor: 4100 kJ/Nm3 Kontaminan berupa: a) kandungan tar (C6H6) 50 mg/Nm3 (ketentuan 50 - 100 mg/Nm3), b) kandungan abu tidak ada (maksimum 50 mg/Nm3), c) ukuran debu tidak lebih dari 10 μm, d) temperatur gas di bawah 40 oC. Sifat kimia gas produser sebagai berikut: 

Hidrogen -

Bereaksi dengan oksigen menghasilkan H2O (air) 2 H2 + O2  2H2O



-

Sangat mudah terbakar dan meledak pada temperatur 560 oC

-

Akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas.

Karbon monoksida -

Mudah terbakar dan menghasilkan lidah api berwarna biru.

-

Bereaksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida.

-

Bersifat racun. commit to user 18






digilib.uns.ac.id

Karbon dioksida -

Tidak dapat terbakar.

-

Dalam konsentrasi yang tinggi ( >10.000 ppm ) bersifat racun.

Metana -

Pembakaran metana menghasilkan karbon dioksida dan uap air. CH4 + O2  CO2 + H2O

-

Reaksi halogenasi gas metana menghasilkan klorometana dan HCl CH4 + Cl2  CH3Cl + HCl





Nitrogen -

Mudah menguap, bersifat diamagnetik dan tidak reaktif.

-

Elektronegatifannya paling tinggi dalam satu golongan

Benzene -

Benzena merupakan cairan yang mudah terbakar

-

Benzena lebih mudah mengalami reaksi substitusi daripada adisi

-

Benzena dapat bereaksi dengan halogen dengan katalis besi (III) klorida membentuk halida benzena dan hidrogen klorida.

-

Benzena bereaksi dengan asam sulfat membentuk asam benzena sulfonat, dan air.

2.2 Konsep Reaksi Pada sub bab ini akan dibahas mengenai konsep reaksi gasifikasi cangkang sawit ditinjau dari dasar reaksi, kondisi operasi, mekanisme reaksi, termodinamika dan kinetika yang terjadi.

commit to user 19


digilib.uns.ac.id

2.2.1 Dasar Reaksi Pada proses gasifikasi karbon padat dari batu bara maupun biomassa terjadi proses reaksi kimia yang menghasilkan karbon dan gas CO, CO 2, CH4, H2O yang didapat dari reaksi-reaksi berikut (Higman, 2008). Reaksi pembakaran, C + ½ O2 → CO

ΔHf = −111 MJ/kmol

(2.1)

CO + ½ O2 → CO2


(2.2)

H2 + ½ O2 → H2O


(2.3)

2 CO

ΔHf = +172 MJ/kmol

(2.4)

CO+H2

ΔHf = +131 MJ/kmol

(2.5)

CH4


(2.6)

CO2 + H2

ΔHf = − 41 MJ/kmol

(2.7)

ΔHf = + 206 MJ/kmol

(2.8)

Reaksi Boudouard, C + CO2 Water gas reaction, C + H2 O dan reaksi metanasi, C + 2 H2 CO shift reaction: CO + H2O

dan reaksi steam methane reforming: CH4 + H2O

CO+ 3 H2

Sedangkan pada water gas shift reactor (WGSR)

reaksi yang terjadi adalah

(Smith,2010): CO + H2O

ΔHf = − 41 MJ/kmol

CO2 + H2

commit to user 20

(2.9)


digilib.uns.ac.id

2.2.2 Kondisi Operasi Pembentukan gas produser pada gasifier optimum pada temperatur 1143 K dan tekanan 1 atm (atmosferis). Fase reaksi berupa padat-gas-gas dan bersifat eksotermis dengan kondisi reaksi adiabatis.

2.2.3 Mekanisme Reaksi 1.

Tahap

pengeringan.

Akibat

pengaruh

panas,

biomassa

mengalami

pengeringan pada temperatur sekitar 100 oC. 2.

Tahap pirolisis. Bila temperatur mencapai 250 oC, biomassa mulai mengalami proses pirolisis yaitu perekahan molekul besar menjadi molekul kecil akibat pengaruh temperatur tinggi. Proses ini berlangsung sampai temperatur 500 o

C. Hasil proses pirolisis ini adalah arang, uap air, uap tar, dan gas-gas.

3.

Tahap reduksi. Pada temperatur di atas 600 oC arang bereaksi dengan uap air dan karbon dioksida sehingga terbentuk hidrogen dan karbon monoksida sebagai komponen utama gas hasil.

4.

Tahap oksidasi. Sebagian kecil biomassa atau hasil pirolisis dibakar dengan udara sehingga menghasilkan panas yang diperlukan oleh ketiga tahap tersebut di atas. Proses oksidasi (pembakaran) ini dapat mencapai temperatur 1200 oC, yang berguna untuk proses perekahan tar lebih lanjut.

commit to user 21


digilib.uns.ac.id

2.2.4 Tinjauan Termodinamika Sebagian besar reaksi yang terjadi pada proses gasifikasi adalah rekasi eksotermis. Penentu reaksi gasifikasi adalah CO shift reaction (II.7) termasuk reaksi irreversible (Tabel 2.1) (Yaws, 1999). Tabel 2.1. Data termodinamika reaksi pengendali Reaksi Reaksi (2.7) Reaksi (2.8)

ΔGo (kkal/mol)

K

Jenis Reaksi

109222814,2

Irreversible

-25,43 3,1432 x 1041

Irreversible

-4,76

2.3 Tahapan Proses dan Diagram Alir Proses Pembuatan gas produser dari gasifikasi cangkang sawit dibagi menjadi 3 tahap yaitu tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi, tahap pemurnian produk (Gambar 2.3). Sebelum masuk reaktor, cangkang sawit dikeringkan dengan cara dijemur sampai kadar air 20%. Ukuran cangkang sawit tidak perlu dikecilkan karena telah sesuai. Cangkang sawit yang telah dikeringkan diumpankan dalam gasifier. Gasifier yang dipakai ialah jenis down-draft fixbed gasifier. Gasifier ini bekerja pada kondisi operasi 1143 K dengan tekanan 1 atm menggunakan media gasifikasi berupa udara. Dalam gasifier terjadi pembentukan gas produser (H2, CO, CO2, H2O dan CH4) dan abu. Gas produser yang dihasilkan didinginkan sampai 40 °C. Setelah keluar dari gasifier gas produser di bersihkan dari pengotornya agar memenuhi syarat gas masuk mesin diesel. Gas dilewatkan cyclone untuk pembersihan partikulat dan abu yang terbawa oleh gas produser, setelah itu gas commit to user 22


digilib.uns.ac.id

produser diberihkan dari tar menggunakan spray tower dan venturi scrubber dengan menggunakan media pembersih air. Alat selanjutnya adalah demister yang berfungsi menghilangkan air yang terbawa gas produser, selanjutnya gas didinginkan menggunakan heat exchanger jenis double-pipe. Dalam perhitungan neraca massa, dibutuhkan bahan baku cangkang sawit sebanyak 180 kg/jam dan 268,86 kg/jam udara untuk produksi gas produser sebanyak 378,60 Nm3/jam, sehingga produk gas produser dalam satu tahun mencapai 1.500.000 Nm3. Perhitungan neraca massa total dapat dilihat pada Tabel 2.2 dan perhitungan neraca panas total pada Tabel 2.3.

commit to user 23


digilib.uns.ac.id

Produk

Gasifier

Cyclone

Spray Tower

Venturi Scrubber

Demister

Udara

------212,5

-----3,86 --

--------

--------

--------

--------

CO H2

----

56,46 ---

----

-107,23 3,55

----

----

----

----

----

CH4

--

--

--

4,33

--

--

--

--

--

CO2

--

--

--

84,29

--

--

--

--

--

C6H6

--

--

--

0,03

--

--

0,28

0,25

Partikulat

--------

--

--

--

--

--

--

0,05

--

--

Unburnt

O2

99,63 -11,29 -0,67 -0,00 -68,42 -3,86 --212,5

Output (kg/jam)

Air proses

C H N S O Abu N2

Input (kg/jam) Bahan baku

Komponen

Tabel 2.2 Neraca massa total

--

--

--

--

36,00

--

--

--

--

19,34

--

2300

--

--

--

H2O

Total

2772,19

821,47 1478,66 2772,19

commit to user 24

19,34


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.3 Neraca panas total No

Komponen

Input (J/jam)

1.

Cangkang sawit

2.

Heating value CKS

3.

Udara

4.

Q reaksi

5.

Air ke spray tower

6.

Air ke venturi scrubber

13.821.743,45

7.

Air ke heat exchanger

26.401.872,28

8.

Hasil bawah gasifier

9.

Q lost gasifier

Output (J/jam)

-4.985.780,34 2.286.000.000,00 -2.725.157,62 -195.763.561,97 7.678.682,49

3.935.884,57 131.125.149,00

10. Hasil bawah cyclone

4.087.417,63

11. Hasil bawah tower spray

48.005.210,69

12. Hasil bawah venturi scrubber

70.097.577,24

13. Hasil bawah demister

16.768.719,74

14. Air dari heat exchanger

132.009.361,40

15. Gas produser Total

1.737.189.029,98 2.130.427.798,29

Diagram alir ada tiga macam, yaitu : a. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.1) b. Diagram alir kuantitatif (Gambar 2.2) commit c. Diagram alir proses (Gambar 2.3)to user 25

2.130.427.798,29

1 atm 35 °C

H2O

1 atm 209 °C

HE

GD

1 atm 35 °C

1 atm 35 °C

CO H2 CH4 CO N2 C6H6

H2O

Cangkang Sawit

RG 1 atm 35 °C

1 atm 870 °C

26

Udara

Abu 1 atm 400 °C

1 atm 400 °C CO H2 CH4 CO N2 C6H6 H2O Abu Partikulat

CC

1 atm 400 °C

1 atm 314 °C

CO H2 CH4 CO N2 C6H6 H2O Abu

CO H2 CH4 CO N2 C6H6 H 2O

ST

1 atm 40 °C

GH VS

DM

1 atm 55 °C

C6H6 H2O Abu

C6H6 H2O Abu

Gambar 2.1 Diagram alir kualitatif

CO H2 CH4 CO N2 C6H6 H2O

Genset CO H2 CH4 CO N2 C6H6

1 atm 209 °C

1 atm 55 °C

26

H2O

CO H2 CH4 CO N2 C6H6 1 atm 40 °C

Abu 1 atm 400 °C

1 atm 50 °C

Flare

1 atm 50 °C H2O

Arus 3 (kg/jam) CO :107,23 H2 :3,55 CH4 :4,33 CO :84,29 N2 :212,50 C6H6 :0,57 H 2O :19,34 Partikulat :0,38 Jumlah :432,19

GD Arus 1 (kg/jam) C :99,63 H :11,29 N :0,67 O :68,42 H 2O :19,34 Abu :3,86 Jumlah :183,86

Arus 5 (kg/jam) CO :107,23 H2 :3,55 CH4 :4,33 CO :84,29 N2 :212,50 C6H6 :0,57 H 2O :19,34 Partikulat :0,06 Jumlah :431,87

Arus 10 (kg/jam) H2O : 1478,66 kg/jam

Arus 7 (kg/jam) H2O : 821,47 kg/jam

RG CC

ST

Arus 2 (kg/jam) O2 : 56,46 N2 : 212,40 Jumlah : 268,86

27

Arus 4 (kg/jam) Abu : 3,86 Unburn : 36,00 Jumlah : 39,86

Arus 6 (kg/jam) Partikulat : 0,32

Arus 9 (kg/jam) CO :107,23 H2 :3,55 CH4 :4,33 CO :84,29 N2 :212,50 C6H6 :0,28 H 2O :19,34 Jumlah :431,53

Arus 8 (kg/jam) Partikulat : 0,06 H2O : 821,47 Jumlah : 821,53

Gambar 2.2 Diagram alir kuantitatif

27

Arus 14 (kg/jam) CO :107,23 H2 :3,55 CH4 :4,33 CO :84,29 N2 :212,50 C6H6 :0,03 Jumlah :411,94

VS

Arus 11 (kg/jam) Partikulat : 0,26 H2O : 1478,66 Jumlah : 1478,92

DM

Arus 12 (kg/jam) CO :107,23 H2 :3,55 CH4 :4,33 CO :84,29 N2 :212,50 C6H6 :0,03 H 2O :19,34 Jumlah :431.28

Arus 13 (kg/jam) H2O : 19,34


digilib.uns.ac.id

28 commit to user

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses 28


digilib.uns.ac.id

2.4 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Tata letak pabrik adalah tempat kedudukan seluruh bagian pabrik, meliputi tempat kerja alat, tempat kerja karyawan, tempat penyimpanan barang, tempat penyediaan sarana utilitas, dan sarana lain bagi pabrik. Beberapa faktor perlu diperhatikan dalam penentuan tata letak pabrik, antara lain adalah pertimbangan ekonomis (biaya konstruksi dan operasi), kebutuhan proses, pemeliharaan keselamatan, perluasan di masa mendatang. Bangunan pabrik meliputi area proses, area tempat penyimpanan bahan baku dan produk, area utilitas, bengkel mekanik untuk pemeliharaan, gudang untuk pemeliharaan dan plant supplies, ruang kontrol, unit pemadam kebakaran, kantor administrasi, area parkir, dan taman. Pengaturan letak peralatan proses pabrik harus dirancang seefisien mungkin. Beberapa pertimbangan perlu diperhatikan yaitu ekonomi, kebutuhan proses, operasi, perawatan, keamanan, perluasan dan pengembangan pabrik. Peletakan alat–alat proses harus sebaik mungkin sehingga memberikan biaya kontruksi dengan operasi minimal. Biaya kontruksi dapat diminimalkan dengan mengatur

letak

alat

sehingga

menghasilkan

pemipaan

terpendek

dan

membutuhkan bahan kontruksi paling sedikit. Peletakan alat harus memberikan ruangan cukup bagi masing–masing alat agar dapat beroperasi dengan baik, dengan distribusi utilitas mudah. Peralatan membutuhkan perhatian lebih dari operator harus diletakkan dekat control room. Valve, tempat pengambilan sampel, dan instrumen harus diletakkan pada ketinggian tertentu sehingga mudah commit to user 29


digilib.uns.ac.id

dijangkau oleh operator. Peletakan alat proses harus memperhatikan ruangan untuk perawatan. Susunan

tata

letak

pabrik

harus

sangat

diperhatiakan

sehingga

memungkinkan adanya distribusi bahan – bahan dengan baik, cepat dan efisien. Hal tersebut akan sangat mendukung kelancaran didalam proses produksi pabrik yang dirancang. Gambar tata letak peralatan proses dapat dilihat pada Gambar 2.4 dan sketsa tata letak pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Keterangan: BE RG CC ST VB DM HE GH

: Bucket Elevator : Reaktor Gasifier : Cyclone : Spray Tower : Ventury Scrubber : Demister : Double Pipe Heat Exchanger : Gas Holder

Skala

: 1 : 1000

GH

HE

BE

RG

CC

ST

VB

Gambar 2.4 Tata letak peralatan proses

commit to user 30

DM


digilib.uns.ac.id

Area Parkir

Bengkel

Ruang Kontrol Kantor

Area Proses

Gudang Timbun Cangkang Sawit

Area Utilitas & UPL

Skala : 1 : 1000

Gambar 2.5 Sketsa tata letak pabrik

commit to user 31


digilib.uns.ac.id

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

Spesifikasi alat proses terdiri dari gudang timbun cangkang sawit, reaktor, cyclone, water spray, venturi scrubber, demister, double pipe heat exchanger, dan gas holder. Alat–alat tersebut merupakan peralatan proses dengan tugas masingmasing. Reaktor mempunyai tugas mereaksikan bahan baku cangkang sawit dan udara menjadi produk gas produser. Cyclone mempunyai tugas memisahkan hasil dari reaktor yang terdiri dari campuran gas dan padatan. Hasil atas dari keluaran cyclone berupa gas akan diproses di spray tower dan venturi scrubber dengan media penyerap air untuk penyerapan tar (benzene). Hasil bawah keluaran cyclone berupa padatan selanjutnya digunakan sebagai adsorbent di UPL. Hasil bawah water spray dan venturi scrubber berupa air dengan kandungan tar tinggi akan dialirkan ke UPL. Hasil produk keluaran atas water spray dan venturi scrubberakan dialirkan ke demister untuk pengurangan kandungan airnya selanjutnya diturunkan temperaturnya hingga 40 °C dalam double pipe heat exchanger. Selanjutnya gas ditampung sementara dalam gas holder sebelum diinjeksikan ke power engine. Selain fungsi masing-masing alat tersebut akan disebutkan spesifikasi

lain seperti jumlah, volume, kondisi operasi, bahan

kontruksi, dan dimensi alat. Hal tersebut tercantum pada Tabel 3.1, spesifikasi alat penukar panas (heat exchanger) tercantum pada Tabel 3.2 dan spesifikasi blower dan pompa pada Tabel 3.3.

commit to user 32

Tabel 3.1. Spesifikasi alat – alat proses Venturi Nama alat

Gudang Timbun

Gasifier

Cyclone

Spray Tower

Demister

Gas Holder

DM

GH

Memisahkan

Menampung

gas dan cairan

gas produser

(H2O)

sementara

Scrubber Kode

Fungsi

GD

RG

CC

Menyimpan

Mereaksikan

Memisahkan

cangkang sawit sementara

Cangkang sawit dan udara

ST

VB

Membersihkan

Membersihkan

tar

tar

padatan dan gas produser

Vertikal flat 33

Bangunan Tipe/jenis

Vertikal flat Fixed bed gasifier

-

Spray tower

Water scrubber

kotangan

head & head & bottom bottom

Jumlah

1

1

1

1

1

1

1

Volume, m3

-

-

-

-

-

-

4

Kondisi operasi

33

P, atm

1

1

1

1

1

1

1

T, oC

35

800 – 1200

400

313

209

209

40

-

0,5

-

-

-

-

36

Batu bata, kawat

Carbon Steel

Carbon Steel

Carbon steel

Carbon steel

Carbon Steel

Carbon Steel

kandang ayam

SA 283 C

SA 283C

SA 283 C

SA 283 C

SA 283 C

SA 283 C

7000 x 4000

-

-

-

-

-

640

300

420

285

1200

t, detik Bahan kontruksi Dimensi, mm

710 (reduksi), ID, mm

920 (bunker)

34

Tinggi, mm

2500

2040

2500

2380

2200

2060

3500

-

-

-

-

-

-

-

-

5

5

5

5

5

5

Tinggi head, mm Tebal shell, mm

34

Tebal head, -

5

-

-

-

5

5

-

asbestos

-

-

-

-

-

-

40

-

-

-

-

-

mm Bahan isolasi Tebal isolasi, mm

35 35


digilib.uns.ac.id

Tabel 3.2. Spesifikasi alat penukar panas (Heat Exchanger) Heat Exchanger – 01

Nama Alat Kode

HE

Jumlah

1

Fungsi

Mendinginkan gas produser

Tipe

Double-Pipe

Beban kerja, kJ/jam

94.459,854

Luas transfer panas, m2

2,29

Pipe Fluida

Air pendingin

Suhu operasi, oC

30 - 50

Debit, kg/jam

2801.01

IPS

3

OD, mm

88,9

SN

40

ID, mm

77,92

Flow area/pipe, m2

0,0048

External surface, m2/m

0,2802

Material

SA 283 Grade C

ΔP, atm

6,59E-12

Annulus Fluida

Gas produser commit to user

36


digilib.uns.ac.id

Suhu operasi, oC

209 - 40

Debit, kg/jam

411,94

IPS

4

OD, mm

114,3

SN

40

ID, mm

102,3

Flow area/pipe, m2

0,002

External surface, m2/m

0,362

Material

SA 283 Grade C

ΔP, atm

7,49E-09

Panjang, mm

3657,6

Jumlah hairpin

1

commit to user

37

Tabel 3.3. Spesifikasi blower dan pompa proses Nama alat Kode

Fungsi

Blower-01

Pompa-01

Pompa-02

Pompa-03

BL-01

WP-01

WP-02

WP-03

Kapasitas (gpm)

kolam penampungan air

kolam penampungan

ke unit pendingin &

air ke unit pendingin

pembersih

& pembersih

Single Stage Centrifugal

Single Stage Centrifugal

Single Stage

Pump

Pump

Centrifugal Pump

gasifier dan gas produser ke

penampungan air ke unit

38 Jumlah

Mengalirkan air dari

Mengalirkan air dari kolam

unit flare&gas holder

Tipe

Mengalirkan air dari Mengalirkan udara ke

pendingin & pembersih

Roots blower (Twin lobe)

1

1

1

1

2026,11

4,24

7,6379

14,4684

2

0,1

0,2

0,1

3

0,2

0,3

0,2

Power blower/ pompa (Hp) Power motor (Hp)

38

NPSH required (m)

-

0,7440

1,1009

1,6854

Comercial steel

Comercial steel

Comercial steel

Comercial steel

Nominal

-

1

1

1

SN

-

40

40

40

ID pipa (in)

-

26,64

26,64

26,64

Bahan kontruksi Pipa :

39 39


digilib.uns.ac.id

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik gas produser yang dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air (air proses, air pendingin, air konsumsi, dan sanitasi), unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar. 1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk pemenuhan kebutuhan air sebagai berikut: a. Air pendingin b. Air proses c. Air konsumsi umum dan sanitasi 2. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan

proses,

keperluan

pengolahan

air,

peralatan–peralatan

elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari diesel generator. 3. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator.

commit to user

40


digilib.uns.ac.id

4.1 Unit Pengadaan Air Kebutuhan air pada pabrik gas produser berasal dari air tanah 4.1.1 Air Pendingin Air pendingin menggunakan air tanah. Alasan digunakannya air tanah sebagai media pendingin adalah karena faktor – faktor sebagai berikut : a. Air tanah lebih mudah diperoleh. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. Air pendingin ini digunakan sebagai pada heat exchanger. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air tanah sebagai pendingin adalah : a. Partikel – partikel besar/makroba . b. Partikel – partikel kecil/mikroba (mikroorganisme) yang dapat menyebabkan fouling pada kondenser dan heat exchanger. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan penyaringan dan secara kimia adalah dengan penambahan tawas chlorination, demineralisasi, dan deaerasi. Tahapan pengolahan adalah : Air tanah dipompkan ke kolam flokulator. Di dalam kolam ditambahkan tawas/Alum (Al2(SO4)3) untuk penjernihan air dari larutan yang keruh. Klorin diinjeksikan secara kontinyu di pipa pengaliran untuk pencegahan mikroorganisme berkembang biak. Jumlah kebutuhan air pendingin pada HE sebesar 2801,012 kg/jam Kebutuhan air pendingin ini dibutuhkan pada suhu masuk unit proses 32 o

C dan keluar unit proses pada suhu 50 oC. Keluar air pendingin pada suhu 50 commit to user

41


digilib.uns.ac.id

o

C didinginkan kembali menggunakan cooling tower sehingga suhu air

pendingin kembali 32 oC. Dalam perancangan ini ditambahkan Alum/Tawas (Al2(SO4)3) sebanyak 1 ppm. Penambahan jumlah tawas di pengaruhi oleh turbidity dari air yang akan dijernikan.

4.1.2 Air Proses Air proses ini adalah air yang digunakan untuk keperluan proses di pabrik gas produser, yaitu sebagai air proses yang diumpankan ke water spray dan venturi scrubber. Air proses ini berasal dari tanah yang sebelumnya mengalami pengolahan. Jumlah kebutuhan air proses dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Jumlah kebutuhan air proses Unit

kg/jam

Spary water

821,47

Venturi scrubber Total

1478,66 2300,13

4.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari air tanah. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, dan kantor. Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi sebesar 600 kg/jam. Menurut Raymond (1999), air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi commit to user

42


digilib.uns.ac.id

beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik meliputi suhu di bawah suhu udara luar, warna jernih, tidak mempunyai rasa dan tidak berbau. Sedangkan syarat kimia meliputi tidak mengandung zat organik dan tidak beracun. Sedangkan syarat bakteriologis adalah tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri pathogen. Kebutuhan air total pada unit pengadaan air sebesar 6120 kg/jam. Pemompaan air tanah dengan jumlah tersebut, maka diperlukan jenis pompa dengan spesifikasi yang tercantum pada Tabel 4.2. Secara skema pengolahan air pada kebutuhan utilitas dapat dilihat pada Gambar 4.1. Tabel 4.2. Spesifikasi pompa utilitas Nama alat

Pompa-04

Kode

WP-04 Mengalirkan air dari sumur ke kolam

Fungsi penampungan Tipe

Single Stage Centrifugal Pump

Jumlah

1

Kapasitas (gpm)

31,62

Power pompa (Hp)

1

Power motor (Hp)

1,5

NPSH required (m)

0.865022

Bahan kontruksi

Comercial steel

Pipa

1’ ; 40to; user 1,049’ commit

43


digilib.uns.ac.id

Bak Koagulasi

Air Tanah

Sand Filter

Tangki Air Bersih Tangki Air Pendingin

Tangki Air Sanitasi

Peralatan Proses

Kantor

Cooling Tower

Gambar 4.1 Skema pengolahan air

4.2 Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik gas produser ini dipenuhi dari diesel generator. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak – balik dengan pertimbangan tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik proses dan utilitas dan kebutuhan listrik pabrik dapat dilihat pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4. Kebutuhan total listrik pabrik sebesar 4,1% dari listrik yang dihasilkan pabrik.

commit to user

44


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.3 Total kebutuhan listrik proses dan utilitas Nama Alat

Jumlah

HP

kW

Bucket Elevator

1

0,1

0,0735

Pengaduk & Grate

1

1,0

0,7354

Pompa 1

1

0,08

0,0610

Pompa 2

1

0,3

0,2451

Pompa 3

1

0,2

0,1226

Pompa 4

1

1,5

1,1031

Roots Blower

1

3,0

2,2062

Cooling Tower

1

2,2

1,6179

8,383

6,78

Jumlah

Tabel 4.4 Total kebutuhan listrik pabrik Kebutuhan

kW

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

6,78

2. Listrik untuk keperluan penerangan & kantor

1,30

3. Listrik untuk AC

0,15 Total

8,23

commit to user

45


digilib.uns.ac.id

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1 . Bentuk Perusahaan Pabrik inimerupakan anak perusahaan PT Agricinal dan akan didirikan di sebelah PT Agricinal Bengkulu berbentuk CV (Perseroan Komanditer). Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini adalah didasarkan oleh beberapa faktor, yaitu sebagai berikut: 1. Modal yang dikumpulkan lebih besar dan lebih mudah mendapatkan dana. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran produksi hanya dipegang pimpinan perusahaan. 3. Pendiriannya relatif lebih mudah jika dibandingkan dengan perseroan terbatas (PT). 4. Struktur organisasi CV tidak terlalu rumit. Organ yang terdapat dalam CV hanya sekutu komanditer dan sekutu komplementer. 5. Laba yang diperoleh CV hanya dikenakan Pajak Penghasilan 1 kali, yaitu pada badan usaha saja sedangkan pembagian keuntungan atau laba yang diberikan kepada sekutu komanditer tidak lagi dikenakan Pajak Penghasilan. 5.2 Struktur Organisasi Salah satu faktor yang menunjang kemajuan perusahaan adalah struktur organisasi yang terdapat dan dipergunakan oleh perusahaan tersebut. Agar mendapatkan suatu sistem yang terbaik, maka perlu commit to user

46


digilib.uns.ac.id

diperhatikan beberapa pedoman antara lain: perumusan tujuan perusahaan dengan jelas, pembagian tugas kerja yang jelas, kesatuan perintah dan tanggung jawab, sistem pengontrol atas pekerjaan, organisasi perusahaan yang fleksibel Dengan berpedoman pada beberapa hal tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik, yaitu sistem garis dan staf. Pada sistem ini, garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja, sedangkan untuk mencapai kelancaran produksi maka perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya. Staf ahli akan memberi bantuan pemikiran dan nasehat kepada tingkat pengawas, demi tercapainya tujuan perusahaan. PIMPINAN

Staf Ahli

Kepala Bagian Produksi

Kepala Bagian Keuangan & Umum

Bagian Proses

Bagian Akutansi

Bagian Utilitas

Bagian Administrasi

Bagian Maintenance

Bagian Penagihan Bagian Personalia

Gambar 5.1 Struktur organisasi commit to user

47


digilib.uns.ac.id

5.3 Tugas dan Wewenang 5.3.1 Pemegang Saham / Pimpinan Pemegang saham pada perusahaan perorangan/ perusahaan dagang tidak terdapat pemisahan antara kekayaan pribadi pemilik dengan kekayaan perusahaan sehingga utang perusahaan berarti pula utang pemiliknya. Tugas-tugas pemegang saham / pemilik:  Menilai dan menyetujui rencana kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber dana dan pengarahan pemasaran.  Mengawasi tugas-tugas kepala bagian  Membantu kepala bagian dalam tugas-tugas penting.  Menjaga stabilitas organisasi perusahaan dan membuat kontinuitas hubungan baik antar konsumen dan karyawan.  Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian.

5.3.2 Kepala Bagian Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis-garis yang diberikan pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat pula bertindak sebagai staf direktur bersama-sama staf ahli. Kepala bagian terdiri dari beberapa posisi yaitu:

commit to user

48


digilib.uns.ac.id

1. Kepala Bagian Produksi Bertanggung jawab kepada pimpinan dalam bidang mutu dan kelancaran produksi. 2. Kepala Bagian Keuangan dan Umum Kepala bagian keuangan bertanggung jawab kepada pimpinan dalam bidang administrasi, keuanganbidang personalia, hubungan masyarakat dan umum.

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik inidirencanakan beroperasi 300 hari dalam 1 tahun dan 14 jam perhari. Sisa hari yang tidak beroperasi digunakan untuk perbaikan atau perawatan dan shutdown. Pembagian jam kerja karyawan dibagi dalam 2 golongan, yaitu: 1. Karyawan non shift karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan non shift adalah staf ahli, kepala bagian serta bawahan yang berada di kantor. Karyawan golongan ini bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut: Jam kerja: 

Senin – Jum’at

: 08.00 – 16.00

Jam istirahat: 

Senin – Kamis

: 12.00 – 13.00



Jum’at

: 11.00 – 13.00 commit to user

49


digilib.uns.ac.id

2. Karyawan shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift antara lain: operator produksi, sebagian dari karyawan bagian teknik, bagian gudang dan bagian keamanan. Para karyawan shift akan bekerja bergantian, dengan pengaturan sebagai berikut: 

shift1

: 17.00 – 24.00



shift2

: 24.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi dalam 3 regu (A, B dan C) dimana 2 regu bekerja dan 1 regu istirahat, dan hal ini dilaksanakan secara bergantian. Tiap regu akan mendapat giliran 2 hari kerja dan 1 hari libur tiap-tiap shift dan masuk lagi untuk shift berikutnya. Tabel 5.1. Jadwal pembagian kelompok shift Hari

Shift 1

Shift 2

Libur

Pertama

A

B

C

Kedua

A

C

B

Ketiga

B

C

A

Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan karyawannya. kepada seluruh karyawan diberlakukan absensi dan masalah absensi ini akan digunakan pimpinan perusahaan sebagai dasar. commit to user

50


digilib.uns.ac.id

5.5 Status Karyawan dan Sistim Upah Pada pabrik ini sistem upah karyawan berbeda-beda tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab dan keahlian. Menurut statusnya karyawan dibagi dalam 3 golongan sebagai berikut: 1. Karyawan tetap Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian dan masa kerja. 2. Karyawan harian Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa surat keputusan (SK) direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 5.6.1 Penggolongan Jabatan dan Tingkat Pendidikan Minimal 1. Pimpinan

: SarjanaTeknik/Ekonomi

2. Kepala Bagian Produksi

: Sarjana Teknik Kimia

3. Kepala Bagian Keuangan & Umum

: Sarjana Ekonomi

4. Operator

: SMU – D3

5. Sekretaris

: Akademi Sekretaris – D3

6. Lain–lain

: SMP- D3

commit to user

51


digilib.uns.ac.id

5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselesaikan secara baik dan efisien (Tabel 5.2). Tabel 5.2. Perincian golongan,kualifikasi, jumlah dan gaji karyawan Gaji / bulan Gol.

Jabatan

Kualifikasi

Jumlah ( Rp.)

I

Pimpinan

S1

1

2.400.000,00

II

Kepala bagian

S1

2

2.000.000,00

III

Karyawan proses, utilitas,

SLTA /D3

15

1.700.000,00

2

1.500.000,00

20

39.4900.000,00

dan pemeliharaan Karyawan keuangan & IV

SLTA / D3

umum Total

commit to user

52


digilib.uns.ac.id

BAB VI EVALUASI KELAYAKAN EKONOMI

Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan kelayakan investasi dalam kegiatan produksi pabrik dengan meninjau kebutuhan investasi, keuntungan, lamanya investasi dikembalikan dan besarnya nilai titik impas. Juga memberikan keputusan prarancangan pabrik dapat dipertimbangkan lebih lanjut untuk didirikan atau tidak. Analisa ekonomi diawali dengan penafsiran harga alat berdasarkan standarisasi spesifikasi alat dan harga kementerian ESDM PLTD Gasifikasi Pelepah Sawit Riau Kapasitas 200 kg/jam tahun 2010. Menggunakan tafsiran harga alat tersebut termasuk biaya jasa-nya diperoleh modal keseluruhan (total capital investment) sebesar Rp. 849.922.368,- terdiri dari modal tetap (fixed cap.) berupa biaya fisik dan jasa sebesar Rp. 755.486.550,- dan modal kerja (working cap.) berupa biaya jasa engineering dan konstruksi sebesar Rp. 94.435.819,Biaya produksi (manufacturing cost) sebesar Rp. 664.176.074,- terdiri dari biaya produksi langsung (direct manufacturing cost) untuk biaya bahan baku, tenaga kerja, utilitas, dan perawatan sebesar Rp. 374.427.419,- biaya produksi tidak langsung (indirect manufacturing cost) sebesar Rp. 214.200.000,- dan biaya produksi tetap (fixed manufacturing cost) sebesar Rp. 75.548.655. General expense untuk pembiayaan administrasi, penjualan, penelitian dan keuangan sebesar Rp. 201.193.746,-. Total biaya produksi merupakan jumlah dari biaya produksi dan general expense sebesar Rp. 865.369.819,-. commit to user

53


digilib.uns.ac.id

Total produksi gas produser 1.590.103 Nm3/tahun dan harga jual sebesar Rp. 760,-/Nm3 dengan total cost sebesar Rp. 865.369.819,- didapat keuntungan sebesar Rp. 343.108.094,-/tahun. Keuntungan tersebut sudah dipotong pajak pendapatan sebesar 25% dari total keuntungan. Menurut Aires (1955), pabrik kimia dapat dinyatakan layak berdasarkan parameter-parameter besarnya Percent Return of Investment (ROI), Pay Out Time (POT), Break Even Point (BEP), Shut Down Point (SDP), Discounted Cash Flow (DCF). Pabrik ini dapat digolongkan sebagia pabrik kimia resiko rendah sehingga batasan ROI minimal sebesar 11%, POT maksimal 5 tahun, BEP 40-60%, DCF 13,5%. Berdasarkan perhitungan ROI, pabrik ini memiliki kecepatan tahunan pengembalikan investasi (modal) dari keuntungan sebesar 45,42% untuk ROI bebas pajak dan 34,06% setelah terkena pajak. Pabrik ini memiliki jangka waktu pengembalian

modal

berdasarkan

keuntungan

perusahaan

dengan

mempertimbangkan depresiasi selama 1,8 tahun tanpa pajak atau 2,27 tahun berpajak. Diperlukan minimal 43,47% pengoprasian pabrik dari kapasitas maksimal agar nilai total cost dan sales sama sehingga apabila kurang dari itu pabrik akan mengalami kerugian. Pabrik ini layak ditutup apabila hanya mampu beroperasi dibawah nilai BEP dan mencapai nilai SDP sebesar 32,04% dari kapasitas

maksimal

pabrik

kerena

lebih

menguntungkankan

daripada

mengoperasikannya. Nilai DFC sebesar 32,33% dihitung dengan asumsi pabrik berumur 10 tahun. Berdasarkan nilai parameter tersebut maka pabrik ini dapat dinyatakan layak. Perhitungan selengkapnya dapt dilihat pada lampiran E Analisa Ekonomi.

commit to user

54


digilib.uns.ac.id

Hasil analisa kelayakan dapat dilihat pada Tabel 6.1 dan Gambar 6.1. Tabel 6.1 Kesimpulan analisa kelayakan No. 1.

2.

Keterangan

Perhitungan

Batasan

ROI sebelum pajak

45,42%

min.11%

ROI setelah pajak

34,06%

Percent Return On Investment (% ROI)

Pay Out Time (POT), tahun POT sebelum pajak

1,80 tahun

POT setelah pajak

2.276 tahun

3.

Break Even Point (BEP)

43,47%

4.

Shut Down Point (SDP)

32,04%

5.

Discounted Cash Flow (DCF)

32,33%

user kelayakan Gambar 6.1commit Grafik to analisa

55

max 5 tahun

40 - 60%

min 13,5 %


digilib.uns.ac.id

Keterangan: Fa = Fixed expense tahunan pada produksi maksimum Ra = Regulated expense tahunan pada produksi maksimum Sa = Sales pada produksi maksimum Va = Variable expense tahunan pada produksi maksimum SDP = Shut Down Point BEP = Break Event Point

commit to user

56


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA Affendi, M., Sugiyatno, Imam Djunaedi, Haifa Wahyu., 2010, “Uji Variasi Beban Listrik dan Rasio Gas Hasil Gasifikasi Sekam Padi Pada Mesin Diesel Dual Fuel”. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses2010, Universitas Dipenogoro Anonim, 2007, Dinas Perkebunan Provinsi Bengkulu Aries, R.S., Newton, R.D., 1955, “Chemical Engineering Cost Estimation”, McGraw-Hill Book Company, New York Barea, A. Gomez., 2010,”Modeling of Biomassas Gasification in Fluidized Bed”, Spain, Elsevier Branan, C.R., 1994, “Rules of Thumb for Chemical Engineers”, Gulf Publishing Company, Houston Coulson, J.M., and Richardson, J.F., 2005, “An Introduction to Chemical Engineering”, Allyn and Bacon Inc., Massachusets Dwipramana,

A.,

2011,

“Pembangkit

Listrik

Gasifikasi

Biomassa”,

www.anggitsaputradwipramana.files.wordpress.com Geankoplis, C.J., 2003, Transport Processes and Unit Operations, 4nd ed., Prentice-Hall International, Tokyo Halim, M., 2000, “Fraksinasi dan Identifikasi Senyawa Volatil asap Cair Cangkang Sawit”, Makalah Penelitian Agritech Vol. 25 No. 3 Halaman 117-123. Higman, Christopher, 2003, “Gasification”, Elsevier Science, USA. commit to user

57


digilib.uns.ac.id

Hussain, A, Ani, F, Darus, A.N, and Ahmed, Z, 2006, “ Thermogravimetriv and Thermochemival Studies of Malaysia Oil Palm Shell Waste”, Jurnal Teknologi, 45(A) Dis. 2006: 43-53, Universiti Teknologi Malaysia Kern, D.Q., 1950, “Process Heat Transfe”r, McGraw Hill International Book Company, Singapura Kuncoro, N., 2009,” Substitusi Bahan Bakar Solar pada Mesin Penggiling Padi di Daerah Gatak Sukoharjo dengan Sekam Padi Melalui Proses Gasifikasi”, Makalah Mawapres 2009, UNS, Surakarta Lechler, Inc., Industrial Processes Bulletin, St. Charles Ludwig, E.E., 1965, “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants”, Volume 1, Gulf Publishing Company, Houston Milne, T.A., Evans, R.J. 1998,”Biomass gasifier “Tars” : Their nature, formation, and conversio”, National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-570-25357, Colorado Mussatti, D., 2002, “Wet Scrubber for Particulate Matter”, U.S. Enviromental Protection Agency, Research Triangle Park. Perry, R.H., Green, D., 2008, “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 8th ed., McGraw Hill Companies Inc., USA Pranolo, H., 2010, “Potensi Penerapan Teknologi Gasifikasi Tongkol Jagung Sebagai Sumber Energi Alternatif Di Pedesaan”, Dalam Seminar Nasional Energi Terbarukan Indonesia di Universitas Jendral Sudirman Purwkerto

commit to user

58


digilib.uns.ac.id

Puad,.2001,”The production of palm kernel shell charcoal By the continuous kiln method”, Faculty Of Forestry Universiti Putra Malaysia Serdang, Selangor Darul Ehsan, Malaysia Rase, H.F., Barrow, M.H., 1957, “Project Engineering of Process Plant”, John Wiley & Sons, USA Raymond, D.L., 1999, “Water Quality and Treatment”, 5th ed., Mc Graw Hill, USA Swanson, R.M., Platon, A., 2010,” Techno - Economic Analysis of Biofuels Production Based on Gasification” , National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-6A20-46587, Colorado Sivakumar, S., K. Pitchandi, and E. Natarajan , 2006, “Design and Analysis of Down Draft Biomass Gasifier using Computational Fluid Dynamics”, Dept. of Mechanical Engineering, College of Engineering, Guindy, Anna University, Chennai-25, India Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M., 2001, “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, 6thed, Mc Graw-Hill Book Company, Inc., New York Susanto, H., 2006, “Pengujian PLTD-Gasifikasi Sekam 100 kW di Haurgeulis, Indramayu”.Laporan singkat Pengoperasian PLTD-Gasifikasi sekam di Haurgeulis selama bulan September 2005, Dasar-dasar Proses Gasifikasi dan Pengalaman Teknik Kimia ITB dalam pengoperasian PLTDGasifikasi Sekam. commit to user

59


Susanto,

H.,

digilib.uns.ac.id

2010,

“Sekilas

Tentang

Teknologi

Gasifikasi

“,

www.esptk.fti.itb.ac.id Thokore, S.B, Bhatt, B.I., 2007, “Introduction to Process Engineering and Design”, Mc Graw Hill, USA. Ullrich, G.D., 1984, „A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics“, John Wiley & Sons, New York. Vilbrandt, F.C., Dryden, C.E., 1959, “Chemical Engineering Plant Design”, 4th ed., McGraw-Hill Book Company, Japan Walas, S.M., 2005, “Chemical Process Equipment – Selection and Design”, 2nd ed, Elsevier, USA. Yaws, C.L., 1999, “Chemical Properties Handbook”, McGraw Hill Companies Inc., USA

commit to user

60

TAHUN

Recommend Documents