Perancangan Neraca Massa Berdasarkan Input-Output Leontief
Model Input-Output merupakan analisis dari keterkaitan untuk setiap tahapan proses dan aktifitas (Leontief 1966). Diskusi dan pembahasan mengenai Model Input-Output untuk teori dan aplikasi secara komprehensif telah banyak dilakukan (Miller et al. 2009; Rose et al. 1989; Stone 1984; Ten Raa 2005).
Secara umum, Input-Output dapat digunakan bersama dengan pendekatan metodologis lain untuk analisis kebijakan (Klein et al. 2013), seperti pemodelan skenario, simulasi dan optimasi.
Model Input-Output digunakan dalam ruang lingkup nasional (Jahan 2012), regional, inter-regional, dan dapat digunakan untuk skala perusahaan (Steinback 2004). Input-Output pada awalnya adalah data untuk keterkaitan antar sektor ekonomi yang digunakan untuk menganalisis bidang ekonomi, kemudian berkembang pada bidang lingkungan (Dobos et al. 2009).
Dalam analisis input-output pada tahap pertama adalah menyusun matrik transaksi, yang berisi distribusi dari input suatu sektor yang diperoleh dari output
sektor lainnya. Matriks transaksi yang digunakan pada penelitian ini adalah neraca massa dari proses produksi CPO pada pabrik kelapa sawit. Proses berikutnya adalah menyusun matriks teknologi.
Matriks teknologi disusun berdasarkan persamaan input-output dan nilai efisiensi dari setiap proses pada stasiun pabrik kelapa sawit. Proses terakhir adalah membuat Matriks Leontief Inverse yang didapat dari persamaan matriks Ax = d
menjadi x = A−1d dengan A adalah matriks teknologi, x adalah matriks output dan
d adalah matriks input.
Model Input-Output Leontief untuk 2 Industri
Gambar 28 Contoh model input-output Leontief Sumber: Austincc (2015)
Konsep Input-Output Leontief dijelaskan pada Gambar 28. Perusahaan E perusahaan yang bergerak dalam industri yang menghasilkan listrik, sedangkan persahaan W adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang industri yang menghasilkan air. Perusahaan E menghasilkan listrik, tetapi membutuhkan energi listrik dalam proses produksinya. Begitu pula perusahaan W menghasilkan air, tetapi membutuhkan air dalam proses produksinya. Perusahaan E membeli air dari perusahaan W dan perusahaan W membeli listrik dari perusahaan E. Produksi air dari perusahaan W dan produksi listrik dari perusahaan E dijual kepada konsumen.
Model Neraca Massa Level Pertama
Gambar 29 Model neraca massa level pertama
Level pertama adalah bentuk yang paling sederhana dari neraca massa pabrik kelapa sawit berupa input (TBS), output (CPO), dan waste (POME, serat). Secara umum pabrik kelapa sawit menghasilkan rendemen CPO sebanyak 18– 24% terhadap bobot TBS (Aziz et al. 2014; Chavalparit 2006; Conrad dan Prasetyaning 2014) sehingga nilai efisiensi keseluruhan diambil 21%. Persamaan dari level pertama adalah (I)nput = (O)utput + (W)aste. Model level pertama ditampilkan pada Gambar 29.
Persamaan neraca massa:
I– P – W = 0 (6.1)
Efisiensi:
Produk n ut
P
Input adalah masukan berupa bahan baku TBS dan air untuk proses pengolahan pada pabrik kelapa sawit. Proses pengolahan pada level 1 masih bersifat umum, tidak dijelaskan untuk setiap stasiun yang ada pada pabrik kelapa sawit. Output dari pabrik kelapa sawit adalah hasil utama yaitu CPO, sedangkan waste dalam level 1 adalah akumulasi limbah yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit.
Model Neraca Massa Level Kedua
Gambar 30 Model neraca massa level kedua (keterangan simbol ada pada Tabel 8)
Model Neraca Massa level kedua adalah penjabaran dari level pertama menjadi beberapa tahapan proses, yaitu proses dari sterilisasi sampai dengan press
(Kompartemen 1), proses yang menghasilkan limbah cair ( Kompartemen 2) dan proses yang menghasilkan limbah padat (Kompartemen 3). P3 adalah produk yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit berupa CPO, sedangkan P2 adalah bahan baku produk untuk menghasilkan PKO (Palm Kernel Oil). Model ini terdiri dari 3 persamaan neraca massa dan 3 nilai efisiensi. Model level kedua ditampilkan pada Gambar 30.
Tabel 8 Keterangan simbol model neraca massa level kedua
Input Output (produk)
I1 = TBS
I2 = steam 1
I3 = steam 2
P2 = CPO
P3 = kernel
Waste Aliran internal
W2 = POME
W3 = serat dan cangkang
X12 = CPO kotor
X13 = serat dan biji
Input berupa I1 yaitu tandan buah segar, I2 adalah input berupa steam yang digunakan untuk melunakkan TBS. I3 adalah input berupa steam yang digunakan untuk proses pelumatan buah sawit. Produk yang dihasilkan dari pabrik kelapa sawit adalah P2 berupa PO dan P3 berupa kernel. W2 adalah limbah cair dengan sebutan lain POME, sedangkan limbah padat yang dihasilkan serat dan cangkang. X12 dan X13 adalah aliran proses untuk CPO kotor, serat dan biji. Informasi ini digunakan untuk mengetahui efisiensi dari setiap kompartemen pada level 2.
Persamaan neraca massa: Stasiun 1 : I1 + I2 – X12 – X13 = 0 (6.2) Stasiun 2 : I3 + X12 – P2 – W2 = 0 (6.3) Stasiun 3 : X13 – P3 – W3 = 0 (6.4) Persamaan efisiensi: Efisiensi sterilisasi (a1) a P kotor (6.5)
Proses 1 merupakan serangkaian proses sterilisasi sampai press. Produk yang dihasilkan adalah CPO kotor (X12) dan bagian padat/ daging buah dan kernel
(X13). Minyak kasar yang didapatkan dari pengolahan sawit adalah 65% terhadap TBS (Abdullah dan Sulaiman 2013; Aziz et al. 2014), sedangkan nilai efisiensi pabrik untuk kompartemen 1 (a1) adalah 0,565. Berdasarkan perbandingan tersebut maka kondisi stasiun sterilisasi pada pabrik perlu diperbaiki agar efisiensi dapat meningkat.
Efisiensi proses pemurnian CPO (a2)
a P kotor P (6.6)
Proses pemurnian ini bertujuan untuk membersihkan minyak sawit dari pengotor/ impurities, seperti air, serat dan pengotor lainnya (Chavalparit 2006). CPO yang dihasilkan dari proses pengolahan kelapa sawit adalah sekitar 22% terhadap TBS (Aziz et al. 2014; Conrad dan Prasetyaning 2014). Berdasarkan persamaan neraca massa (6.6) maka nilai efisiensi pemurnian CPO (a2) pada pabrik adalah 0,338.
Efisiensi proses recoverykernel (a3)
a serat dan bi ikernel P (6.7)
Proses recoverykernel adalah proses pelepasan serat yang dilanjutkan pemecahan cangkang untuk mendapatkan kernel/inti kelapa sawit (Harsono et al. 2014). Proses ini menghasilkan kernel sebanyak 5% dari bobot TBS (Aziz et al. 2014; Conrad dan Prasetyaning 2014; Elbersen et al. 2014). Berdasarkan persamaan neraca massa (6.7) maka nilai efisiensi recoverykernel pada pabrik setara dengan 0,1. Tabel 9 merangkum nilai efisiensi yang dipakai pada model kedua.
Tabel 9 Nilai efisiensi model level kedua
Efisiensi Nilai Referensi
a2
a3
0.338 0,1
Aziz et al. (2014); Conrad dan Prasetyaning (2014) Aziz et al. (2014); Elbersen et al. (2014)
Model Neraca Massa Level ketiga
Level ketiga adalah penjabaran secara detail dari seluruh stasiun pada pabrik kelapa sawit. Model ini teridiri dari 14 kompartemen yang menggambarkan proses produksi CPO secara kompleks. Terdapat 14 nilai efisiensi yang digunakan pada model ini. Model ini ditampilkan pada Gambar 31.
Gambar 31 Model neraca massa level ketiga (keterangan simbol pada Tabel 10)
Tabel 10 Keterangan simbol model neraca massa level ketiga
Kompartemen 1 Sterilizer 2 Stripper 3 Digister 4 Press 8 Oil Purifying 9 Vacum Drying 10 Depericarping 11 Silo Drying
5 Continous Settling Tank 6 Sludge Tank 7 Sludge Separator 12 Nut Cracking 13 Hydrocyclone 14 KernelDrying Input Output I1 = TBS I2 = steam I3 = steam I4 = air panas I13 = air panas P9 = CPO P14 = kernel kering
Waste Internal flows
W1 = kondensat
W2 = TKKS (EFB)
W6 = sludge
W7 = sisa sludge separator
W8 = impurities W9 = air W10 = serat W11 = air W13 = cangkang W14 = air X1-2 = TBS masak
X2-3 = brondolan buah sawit
X3-4 = output digester
X4-10 = biji kasar
X4-5 = minyak kasar
X5-6 = minyak sisa settling
X5-8 = minyak hasil settling
X6-7 = minyak output sludge tank
X7-5 = minyak output separator
X8-9 = minyak terpurifikasi
X10-11 = biji bersih
X11-12 = biji kering
X12-13 = biji pecah
X13-14 = kernel
Persamaan neraca massa:
Kompartemen 1 : I1 + I2 – X1-2 – W1 = 0 (6.8) Kompartemen 2 : X1-2 – X2-3 – W2 = 0 (6.9) Kompartemen 3 : I3 + X2-3 – X3-4 = 0 (6.10) Kompartemen 4 : I4 + X3-4 – X4-5 – X4-10 = 0 (6.11) Kompartemen 5 : X4-5 + X7-5 – X5-6 – X5-8 = 0 (6.12) Kompartemen 6 : X5-6 – X6-7 – W6 = 0 (6.13) Kompartemen 7 : X6-7 – X7-5 – W7 = 0 (6.14) Kompartemen 8 : X5-8 – X8-9 – W8 = 0 (6.15) Kompartemen 9 : X8-9 – P9 – W9 = 0 (6.16) Kompartemen 10 : X4-10 – X10-11 – W10 = 0 (6.17) Kompartemen 11 : X10-11 – X11-12 – W11 = 0 (6.18) Kompartemen 12 : X11-12 – X12-13 = 0 (6.19) Kompartemen 13 : I13 + X12-13 – X13-14 – W13 = 0 (6.20) Kompartemen 14 : X13-14 – P14 – W14 = 0 (6.21) Persamaan efisiensi: Efisiensi Sterilisasi (a1) (6.22)
Sterilisasi adalah proses perlakuan pemanasan menggunakan uap (steam) untuk mencegah kerusakan minyak menjadi asam lemak sekaligus mempermudah perontokan buah (Rupani et al. 2010; Umudee et al. 2013). TBS yang dimasak dihasilkan sebanyak 88,5% (DitJend PPHP 2006; Aziz et al. 2014) sehingga nilai efisiensi sterilisasi setara dengan 72,1 % terhadap semua bahan input (TBS dan
steam). Berdasarkan hal tersebut maka nilai efisiensi sterilisasi (a1) dari pabrik adalah 0,721.
Efisiensi Stripper (a2)
a andan ua a it masak rondo an ua a it (6.23)
Stripper adalah proses perontokan buah sawit dari tandannya sebelum masuk proses ekstraksi (Igwe dan Onyegbado 2007; Umudee et al. 2013). Brondolan yang dihasilkan dari stripper adalah sekitar 88% dari TBS (Abdullah dan Sulaiman 2013; Conrad dan Prasetyaning 2014). Berdasarkan neraca massa maka efisiensi stripper (a2) dari pabrik adalah 0,75. Efisiensi stripper dari pabrik lebih rendah daripada efisiensi literatur, hal ini terjadi disebabkan oleh banyaknya buah sawit yang tidak masuk dalam proses ekstraksi. Dengan demikian maka teknologi perontokan pada pabrik kelapa sawit perlu diperbaiki agar efisiensi pada stasiun ini dapat meningkat pula.
Efisiensi Digester (a3)
a rondo an ua a it ut ut igester (6.24)
Digester adalah proses pemasakan ulang buah sawit menggunakan steam untuk melunakkan mesocarp sehingga memepermudah ekstraksi minyak (Igwe dan Onyegbado 2007). Selain untuk melunakkan buah, proses ini melakukan pelumatan buah dengan cara mencacah buah menggunakan pisau dalam rotary drum agar terpisah dengan bijinya. Efisiensi proses ini baik berdasarkan literatur maupun pabrik adalah 1 karena tidak ada limbah yang dihasilkan.
Efisiensi Press (a4)
a ut ut igester inyak (6.25)
Press adalah proses ekstraksi minyak dari buah sawit tanpa merusak kernel sawit menggunakan screw press (Igwe dan Onyegbado 2007). Minyak kasar yang didapatkan dari pengolahan sawit adalah 65% terhadap TBS (Abdullah dan Sulaiman 2013; Aziz et al. 2014). Berdasarkan neraca massa dan rumus (a4) maka nilai efisiensi press adalah 0,56. Perbandingan antara literatur dan pabrik tidak menunjukkan perbedaan yang dignifikan, hal ini menunjukkan bahwa teknologi ekstraksi pada pabrik kelapa sawit hampir sama dibandingkan dengan literatur.
Efisiensi Continous Settling Tank (a5)
a inyak asi ett ing inyak kasar (6.26)
Continous Settling Tank adalah proses untuk memurnikan minyak sawit hasil ekstraksi yang masih mengandung campuran serat maupun pengotor lain dengan pengendapan bersambung (Lam dan Lee 2011; Subramaniam et al. 2014). Menurut Department of Environment, Ministry of Science and Technology, Malaysia (1999), Minyak yang dimurnikan sebanyak 65% dari minyak kasar. Berdasarkan neraca massa dari pabrik maka nilai efisiensi CST adalah 0,65, yang menunjukkan nilai yang sama dibandingkan dengan literatur.
Efisiensi Sludge Tank (a6)
a ut ut igester ir Panas inyak out ut s udge tank (6.27)
Sludge tank adalah proses untuk mengendapkan sludge hasil pemurnian minyak. Sludge yang dihasilkan adalah 34% dari minyak kasar dan air yang ditambahkan (DE-MST 1999). Hasil pengendapan dari sludge tank kemudian dipisahkan antara minyak kasar dan kotoran. Berdasarkan data primer dari pabrik kelapa sawit menunjukkan nilai efisiensi sludge tank adalah 0,32. Nilai efisiensi literatur hampir sama dengan nilai efisiensi pabrik kelapa sawit, tidak ada perbedaan yang signifikan.
Efisiensi Sludge Separator (a7)
a inyak out ut s udge tank inyak out ut se arator - (6.28)
Sludge separating adalah proses untuk mendaur ulang minyak yang dapat
digunakan kembali dari campuran sludge yang dihasilkan sekitar 11,9% dari minyak output sludge tank (Aziz et al. 2015). Nilai efisiensi sludge separator
berdasarkan neraca massa pabrik adalah 0,12.
Efisiensi Oil Purifying (a8)
a inyak ter uri ikasi inyak asi sett ing -- (6.29)
Oil purifying adalah proses pemurnian minyak yang sudah diendapkan pada
settling tank. Proses ini memiliki efisiensi sebesar 99,4% (Aziz et al. 2015). Nilai efisiensi oil purifying adalah 0,99.
Efisiensi Vacum Drying (a9)
Vacum drying adalah proses pengeringan minyak sawit dari air yang tersisa. Efisiensi pada proses ini adalah 99,7% (Aziz et al. 2015). Maka nilai efisiensi
vacum frying adalah 0,997.
Efisiensi Depericarping (a10)
a i i bersi i ikotor -- (6.31)
Depericarping adalah proses pemisahan daging buah dari biji sawit. Daging buah
dan serat yang dipisahkan sebanyak 56% dari biji kotor sehingga biji bersih yang dihasilkan adalah 46% (DE-MST 1999; Aziz et al. 2015). Serat yang dihasilkan adalah salah satu jenis dari limbah padat yang digunakan untuk diolah kembali menjadi energi. Nilai efisiensi depericarping pada pabrik adalah 0,51.
Efisiensi Silo Drying (a11)
a i i kering i i bersi -- (6.32)
Silo drying adalah proses untuk mengeringkan biji bersih sebelum masuk pemecahan cangkang biji. Air yang diuapkan pada proses ini adalah 0,06% (Aziz
et al. 2015) sehingga nilai efisienasi silo drying pada pabrik kelapa sawit adalah 0,97. Proses pengeringan dengan cara memanaskan cangkang biji akan menurunkan kadar air, semakin rendah kadar air akan semakin baik karena biji akan terpisah sempurna dari cangkangnya.
Efisiensi Nut Cracking (a12)
a i i kering -- (6.33)
Nut cracking adalah proses pemecahan cangkang biji sawit untuk mendapatkan
kernel sawit (Umudee et al. 2013). Pada proses ini hanya pemecahan saja, tidak ada limbah yang dihasilkan. Setelah biji dipecahkan akan menghasilkan salah satu jenis limbah padat, yaitu cangkang sawit. Efisiensi nut cracking baik literatur maupun pabrik adalah 1.
Efisiensi Hydrocyclone (a13)
a i i e a -- (6.34)
Hydrocyclone adalah proses untuk memisahkan cangkang yang sudah pecah
dengan kernel. Proses ini menghasilkan kernel sebanyak 47,85% dari bobot awal keseluruhan biji (DE-MST 1999; Harsono et al. 2014). Nilai efisiensi
Efisiensi Kernel Drying (a14)
a ernel - (6.35)
Kernel drying adalah proses pengeringan kernel basah sehingga didapatkan kernel
kering. air yang diuapkan pada proses ini adalah 13,86% (Aziz et al. 2015). Nilai efisiensi kernel drying pada pabrik adalah 0,962. Tabel 11 merangkum semua nilai efisiensi yang dipakai pada model level 3.
Tabel 11 Nilai efisiensi model level 3 Efisiensi Nilai Referensi
a1 0,721 Rupani et al. (2010) Umudee et al. (2013)
a2 0,75 Umudee et al. (2013) Igwe dan Onyegbado (2007) a3 1 Igwe dan Onyegbado (2007)
a4 0,956 Abdullah dan Sulaiman (2013); Conrad dan Prasetyaning (2014) a5 0,65 DE-MST (1999) a6 0,34 DE-MST (1999) a7 0,119 Aziz et al. (2015) a8 0,994 Aziz et al. (2015) a9 0,997 Aziz et al. (2015)
a10 0,46 Aziz et al. (2015); DE-MST (1999) a11 0,94 Aziz et al. (2015)
a12 1 Umudee et al. (2013)
a13 0,478 DE-MST (1999); Harsono et al. (2014) a14 0,962 Aziz et al. (2015)
Hasil perhitungan Model Neraca Massa
Perhitungan model diasumsikan dengan nilai input 30.000 kg TBS per jam. Hasil perhitungan dari model level 1 ditampilkan pada gambar 32 berikut.
Produk yang dihasilkan berupa CPO adalah 6.600 kg dan limbah padat dan limbah cair yang dihasilkan adalah 23.400 kg. Perhitungan Model level 2 ditampilkan pada gambar 33 dan 34 berikut.
Gambar 33 nilai input dan pengali pada model level 2
Gambar 33 menampilkan perkalian matriks antara koefisien terknologi berupa nilai efisiensi dari setiap kompartemen yang dikalikan dengan inputnya. Matriks koefisien teknologi dibentuk dari persamaan neraca massa dan nilai efisiensi yang telah dibuat pada tabel sebelumnya.
Gambar 34 hasil perhitungan model level 2
Gambar 34 menunjukkan hasil perkalian dari matrik koefisien teknologi dengan nilai input dari pabrik kelapa sawit. X12 adalah nilai CPO kotor dengan X13 adalah nilai serat dan biji, dimana W3 adalah limbah padat berupa serat dan cangkang. Produk yang diinginkan adalah P2 berupa CPO dan P3 berupa kernel.
Perhitungan Model level 3 ditampilkan pada gambar matriks 35 dan 36 berikut.
Gambar 36 hasil perhitungan model level 3
Hasil perhitungan model neraca massa akan dibandingkan antar model untuk menguji konsistensi model dan mengetahui model yang dapat menggambarkan pabrik kelapa sawit yang sebenarnya. Perbandingan antar model berdasarkan rasio beberapa parameter terhadap bobot TBS ditampilkan pada Tabel 12.
Tabel 12 Perbandingan efisiensi antar model level 1, 2, 3
Parameter Model level 1 Model level 2 Model level 3 CPO Kernel POME 0,21 0,22 0,05 0,42 0,244 0,047 0,451
Berdasarkan Tabel 12 didapatkan bahwa model level 3 adalah model yang tepat untuk menggambarkan proses produksi CPO karena memiliki rendemen CPO yang rasional dibandingkan dengan model level lainnya. Disamping itu semua komponen pengolahan CPO dapat teridentifikasi pada model ini. Model ini selanjutnya dapat dibandingkan dengan neraca massa pabrik karena tidak memiliki perbedaan yang signifikan antar model (konsisten). Berikut ini perbandingan antara model level 3 dan neraca massa pabrik.
Tabel 13 Perbandingan efisiensi antara model level 3 dan pabrik
Parameter Model level 3 Neraca massa pabrik CPO Kernel POME 0,244 0,047 0,451 0,17 0,056 0,22
Berdasarkan Tabel 13 neraca massa pabrik memiliki rendemen yang jauh lebih rendah. Hal ini dikarenakan perbedaan teknologi bersih yang diterapkan. Perlu adanya peningkatan efisiensi pengolahan kelapa sawit pada pabrik sehingga mendapatkan rendemen CPO yang lebih tinggi seperti pada model. Dengan demikian model level 3 akan digunakan untuk analisis berikutnya (analisis potensi energi)
Potensi Pembangkitan Energi Dari Pemanfaatan Hasil Samping
Dalam pembangkitan energi di Pabrik Kelapa Sawit ini dilakukan pengambilan asumsi berdasarkan kaidah engineering terhadap persentase bahan bakar yang tersedia dan komposisinya, nilai kalor, kebutuhan steam, kebutuhan listrik dan nilai Dollar Amerika terhadap Rupiah. Asumsi ini secara lengkap ditampilkan pada Tabel 14.
Tabel 14 Perancangan model sistem tertutup
Parameter Nilai Satuan
% Bahan Bakar Yang tersedia
Serat 14%
% Berat terhadap Kapasitas
Cangkang 6%
TKKS 21%
Komposisi Bahan Bakar yang tersedia
Cangkang Air 13.89% % Berat terhadap Cangkang NOS 82.30% Oil 3.86% Nilai Kalor
Air (pengurang nilai
Kalor) (600) kcal/kg
Parameter Nilai Satuan Oil 8.800 kcal/kg Fiber Air 33.60% % Berat terhadap Fiber NOS 59.90% Oil 6.55% Nilai Kalor
Air (pengurang nilai
Kalor) (600) kcal/kg NOS 3.900 kcal/kg Oil 8.800 kcal/kg TKKS Air 40.80% % Berat terhadap TKKS NOS 52.50% Oil 6.70% Nilai Kalor
Air (pengurang nilai
Kalor) (600) kcal/kg
NOS 2.090 kcal/kg
Oil 8.800 kcal/kg
Nilai Kalor
Enthalphi Steam 20 Bar, 213 oC 668.56 kcal/kg Steam
Air, 95oC 90.05 kcal/kg Steam
Effisiensi Boiler PKS 73%
Konsumsi
Steam
Turbin PPKS (Single
Stage) 30 kg/kW
Kebutuhan Steam proses 0.6 ton/ton TBS
Effisiensi Genset 0.8
Kebutuhan Listrik 18 kW/ton TBS
Analisis Potensi Biomassa sebagai Sumber Energi
Pada analisis penggunaan sumber energi dapat dihitung produksi listrik yang bersumber pada limbah PKS dan kebutuhan listrik yang diperlukan dan menghasilkan surplus energi. Pada kapasitas olah 30 ton per jam hasil produksi listrik 4.301 kWh, kebutuhan listrik di Power Plant adalah 717 kWh. Secara lengkap penghitungan energi pada PKS dengan kapasitas 30 ton/jam disajikan pada Tabel 15.
Tabel 15 Perhitungan Potensi Energi pada PKS berdasarkan model level 3 Perhitungan Potensi Energi Pada PKS
Kapasitas Olah 30 ton/jam
A. Total Bahan Bakar Yang Tersedia 11.883 kg
Cangkang 1.557 kg/jam
Fiber 3.726 kg /jam
TKKS 6.600 kg /jam
total 11.883 kg /jam
B. Nilai Kalor Bakar
Cangkang = 4.120 kcal/ kg Komposisi Air 216 kg (129.760) kcal/ kg NOS 1281 kg 6.022.632 kcal/ kg Oil 59 kg 522.031 kcal/ kg Fiber = 2.962 kcal/ kg Komposisi Air 1.118 kg (670.680) kcal/ kg NOS 2.295 kg 8.949.889 kcal/ kg Oil 313 kg 2.757.538 kcal/ kg TKKS = 1.442 kcal/ kg Komposisi Air 2.693 kg (1.615.680) kcal/ kg NOS 3.465 kg 7.241.850 kcal/ kg Oil 442 kg 3.891.360 kcal/ kg C. Total Kalor Di PKS Cangkang 6.414.902 kcal Fiber 11.036.747 kcal TKKS 9.517.530 kcal Total 26.969.180 kcal
D.Produksi Uap Dari Bahan Bakar Yang Dihasilkan
Cangkang 8.095 kgUap/jam
Fiber 13.927 kgUap/jam
TKKS 13.161 kgUap/jam
Total 35.183 kgUap/jam
E. Kebutuhan Steam Proses Produksi
Steam proses 25.650 kg/jam
F. Steam Untuk Power Plant Biomassa
Steam power plant 9.533 kg
G. Produksi Listrik Di Power Plant Biomassa
Hasil Simulasi Potensi Energi listrik pada Berbagai Kapasitas
Neraca massa dan energi yang disimulasikan pada berbagai kapasitas tentunya dapat dihitung energi yang dihasilkan dari pabrik kelapa sawit pada berbagai kapasitas pula. Simulasi hasil sumber energi dari limbah padat PKS disajikan pada Gambar 37 dan 38 berikut.
Gambar 37 Hasil Simulasi hasil sumber energi dari limbah padat PKS pada berbagai kapasitas
Gambar 38 Hasil Simulasi Perhitungan Energi Listrik PKS pada Berbagai Kapasitas 15 30 45 60 Cangkang (ton) 779 1557 2336 3115 Fiber (ton) 1863 3726 5589 7452 EFB (ton) 3300 6600 9900 13200 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 15 30 45 60 Produksi listrik (kWh) 908 1815 2723 3630 kebutuhan listrik PKS (kWh) 359 717 1076 1434 Listrik dijual (kWh) 549 1098 1647 2196 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Simpulan
Dari hasil analisis neraca massa dan energi dapat disimulasikan pada berbagai kapasitas. Model yang dirancang dalam program berbasis visual basic 6 didasarkan pada analisis neraca massa dan energi dapat digunakan untuk pembangkitan energi yang dirancang pada berbagai kapasitas. Sistem yang dikembangkan diharapkan dapat membantu para pengambil keputusan khususnya PKS, Pemerintah Daerah (Pemda), Pemerintah Pusat dan Investor yang tertarik dengan pendirian pembangkit listrik dari hasil samping pabrik kelapa sawit.
Sistem Penunjang Keputusan yang dirancang pada penelitian ini berupa perangkat lunak (software) yang diberi nama SPK Model Sistem Tertutup dalam program Visual Basic 6. Fasilitas yang terdapat pada sistem terdiri dari basis model, basis data dan manajemen dialog yang dapat digunakan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian industri kelapa sawit terpadu dengan pembangkit listriknya. Petunjuk penggunaan SPK Model Sistem Tertutup dapat dilihat pada Lampiran. Sistem penunjang keputusan yang dirancang memiliki kelebihan sebagai berikut.
1 Untuk penyusunan neraca massa dan energi menggunakan data dari PKS Kelapa Sawit di Medan sehingga perancangannya didasarkan pada kaidah- kaidah keteknikan (Engineering).
2 Untuk penentuan spesifikasi alat dirancang berdasarkan kapasitas yang dirancang dan harga berdasarkan estimasi dengan nilai indeks sehingga dapat disimulasikan untuk perubahan waktu.
3 Untuk listrik yang dapat dihasilkan dan dijual ke PLN dibuat pada variasi kapasitas yang dapat terintegrasi dengan hasil kelayakan ekonominya.
Model sistem tertutup ditampilkan pada Gambar 39. Hasil samping dari limbah cair kelapa sawit adalah POME yang ditampung pada fat pit kemudian diteruskan ke cooling pond dan pada akhirnya ditampung pada kolam anaerobik. Gas metana yang dihasilkan dari kolam anaerobik digunakan sebagai sumber energi untuk menjalankan turbin. Sisa hasil samping dari kolam anaerobik diteruskan ke kolam aplikasi dan pada akhirnya ditampung dan digunakan sebagai pupuk di lahan perkebunan sawit. Hasil samping dari limbah padat berupa TKKS, serat dan cangkang digunakan sebagai sumber energi pada boiler untuk menjalankan turbin generator. Turbin ini akan menghasilkan listrik untuk digunakan pada proses produksi pabrik kelapa sawit, sedangkan surplus listrik dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar pabrik atau dapat dijual kepada PLN.
Sterilizer Stripping Digester Pressing Empty Fruit Bunch Depericarper CST Oil purifier Vacuum dryer CPO Sludge tank Sludge separator Silo Dryer Nut Crackers Hidrocyclone Kernel Dryer Kernel Storage Shell POME Fresh Fruit Bunch Fiber
Fat Pit Cooling Pond An Aerobik
Application Pool Methane Boiler Turbine Generator Palm Oil Mill
Production Process
Biomass Power Plant
Biogas
Electricity