PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN METANA CAIR
DARI LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA
DENGAN KAPASITAS 3360 KG/HARI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Disusun Oleh:
NIM : 050405013
HARINI ROMAITO
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT sebagai Zat yang
tidak pernah berhenti mengalirkan nikmat pada hambaNya sehingga penulis akhirnya
dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Metana Cair Dari Limbah Cair Tapioka Dengan Kapasitas 3360 KG/ Hari.
Sholawat dan salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang dengan
pesannya ”Tuntutlah ilmu hingga ke liang lahat” selalu menjadi motivasi bagi penulis
untuk terus menggali ilmu, salah satunya di Jurusan Teknik Kimia ini.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian
sarjana pada Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing
dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan
tugas akhir ini.
2. Bapak Indra Surya, MSc, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah membimbing
dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan
tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si., sebagai Koordinator Tugas Akhir.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
5. Ibunda tercinta, yang selalu menyemangati penulis dalam untaian doa dan nasehat
agar tekun dan jujur dalam menimba ilmu hingga nantinya mampu memberi manfaat
bagi orang lain dengan ilmu tersebut.
6. Ayahanda, yang tetap teguh dan sabar memperjuangkan kuliah penulis hingga batas
akhir.
7. Saudara kandung penulis, kak Indah, Adek, Ikhsan, Hafiz, Obi dan seluruh
keluarga besar di Sibuhuan atas doa dan cintanya sehingga penulis tidak pernah
mengenal kata menyerah dalam menyelesaikan studi.
9. Teman-teman penulis, Apri, Meri, dan Rudi, Indra, Suci,Teris yang tidak pernah
jemu menanyakan kemajuan skripsi dan terus menyemangati serta menambah ilmu
penulis selama penyusunan skripsi.
10.Teman-teman Teknik Kimia Stambuk 2005 untuk segala dukungan dan saran yang
membangun sehingga penulis terus termotivasi untuk segera menyusul teman-teman
yang terlebih dahulu menamatkan kuliah di Teknik Kimia.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari
pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata,
semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih.
Medan, Juni 2010
Penulis,
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... ...1
1.1Latar Belakang ... ...1
1.2Perumusan Masalah ... ...3
1.3Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... ...4
1.4Manfaat Pra Rancangan Pabrik ... ...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... .. ...5
2.1 Pengertian Biogas ... ...5
2.2 Sejarah Biogas ... ...6
2.3 Tahapan Metabolisme dalamPembentukan Biogas ... ...6
2.4 Variabel Kondisi Proses ... ...9
2.5 Fermentasi Anaerobik...9
2.6 Nilai otensial gas...10
2.7 Kegunaan biogas...11
2.8 Proses Pencairan Biogas ... ...12
2.9 Limbah Cair Industri Tapioka ... ...13
2.10 Deskripsi proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair dari .Limbah Cair Taioka ... ...16
2.10.1 Fermentasi Biogas ... ...16
2.10.2 Pemurnian Biogas ... ...17
2.10.3 Pencairan Biogas ... ...17
2.11 Sifat Bahan ... ...18
2.11.1 Limbah Cair Tapioka ... ...18
2.11.2 Effective Microorganism ... ...18
2.11.3 Natrium Bikarbonat (NaHCO3) ... ...19
2.11.5 Ferri Klorida (FeCl2) ... ...19
2.11.6 Metana (CH4) ... ...19
2.11.7 Karbondioksida (CO2) ... ...20
2.11.8 Air (H2O) ... ...20
2.11.9 Propana (C3H8) ... ...21
2.12 Perhitungan mikroba yang dibutuhkan...21
2.13 Unit pengolahan limbah...22
BAB III NERACA MASSA... ...25
BAB IV NERACA ENERGI... ...29
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... ...32
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... ...47
6.1 Instrumentasi ... ...47
6.2 Keselamatan kerja ... ...51
6.3 Keselamatan kerja pada Pabrik Pembuatan Metana Cair ... ...53
BAB VII UTILITAS ... ...58
7.1 Kebutuhan Air ... ...58
7.2 Kebutuhan Listrik ... ...63
7.3 Kebutuhan Bahan Bakar ... ...65
7.4 Spesifikasi Peralatan Utilitas... ...66
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... ...73
8.1 Lokasi Pabrik... ...73
8.2 Tata Letak Pabrik ... ...75
8.3 Perincian Luas Tanah ... ...76
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... ...78
9.1 Organisasi Perusahaan ... ...78
9.2 Manajemen Perusahaan ... ...80
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... ...83
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... ...83
9.5 Struktur Tenaga Kerja ... ...86
BAB X ANALISA EKONOMI ... ...93
10.1 Modal investasi ... ...93
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... ...97
10.4 Bonus Perusahaan ... ...97
10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... ...97
10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... ...97
BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... x
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Ekspor Gas Alam ... 2
Tabel 1.2 Data Impor Migas... 3
Tabel 2.1 Komposisi biogas secara umum ... 5
Tabel 2.2 Tabel reaksi sintropik dan metanogenik pada proses anaerob...8
Tabel 2.3 Keuntungan dan kerugian Fermentasi Anaerobik...10
Tabel 2.4 Kesetaraan Biogas dengan Sumber Lain...11
Tabel 2.5 Pengaruh EM terhadap HCN pada Limbah Cair Tapioka...15
Tabel 2.6 Kandungan dan Baku Mutu Limbah Cair untuk Industri Tapioka... 15
Tabel 2.7 Karekteristik Limbah Cair Industri Tapioka...18
Tabel 2.8 erhitungan untuk Sistem pengolahan Limbah...23
Table 3.1 Neraca massa Tangki Pelarutan NaHCO3 (M-130)……….25
Table 3.2 Neraca massa Tangki Kultur Effective Microorganism (M-140)……...25
Tabel 3.3 Neraca massa Netralizer (F-150) ... .25
Tabel 3.4 Neraca massa Tangki Nutrisi (M-160)...26
Tabel 3.5 Neraca massa Fermentor (R-210)...26
Tabel 3.6 Neraca massa Filter Press (R-220)...27
Tabel 3.7 Neraca massa Kolom Absorpsi (D-310)...27
Tabel 3.8 Neraca massa Tangki Akumulasi Gas Metan (F-410)...27
Tabel 3.9 Neraca massa Flash Drum (F-420)... ..28
Tabel 4.1 Neraca energi Fermentor (R-210)………...29
Tabel 4.2 Neraca energi Kolom Absorpsi (D-310)...29
Tabel 4.3 Neraca energi Tangki Akumulasi (F-410)………...29
Tabel 4.4 Neraca energi Comressor (F-421)...30
Tabel 4.5 Neraca energi Pre Cooler (F-422)...30
Tabel 4.6 Neraca energi Cooler (F-423)...30
Table 4.7 Neraca massa Tangki Pelarutan NaHCO3 (M-130)………...31
Tabel 4.8 Neraca massa Tangki Nutrisi (M-160)...31
Tabel 7.2 Kualitas air Sungai Way Seputih, Lampung Timur...60
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah...77
Tabel 9.1 Pembagian Shift Karyawan...87
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya...88
Tabel 9.3 Proporsi Gaji Karyawan...89
Tabel LB.1 Tabel kontribusi Unsur Atom...LB-1
Tabel LB.2 Kapasitas panas padatan………....
Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)………LB-2
Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)………LB-2
Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan (kJ/mol)………..LB-3
Tabel LB.6 Panas masuk ke dalam Fermentor untuk setiap komponen...LB-4
Tabel LB.7 Panas keluar dari Fermentor untuk setiap komponen...LB-5
Tabel LB.8 Panas masuk ke dalam kolom absorpsi untuk setiap komponen...LB-6
Tabel LB.9 Panas masuk ke dalam tangki akumulasi untuk komponen CH4...LB-7
Tabel LB.10 Perhitungan panas masuk ke dalam pre-cooler untuk
komponen CH4.LB-8...LB-8
Tabel LB.11 Perhitungan panas keluar dari pre-cooler untuk komponen CH4...LB-8
Tabel LB.12 Panas masuk ke dalam cooler untuk komponen CH4...LB-10
Tabel LC.1 Densitas campuran gas...LC-43
Tabel LC.2 BM rata-rata gas...LC-43
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya...LE.1
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift………..LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses...LE-6
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas……….LE-7
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi………LE-9
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai...LE-12
Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas………...LE-14
Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja………...LE-15
Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000.LE-16...LE-16
Gambar 2.1 Skema metabolisme yang terlibat dalam degradasi anaerob lengkap dari
bahan organik menjadi metana dan karbon dioksida... II-3
Gambar 2.2 Kurva Pendinginan Gas Alam - Pendingin Tipikal ... II-7
Gambar 6.1 Penggunaan Instrumentasi Berbagai Alat pada Pra-Rancangan Pabrik
Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair Industri Tapioka ... VI-6
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair Industri
Tapioka ... VIII-5
Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ... IX-7
Gambar LC.1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) ... LC-5
Gambar LD.1 Screenimg Unit pada Pengolahan Air ... LD-2
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki
Pelarutan ... LE-5
Gambar LE.2 Kurva Break Even Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair
Metana adalah salah satu energi alternatif yang dapat digunakan saat ini, yang
dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik. Metana
dapat dibuat dari limbah cair industri tapioka. Selain mengurangi emisi gas rumah kaca,
produksi metana dari limbah cair industri tapioka juga dapat membantu mengurangi
krisis energi saat ini. Berdasarkan penelitian, konversi limbah cair industri tapioka
menjadi biogas dengan kandungan terbesar metana adalah 35 m3 biogas/ 4 m3 limbah.
Dengan kata lain 1 m3 limbah menghasilkan 7,5 m3 biogas. Suhu fermentasi
berlangsung pada 57,430 C yang termasuk kategori termofilik.
Metana cair diproduksi 3.360 kg/hari dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun.
Pabrik Pembuatan Biogas ini direncanakan berlokasi di Kecamatan Sekampung Udok,
Lampung Timur dengan luas areal 17.400 m
2
. Tenaga kerja yang dibutuhkan 113 orang
dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) di bawah pimpinan seorang
General Manager.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair Tapioka
ini sebagai berikut:
• Total Modal Investasi : Rp 59.109.900.200,-
• Total Biaya Produksi : Rp 31.156.493.523,-
• Hasil Penjualan : Rp 53.313.290.000,-
• Laba Bersih : Rp 9.947.150.592,-
• Profit Margin (PM) : 26,42 % • Break Even Point (BEP) : 57,97 % • Return on Investment (ROI) : 22,76 % • Pay Out Time (POT) : 4,39 tahun • Return on Network (RON) : 28,05 % • Internal Rate of Return (IRR) : 28,96 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan
Metana adalah salah satu energi alternatif yang dapat digunakan saat ini, yang
dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik. Metana
dapat dibuat dari limbah cair industri tapioka. Selain mengurangi emisi gas rumah kaca,
produksi metana dari limbah cair industri tapioka juga dapat membantu mengurangi
krisis energi saat ini. Berdasarkan penelitian, konversi limbah cair industri tapioka
menjadi biogas dengan kandungan terbesar metana adalah 35 m3 biogas/ 4 m3 limbah.
Dengan kata lain 1 m3 limbah menghasilkan 7,5 m3 biogas. Suhu fermentasi
berlangsung pada 57,430 C yang termasuk kategori termofilik.
Metana cair diproduksi 3.360 kg/hari dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun.
Pabrik Pembuatan Biogas ini direncanakan berlokasi di Kecamatan Sekampung Udok,
Lampung Timur dengan luas areal 17.400 m
2
. Tenaga kerja yang dibutuhkan 113 orang
dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) di bawah pimpinan seorang
General Manager.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair Tapioka
ini sebagai berikut:
• Total Modal Investasi : Rp 59.109.900.200,-
• Total Biaya Produksi : Rp 31.156.493.523,-
• Hasil Penjualan : Rp 53.313.290.000,-
• Laba Bersih : Rp 9.947.150.592,-
• Profit Margin (PM) : 26,42 % • Break Even Point (BEP) : 57,97 % • Return on Investment (ROI) : 22,76 % • Pay Out Time (POT) : 4,39 tahun • Return on Network (RON) : 28,05 % • Internal Rate of Return (IRR) : 28,96 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan kerusakan lingkungan dan perubahan iklim global yang semakin
memprihatinkan, kesadaran untuk mengutamakan kelestarian ekosistem juga semakin
ditekankan dalam dunia industri, terutama dalam hal pengelolaan limbah. Salah satunya
seperti usaha minimalisasi emisi gas rumah kaca yang ditetapkan dalam Kyoto Protocol
pada tahun 1997. Mekanisme Pembangunan Bersih atau Clean Development
Mechanisms (CDM) juga dibentuk untuk memungkinkan kerjasama antara negara maju dengan negara berkembang dalam kegiatan pengurangan emisi ini.
Seperti telah diketahui bahwa industri tapioka merupakan salah satu industri
yang banyak menimbulkan limbah dalam proses pengolahannya. Lampung merupakan
salah satu provinsi yang banyak terdapat industri pengolahan singkong menjadi tapioka.
Di Lampung Timur sendiri, lebih dari 50 industri tapioka, terutama PT. Umas Jaya
menghasilkan limbah cair sebanyak 570 m3 per harinya (Maryanti, 2007). Salah satu
metode yang dapat digunakan dalam pengolahan limbah cair adalah teknologi
anaerobik, yang meliputi proses penguraian limbah organik menjadi biogas. Menurut
Barana et al., (2000), pada limbah cair industri tapioka masih ditemukan kandungan
bahan organik yang cukup tinggi, dan dapat dilihat dari kandungan Chemical Oxygen
Demand (COD) yakni sebesar 20.930 mg/liter, sedangkan menurut Manik (1994), nilai COD dari limbah cair industri tapioka adalah sebesar 13.500-22.000 mg/liter.
Kandungan bahan organik yang terdapat pada limbah cair tapioka umumnya terdiri dari
pati, serat, lemak, dan protein (Yusmiati, 2007).
Sistem pengolahan limbah cair industri tapioka yang banyak dilakukan saat ini
adalah dengan kolam-kolam terbuka yang menghasilkan gas metana (CH4) dan
karbondioksida (CO2). Kedua gas tersebut merupakan emisi gas rumah kaca yang
memberikan kontribusi dalam pemanasan global sekarang ini. Sebenarnya gas metana
(CH4) merupakan gas yang bersifat dapat terbakar (flammable gas) sehingga dapat
dijadikan sebagai sumber energi alternatif (Surya, 2009). Menyangkut masalah sumber
ketersediaan BBM di sebagian besar tempat di Indonesia. yang dulu masuk jajaran
pengekspor minyak terbesar di dunia kini mengalami kesulitan dalam penyediaan bahan
bakar. Menurut data EIA (Energy Information Administration), sejak tahun 2004 sampai
sekarang konsumsi minyak di Indonesia sudah melebihi jumlah produksi (Admin,
2009).
Berdasarkan fakta-fakta di atas, produksi metana cair dari limbah cair industri
tapioka tampaknya dapat menjanjikan untuk dilakukan dalam mengurangi emisi gas
rumah kaca yang ditimbulkan limbah tersebut sekaligus mampu menyediakan solusi
bagi krisis energi yang sedang dihadapi Indonesia saat ini. Secara teoritis limbah cair
industri tapioka dapat mengasilkan 25-35 m3 gas metana (CH4) untuk setiap 1 ton ubi
kayu yang diolah menjadi tapioka, (Surya, 2009). Adapun data mengenai ekspor bahan
bakar jenis gas alam berdasarkan Badan Pusat Statistik (BPS) Jakarta, Indonesia adalah
sebagai berikut:
Tabel 1.1 Data Ekspor Gas Alam
No Tahun Berat Bersih (Ribu Ton)
1 Jan – Jan 2008 1.856,5
2 Jan – Feb 2008 3.644,3
3 Jan – Mar 2008 5.537,2
4 Jan – Mei 2008 8.803,4
5 Jan – Jun 2008 10.468,6
Sedangkan data mengenai impor bahan bakar Migas untuk Sistem Perdagangan Umum
berdasarkan Badan Pusat Statistik (BPS) Jakarta, Indonesia adalah sebagai berikut:
Tabel 1.2 Data Impor Migas
No Tahun 2008 Nilai CIF (Juta USD) untuk
Indonesia
Nilai CIF (Juta USD) untuk
Kawasan Berikat
1 Januari 1.918,4 10,5
2 Februari 2.576,9 11,4
3 Maret 2.499,8 8,2
4 April 2.851,1 20,8
5 Mei 3.315,3 17,5
6 Juni 3.685,9 49,3
7 Juli 3.639,1 23,2
8 Agustus 3.177,1 36,4
(Badan Pusat Statistik, 2008)
1.2 Perumusan Masalah
Semakin meningkatnya jumlah emisi gas rumah kaca yang ditimbulkan oleh
limbah cair industri dan penggunaan bahan bakar khususnya gas atau yang dikenal
dengan LNG (Liquidified Natural Gas) oleh masyarakat semakin tinggi sehingga
mengakibatkan kelangkaan LNG. Berdasarkan hal itu, perlu dicari solusi dalam
menanggulangi masalah efek gas rumah kaca dan kebutuhan LNG di Indonesia. Limbah
cair industri tapioka yang selama ini menjadi masalah bisa dimanfaatkan untuk
menghasilkan metana cair. Untuk itu, perlu dibuat suatu pra rancangan pabrik untuk
emisi gas rumah kaca sekaligus sebagai pengganti LNG. Produk utama dari proses ini
adalah metana cair dan produk sampingnya adalah metana gas dan pupuk.
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Ada beberapa tujuan pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan dan pencairan
biogas adalah agar dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapatkan selama
kuliah seperti bioproses, neraca massa, neraca energi, utilitas, Operasi teknik kimia,
perancangan proses dan perancangan pabrik kimia dan ilmu teknik kimia lainnya dalam
pra rancangan pabrik pembuatan dan pencairan biogas dari limbah cair tapioka.
1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik
Manfaat dari pra rancangan pabrik pembuatan metana cair dari limbah cair
industri tapioka adalah dapat memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi
rancangan dan ekonomi pabrik yang nantinya gambaran tersebut dapat menjadi patokan
untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Selain itu, untuk
memaksimalkan potensi sektor industri dan perdagangan juga untuk memenuhi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh
bahan-bahan
domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang
biodegradable dalam kondisi anaerobik. Konstituen utama dari biogas adalah metana (CH4, 60% volume atau lebih) dan karbon dioksida (CO2, sekitar 35%); dengan
sejumlah kecil uap air, hidrogen sulfida (H2S), karbon monoksida (CO) dan nitrogen
(N2) (Wikipedia, 2005). Komposisi ini bervariasi sesuai dengan bahan biologis yang
difermentasikan. Persentase gas metan pada biogas yang diproduksi dari kotoran
manusia, kotoran ayam dan limbah cair dari tempat penyembelihan ternak terkadang
dapat mencapai 70% atau lebih, sedangkan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti
batang dan jerami dapat menghasilkan 55% gas metan (Li dan Ho, 2006). Adapun
komposisi biogas secara umum dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi biogas secara umum
Senyawa Gas Kadar (%)
Metana, CH4 50-75
Karbondioksida, CO2 25-50
Nitrogen, N2 0-10
Hidrogen, H2 0-1
Oksigen, O2 0-2
(Wikipedia 1, 2008)
Biogas terutama digunakan sebagai bahan bakar, seperti halnya gas alam,
sementara campuran lumpur atau cairan biologis hasil fermentasi dapat digunakan
2007).
2.2 Sejarah Biogas
Ketertarikan secara ilmiah terhadap gas yang dihasilkan dari dekomposisi alami
terhadap bahan organik, tercatat pertama kali dalam sejarah yaitu pada abad ke-16.
Adalah Robert Boyle dan Stephen Hale yang mengatakan bahwa gas yang dapat
terbakar dihasilkan dengan memberikan gangguan semacam pengadukan terhadap
sedimen sungai dan danau. Digester anaerob pertama dibangun oleh koloni penderita
lepra di Bombay, India, pada tahun 1859. Pada tahun yang sama, teknologi ini
dikembangkan di Exeter, Inggris, di mana septic tank digunakan untuk menghasilkan
gas bagi lampu penerangan jalan. Melalui penelitian ilmiah, proses anaerob memperoleh
pengakuan akademis pada tahun 1930.
Sekarang ini, proses anaerob telah meluas penggunaannya, terutama untuk
pengolahan limbah dan buangan yang banyak mengandung bahan organik.
Contoh-contoh limbah dan buangan ini meliputi kertas limbah, rumput-rumputan, makanan basi,
limbah cair dan kotoran ternak. Salah satu pengecualian adalah limbah kayu yang sangat
sulit ditangani menggunakan proses anaerob karena kebanyakan bakteri anaerob tidak
mampu mendegradasikan lignin (kecuali xylophalgeous yang digunakan oleh pabrik
etanol seluloik di Amerika Serikat). Banyak pula negara berkembang yang telah
memanfaatkan sistem anaerob sebagai sumber energi murah untuk memasak dan
penerangan. Sejak tahun 1975, penggunaan biogas skala rumah tangga di Cina dan India
juga telah didukung program pemerintah (Wikipedia 2, 2008).
2.3 Tahapan Metabolisme dalam Pembentukan Biogas
Pada proses anaerob, bahan organik didegradasikan menjadi metana dan karbon
dioksida melalui tahap-tahap berlainan yang merupakan serangkaian kegiatan metabolik
dari kelompok-kelompok mikroorganisme yang berbeda (Gambar 2.1). Adapun
tahap-tahap ini dapat dibedakan menjadi 4 tahap-tahap utama yaitu:
1. Hidrolisis dan Asidifikasi
polisakarida, protein dan lemak menjadi monomer-monomer gula, asam amino
dan peptida.
2. Asidogenesis
Pada tahap ini, hasil hidrolisis dari tahap sebelumnya akan difermentasikan
menjadi asam lemak volatil (asam asetat, asam butirat dan propionat) dan asam
lemak rantai panjang, CO2, format, H2, NH4+, HS-, alkohol.
3. Asetogenesis
Selanjutnya, bakteri sintropik atau bakteri asetogenik pereduksi proton,
menguraikan propionat, asam lemak rantai panjang, alkohol, beberapa asam
amino dan senyawa aromatik, menjadi H2, format dan asetat.
CH4 + CO2 CH4 + H2O
BAHAN ORGANIK Karbohidrat
Protein Lemak Asam nukleat
Hidrolisis dan Fermentasi
Dehidrogenasi Asetogenik
Hidrogenasi Asetogenik
Dekarboksilasi Asetat
Pembentukan metana reduktif Asam lemak
H2 + CO2
Asetat
Gambar 2.1 Skema metabolisme yang terlibat dalam degradasi anaerob lengkap dari
bahan organik menjadi metana dan karbon dioksida (McInerney, 1999)
Degradasi senyawa-senyawa ini membentuk H2 biasanya dihindari, kecuali bila
konsentrasi H2 atau format, dipertahankan cukup rendah oleh bakteri pengguna
H2 seperti metanogen ataupun bakteri homoasetogenik yang mengubah H2 dan
CO2 menjadi asetat. Karena banyaknya variasi organisme yang terlibat dalam
reaksi-reaksi di atas dan kemampuan mereka untuk menjalankan tipe
metabolisme yang lain seperti fermentasi atau reduksi sulfat, organisme yang
terlibat pada tahap ini disebut pemetabolisme sintropik.
4. Metanogenesis
Tahap terakhir melibatkan 2 kelompok metanogen yang berbeda, yakni
metanogen hidrogenotropik yang menggunakan H2 dan format dari reaksi
sebelumnya untuk mereduksi CO2 menjadi CH4, dan metanogen asetotropik
yang menguraikan asetat menjadi CO2 dan CH4
(McInerney, 1999), (Garcelon dan Clark, 2007), (Wikipedia 3, 2008) dan (Field dan
Sierra, 2004).
Adapun reaksi-reaksi sintropik dan metanogenik yang mungkin terlibat dalam
degradasi anaerobik dirangkum dalam Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Tabel reaksi sintropik dan metanogenik pada proses anaerob
Reaksi ∆G⁰ (kJ per reaksi)
Reaksi metanogenik
4H2 + HCO3- + H+ CH4 + 3H2O - 135,6
Asetat- + H2O CH4 + HCO3- - 31,0
Reaksi sintropik tanpa H2 untuk digunakan metanogen
Laktat- + 2H2O Asetat- + HCO3- + H+ + 2H2 - 4,2
Etanol + H2O Asetat- + H+ + 2H2 + 9,6
Butirat- + 2H2O 2 Asetat- + H+ + 2H2 + 48,3
Propionat- + 3H2O Asetat- + HCO3- + H+ + 3H2 + 76,1
Benzoat- + 7H2O 3 Asetat- + HCO3- + 3H+ + 3H2 + 70,6
Asetat- + 4H2O 2HCO3- + H+ + 4H2 +104,6
Reaksi sintropik dengan H2 untuk digunakan metanogen
2 Laktat- + H2O 2 Asetat- + HCO3- + H+ + CH4 - 143,6
2 Etanol + HCO3- 2 Asetat- + H2O + H+ + CH4 - 116,4
2 Butirat- + HCO3- + H2O 4 Asetat- + H+ + CH4 - 39,4
4 Benzoat + 19H2O 12 Asetat + HCO3 + 9H +
3CH4
- 124,4
(McInerney, 1999)
2.4 Variabel Kondisi Proses
1. Temperatur
Proses anaerob biasanya dijalankan pada temperatur 30-380 C atau pada 49-580
C (termofilik) dan harus sangat diperhatikan mengingat organisme berkembang pada
temperatur yang berbeda (Roberts, 2003).
2. pH
Metanogen hanya dapat berkembang dengan baik pada jangkauan pH yang
sempit, antara 6,5 sampai 8. Penambahan baking soda (NaHCO3) dapat meningkatkan
alkalinitas dari suatu larutan fermentasi (Garcelon dan Clark, 2007).
3. Rasio C:N
Metanogen umumnya menggunakan karbon sebagai sumber energi untuk
pertumbuhan, dan nitrogen untuk membangun struktur sel. Biasanya karbon yang
dibutuhkan 25-30 kali lebih banyak dibandingkan dengan nitrogen (Garcelon dan Clark,
2007).
4. Logam Berat Terlarut
Logam berat terlarut sangat penting di dalam proses fermentasi limbah cair,
terutama pada proses metanogenesis, karena berfungsi sebagai nutrisi penting bagi
pertumbuhan mikroba. Kandungan logam berat terlarut yang direkomendasikan pada
pengolahan limbah cair seperti besi, kobalt, nikel, dan seng adalah 0,02; 0,004; 0,003
dan 0,002 mg/g produksi asam asetat. Sedangkan kadar logam berat terlarut yang
direkomendasikan perliter reaktor adalah 1 mg FeCl2; 0,1 mg CaCl2; NiCl2; dan 0,1 mg
ZnCl2. Penambahan logam-logam ini meningkatkan aktifitas mikroba dan sangat
menguntungkan pada proses anaerobik untuk limbah cair.
2.5 Fermentasi Anaerobik
di dalam reaktor.
Fermentasikan anaerob, memiliki beberapa keuntungan dan kerugian, yaitu :
Tabel 2.3 Keuntungan dan kerugian Fermentasi Anaerobik
No Keuntungan Kerugian
1.
2.
3.
4.
5.
Energi yang dibutuhkan sedikit
Produk samping yang dihasilkan
sedikit
Nutrisi yang dibutuhkan sedikit
Dapat menghasilkan senyawa
methana yang merupakan sumber
energi yang potensial
Hanya membutuhkan reaktor
dengan volume kecil
Membutuhkan waktu pembiakan yang
lama
Membutuhkan penambahan senyawa
alkalinity
Tidak mendegradasi senyawa nitrogen
dan fosfor
Sangat sensitif terhadap efek dari
perubahan temperatur
Menghasilkan senyawa yang beracun
seperti H2S
(Metcalf & Eddy, 2003)
2.6 Nilai Potensial Biogas
Biogas yang bebas pengotor (H2O, H2S, CO2, dan partikulat lainnya) dan telah
mencapai kualitas setara dengan gas alam. Dalam bentuk ini. Gas dapat digunakan sama
seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya pun telah layak sebagai bahan baku
pembangkit listrik, pemanas ruangan, dan pemanas air. Jika dikompresi, biogas dapat
menggantikan gas alam terkompresi yang digunakan pada kendaraan. Di Indonesia nilai
potensial pemanfaatan biogas ini akan terus meningkat karena adanya jumlah bahan
baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi
yang menjanjikan.
Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, nilai kesetaraan biogas dengan sumber
energi lain adalah sebagai berikut :
Tabel 2.4 Kesetaraan Biogas dengan Sumber lain
Bahan bakar Jumlah
Biogas
Elpiji
Minyak tanah
Minyak solar
Bensin
Gas kota
Kayu Bakar
1 m3
0,46 kg
0,62 liter
0,52 liter
0,8 liter
1,5 m3
3,5 kg
( Hermawan, dkk, 2007)
2.7 Kegunaan Biogas
Biogas terutama digunakan sebagai bahan bakar, seperti halnya gas alam,
sementara campuran lumpur atau cairan biologis hasil fermentasi dapat digunakan
sebagai pupuk organik untuk tumbuhan (Li dan Ho, 2006). Biogas hanya dapat terbakar
apabila kandungan metana di dalamnya mencapai 45% atau lebih (Garcelon dan Clark,
2007).
Alasan penggunaan biogas didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan berikut
ini:
1. Gas metan merupakan salah satu gas rumah kaca yang utama, dengan urutan
kedua setelah karbon dioksida dalam hal jumlah emisi, namun dengan potensi
pemanasan global 22 kali lipat dibandingkan karbon dioksida. Menggunakan
biogas tidak hanya menghilangkan limbah polutan, tapi juga mengurangi
pemanasan global.
pedesaan di mana penduduk masih menebang hutan untuk mencari kayu sebagai
bahan bakar. Digester berukuran 10m3 setara dengan 2000 kg bahan bakar kayu,
yang ekivalen dengan penebangan 0,26 – 4 ha hutan.
3. Berbeda dengan bahan bakar kayu, biogas terbakar tanpa menghasilkan asap,
karenanya mengurangi resiko gangguan pernapasan dari pemakainya.
Untuk memaksimalkan manfaat biogas sebagai sumber energi, diperlukan
teknologi untuk memurnikan dan mengkompresikan metana, juga untuk
mengembangkan mesin-mesin baru yang menggunakan metana secara efektif dan
efisien, misalnya untuk menjalankan mobil atau mesin-mesin pertanian.
Kegunaan biogas antara lain:
- Bahan bakar untuk memasak
- Bahan pembantu generasi listrik dan panas
- Bahan bakar untuk kendaraan yang merupakan biofuel terbersih saat ini
- Digunakan pada oven dan lampu untuk menghangatkan rumah kaca dan
meningkatkan konsentrasi karbon dioksida untuk membantu fotosintesis
tanaman dalam rumah kaca serta meningkatkan hasil tanaman
- Lampu biogas memberikan penerangan sekaligus kehangatan untuk mengerami
telur ulat sutra, meningkatkan laju penetasan dan pembentukan kepompong yang
biasanya menggunakan pemanasan dengan batubara
- Biogas metan dapat digunakan untuk membuat metanol
- Memperpanjang waktu penyimpanan buah-buahan dan biji-bijian. Ini
dimungkinkan oleh karena atmosfer metan dan karbon dioksida dapat
menghambat metabolisme, sehingga mengurangi pembentukan etilen,
membunuh serangga perusak, jamur dan bakteri penyebab penyakit
(Li dan Ho, 2006).
2.8Proses Pencairan Biogas
Gas metana (CH4) yang merupakan komponen utama dalam biogas merupakan
zat kriogenik yang mencair pada suhu rendah, umumnya di bawah -1000 F. Gas metana
(CH4) mencair pada temperatur sekitar -256 o
F (-160
o
mencairkan gas tersebut.
Teknologi pencairan merupakan proses yang penting dalam produksi biogas.
Terdapat beberapa proses lisensi pencairan dengan berbagai tingkat penerapan dan
pengalaman. Prinsip dasar untuk pendinginan dan pencairan gas menggunakan
pendingin adalah termasuk menyesuaikan sedekat mungkin kurva pendinginan/
pemanasan gas proses dan pendingin. Hasilnya berupa proses termodinamika yang lebih
efisien yang membutuhkan daya yang lebih efisien per unit LNG yang diproduksi. Hal
ini berlaku pada semua proses pencairan.
Gambar 2.2 Kurva Pendinginan Gas Alam - Pendingin Tipikal
(Maulidiana, 2006)
Peralatan utama proses ini meliputi kompresor yang digunakan untuk
mensirkulasikan pendingin, penggerak kompresor, dan alat penukar panas untuk
mencairkan dan menukar panas antar pendingin. Gas alam, mencair pada kisaran
temperatur tertentu. Kurva panas dapat disesuaikan dengan meminimalkan perbedaan
temperatur antara proses pendinginan gas dan aliran pendingin. Hal ini dapat tercapai
dengan menggunakan lebih dari satu pendingin pada tingkat tekanan yang berbeda
untuk kemudian selanjutnya memecah kisaran temperatur untuk dapat mendekati kurva
panas.
2.9 Limbah Cair Industri Tapioka
Proses pembuatan tapioka memerlukan air untuk memisahkan pati dari serat.
Pati yang larut dalam air harus dipisahkan. Teknologi yang ada belum mampu
memisahkan seluruh pati yang terlarut dalam air, sehingga limbah cair yang dilepaskan
ke lingkungan masih mengandung pati. Limbah cair akan mengalami dekomposisi
secara alami di badan-badan perairan dan menimbulkan bau yang tidak sedap. Bau
tersebut dihasilkan pada proses penguraian senyawa mengandung nitrogen, sulfur dan
fosfor dari bahan berprotein (Zaitun, 1999; Hanifah dkk, 1999). Limbah cair industri
tapioka dihasilkan dari proses pembuatan, baik dari pencucian bahan baku sampai pada
proses pemisahan pati dari airnya atau proses pengendapan Limbah tersebut banyak
mengandung pati terlarut, asam hidrosianat (HCN), nitrogen, fosfor, dan senyawa
organik (Widotono, 2009). Menurut Barana et al., (2000), pada limbah cair tapioka
masih ditemukan kandungan bahan organik yang cukup tinggi, dan dapat dilihat dari
kandungan Chemical Oxygen Demand (COD) yakni sebesar 20.930 mg/liter, sedangkan
menurut Manik (1994) dalam Dharmawan (2002), nilai COD dari limbah cair industri
tapioka adalah sebesar 13.500-22.000 mg/liter (Sari, 2007).
Umbi singkong memiliki senyawa HCN (asam sianida) secara alami dalam
sel-selnya. Sianida adalah suatu senyawa yang sangat beracun, larut dalam air dan mudah
menguap pada suhu kamar (Hanifah, 2001). Singkong jenis tertentu (singkong pahit)
memiliki kandungan HCN yang cukup tinggi dan berbahaya bila dikonsumsi. Singkong
yang dijadikan bahan baku untuk industri tepung tapioka ini merupakan jenis singkong
biasa yang memiliki kadar HCN dalam jumlah sedikit dan relatif aman untuk
dikonsumsi. Pada saat proses pemerasan dan ekstraksi, HCN yang terdapat dalam sel-sel
singkong akan terlepas/ terlarut dengan air. Air limbah yang mengandung HCN apabila
dibuang ke perairan dan terakumulasi dapat membahayakan kehidupan biota air tesebut
dan secara tidak langsung dapat membahayakan manusia (Widotono, 2009).
Berdasarkan penelitian, HCN yang terdapat dalam limbah cair industri tapioka dapat
diuraikan dengan menggunakan Effective Microorganism. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa EM 1% (1 ml EM dalam 1 liter limbah cair) merupakan konsentrasi yang cocok
untuk menguraikan HCN tersebut.
Tabel 2.3 Pengaruh EM terhadap HCN pada Limbah Cair Tapioka
Sampel waktu analisis sianida (mg/L)
0 Hari 3 Hari 6 Hari 9 Hari 12 Hari 15 Hari
Baku Mutu 0,3
Outlet 0,268
Seri A (0,5 %
EM) 0,406 0,342 0,333 0,138 0,042 0,069
Seri B (1 %
EM) 0,306 0,276 0,295 0,304 0,058 0,061
Seri C (0 %
EM) 0,829 0,516 0,608 0,476 0,381 0,386
(Higa,1998)
Adapun kandungan dan baku mutu limbah cair industri tapioka yang diizinkan
pemerintah sesuai dengan Lampiran B. VIII KEP-51/ MNLH/ 10/ 1995 sebelum
dibuang ke lingkungan dapat ditunjukkan dalam tabel di bawah ini.
Tabel 2.4 Kandungan dan Baku Mutu Limbah Cair untuk Industri Tapioka
Parameter Kadar Maksimum (mg/ l) Beban Pencemaran
Maksimum (kg/ ton)
BOD5 150 4,5
COD 300 9
TSS 100 3
Sianida (HCN) 0,3 0,009
pH 6,0-9,0 6,0-9,0
(Lampiran B. VIII KEP-51/ MNLH/ 10/ 1995)
Dari tabel di atas, dapat kita simpulkan bahwa limbah cair industri tapioka yang
dihasilkan saat ini harus diolah terlebih dahulu mengingat kandungan COD yang cukup
tinggi, yaitu 13.500-22.000 mg/liter.
2.10 Deskripsi Proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metana Cair dari Limbah Cair Industri Tapioka
2.10.1 Fermentasi Biogas
Limbah cair industri tapioka dipompakan menuju bak pengendapan (F-120)
setelah melalui screening unit (H-121) untuk menyaring padatan-padatan kasar yang
terikut sewaktu pengolahan singkong menjadi tapioka, seperti kulitnya. Tujuan limbah
cair dimasukkan ke dalam bak pengendapan adalah untuk mengendapkan
partikel-partikel tertentu seperti pasir agar proses fermentasi tidak terganggu dan alat tidak cepat
rusak. Kemudian sebagian besar limbah dipompakan menuju tangki kultur Effective
Microorganisms (M-140) (kumpulan lima mikroorganisme, yaitu bakteri fotosintetik, lactobacillus (bakteri asam laktat), actinomycetes, ragi, dan cendawan fermentasi) untuk menurunkan kadar asam sianida (HCN). Sebagian lagi dipompakan menuju tangki
pelarutan NaHCO3 (M-130) untuk melarutkan NaHCO3 yang digunakan sebagai agent
penetral pH. Setelah itu, campuran limbah dari tangki pelarutan NaHCO3 dan tangki
kultur Effective Microorganisms dipompakan menuju netralizer untuk menetralkan pH
limbah antara 6-8 sebelum memasuki fermentor (R-210). Sebagian besar limbah yang
berasal dari netralizer (F-150) dipompakan menuju fermentor untuk difermentasi
menghasilkan biogas. Sebagian lagi dipompakan menuju tangki nutrisi untuk
melarutkan nutrisi yang dibutuhkan mikroba dalam fermentasi biogas. Campuran limbah
dengan nutrisi tersebut selanjutnya dipompakan menuju fermentor. Fermentor (R-210)
yang digunakan adalah jenis CSTR (Continious Stirred Tank Reactor) Di dalam
fermentor tersebut berlangsung tahap-tahap metabolisme pembentukan biogas dengan waktu tinggal yang optimum, yaitu 15 hari (Surya, 2009). Dalam proses ini, fermentor
dipasang seri dengan jumlah fermentor sebanyak 15 tangki. Sedangkan suhu proses
fermentasi adalah termofilik, yaitu 57,430C.
2.10.2 Pemurnian Biogas
Biogas yang terbentuk dengan komponen utama CH4 dialirkan dari atas
digester ke suatu menara absorpsi (D-310) untuk menyerap CO2 dan keluaran dari
bawah digester dialirkan ke filter press untuk memperoleh pupuk yang dapat dijual. Di
dalam menara absorpsi, CO2 diserap dengan menggunakan absorben air. CO2 yang
terikat dengan air selanjutnya dialirkan ke bak penampungan air proses bekas (F-320).
2.10.3 Pencairan Biogas
metana pada awalnya diakumulasikan dari kolom absorpsi dan juga off-gas recycle pada
keadaan steady state. Selanjutnya gas CH4 dialirkan menuju kompresor (G-421). Setelah
dinaikkan tekanannya dari 1,2 atm menjadi 2 atm, gas CH4 dialirkan menuju pre cooler
(E-422) untuk menurunkan temperatur CH4 dari 200 C sampai -750 C. Refrigerant yang
dipakai dalam tahap ini adalah propana. Setelah melalui tahap pre cooler, gas CH4
dialirkan dengan menggunakan blower (G-425) menuju cooler (E-423) untuk
menurunkan temperatur CH4 dari -750 C sampai -114,350 C. Refrigerant yang dipakai
dalam tahap ini adalah recycle metana yang tidak mencair.
Gas metana kemudian keluar dari cooler pada tekanan 4,5 atm kemudian
dialirkan ke alat expander (G-424). Pada expander, tekanan diturunkan hingga
mencapai tekanan 1,2 atm dan temperatur dari -158,950 C sampai -113,150 C. Kemudian
dialirkan ke flash drum (F-420) untuk mendapatkan metana cair dan sisanya yaitu
berupa off-gas (gas yang tidak mencair) dengan kadar rendah. Metana cair dialirkan
dengan menggunakan pompa (L-431) ke dalam tangki penyimpanan metana cair (F-430)
dan CH4 yang tidak mencair, sebagian besar dijadikan refrigerant pada alat cooler dan
2.11 Sifat Bahan
2.11.1 Limbah Cair Tapioka
Sebagai bahan baku yang difermentasikan menjadi biogas dengan karekteristik
[image:30.595.107.534.186.431.2]sebagai berikut:
Tabel 2.5 Karekteristik Limbah Cair Industri Tapioka
No Parameter Satuan Nilai
1 pH - 6,0 – 9,0
2 TS mg/ L 858.000
3 VS mg/ L 856.000
4 C % 40
5 H % 6,66
6 N % 0,02
7 COD : N : P - 350 : 0,07 : 0,02
8 Karbohidrat % 85,3
9 Protein % 0,1
10 Lemak % 0,2
(Yoshimassa, 2009)
2.11.2 Effective Microorganisms
Sebagai agent untuk menurunkan kadar asam sianida (HCN) pada limbah cair
industri tapioka sebelum difermentasikan.
1. Terdiri dari kultur campuran 5 kelompok mikroorganisme
2. Mampu melakukan biodegradsi limbah organik seperti senyawa karbon,
hidrogen, oksigen dan nitrogen
3. Reaksi fermentasi berlangsung dengan cepat dan EM mampu hidup
secara sinergis dengan mikroorganisme lain
4. Mikroorganisme EM mampu hidup baik pada medium asam atau basa,
temperatur tinggi 45-50 0C (mikroorganisme termofilik) dan pada kondisi
aerob atau anaerob (Higa, 1998).
2.11.3 Natrium Bikarbonat (NaHCO3) Merupakan zat penetral pH.
1. Berat molekul : 84,0079 gr/mol
2. Titik lebur : 500 C (323 K)
4. Kelarutan dalam air : 7,89 g / 100 ml pada 180 C
5. Tingkat kebasaan (pKb) : -2,43
6. Berwarna padatan putih
7. Merupakan senyawa ampoterik
8. Bersifat endotermis
9. Tidak berbau
(Wikipedia 4, 2009)
2.11.4 Urea (H2NCONH2)
Merupakan salah satu sumber nutrisi bagi mikroba.
1. Berat molekul : 60,07 gr/mol
2. Titik lebur : 132,7- 135 0C
3. Densitas : 1,323 gr/cm3
4. Kelarutan dalam air : 108 gr/100 ml pada 20 0C
733 gr/100 ml pada 100 0C
5. Tingkat keasaman (pKa) : 0,18
6. Tingkat kebasaan (pKb) : 13,82
7. Berupa padatan berwarna putih
(Wikipedia 5, 2009)
2.11.5 Ferri Klorida (FeCl2)
Merupakan salah satu sumber nutrisi bagi mikroba.
1. Berat molekul : 126,751 gr/mol
2. Titik lebur : 677 0C
3. Kelarutan dalam air : 64,4 gr/100 ml pada 10 0C
105,7 gr/100 ml pada 100 0C
4. Densitas : 3,16 gr/cm3
5. Agen flokulan dalam pengolahan air limbah buangan
6. Tidak larut dalam tetrahidrofuran
7. Merupakan padatan paramagnetik
(Wikipedia 6, 2009)
Merupakan komponen unsur terbesar (70%) di dalam biogas dan dijadikan
refrigerant pada alat cooler (E-423). 1. Berat Molekul : 16,043 g/mol
2. Temperatur kritis : -82,7oC
3. Tekanan kritis : 45,96 bar
4. Fasa padat
• Titik cair : -182,5
o
C
• Panas laten : 58,68 kJ/kg
5. Fasa cair
• Densitas cair : 500 kg/m3
• Titik didih : -161,6
o
C
• Panas laten uap : 510 kJ/kg
6. Fasa gas
• Densitas gas : 0,717 kg/m
3
• Faktor kompresi : 0,998
• Spesifik graviti : 0,55
• Spesifik volume : 1,48 m3/kg
• C
P : 0,035 kJ/mol.K
• C
V : 0,027 kJ/mol.K
• Viskositas : 0,0001027 poise
• Kelarutan : 0,054 vol/vol (Anonim1 , 2007)
2.11.7 Karbondioksida (CO2)
Merupakan salah satu komponen di dalam biogas yaitu sebesar 30%.
1. Berat Molekul : 44,01 g/mol
2. Temperatur kritis : 31oC
3. Tekanan kritis : 73,825 bar
4. Densitas kritis : 464 kg/m
3
4. Fasa padat
• Panas laten : 196,104 kJ/kg
5. Fasa cair
• Densitas cair : 1032 kg/m
3
• Titik didih : -78,5oC
• Panas laten uap : 571,08 kJ/kg
• Tekanan uap : 58,5 bar
6. Fasa gas
• Densitas gas : 1,98 kg/m
3
• Faktor kompresi : 0,9942
• Spesifik graviti : 1,521
• Spesifik volume : 0,547 m3/kg
• C
P : 0,037 kJ/mol.K
• C
V : 0,028 kJ/mol.K
• Viskositas : 0,0001372 poise
(Anonim2 , 2007)
2.11.8 Air (H2O)
Sebagai pengikat gas karbondioksida (CO2) di dalam menara absorpsi.
1. Berat molekul : 18,016 gr/gmol
2. Titik lebur : 0°C (1 atm)
3. Titik didih : 100°C (1 atm)
4. Densitas : 1 gr/ml (4°C)
5. Spesifik graviti : 1,00 (4°C)
6. Indeks bias : 1,333 (20°C)
7. Viskositas : 0,8949 cP
8. Kapasitas panas : 1 kal/gr
9. Panas pembentukan : 80 kal/gr
10.Panas penguapan : 540 kal/gr
11.Temperatur kritis : 374°C
12.Tekanan kritis : 217 atm
2.11.9 Propana (C3H8)
Sebagai refrigerant pada proses pendinginan gas metana (CH4).
1. Berat molekul : 44,1 g/mol
2. Densitas cair : 1,83 kg/m3
3. Densitas gas : 0,5077 kg/m3
4. Titik cair : -187,6
o
C
5. Titik didih : -42,09oC
6. Kelarutan dalam air : 0,1 g/cm
3
(Anonim3, 2007)
2.12 Perhitungan mikroba yang dibutuhkan
Di dalam pabrik biogas ini akan digunakan Hidraulic Retension Time
(HRT) 7 hari dan menggunakan bakteri mesofilik. Untuk proses Start–up
diperlukan mikroba yang akan dimasukkan ke dalam reaktor terlebih dahulu.
Jumlah mikroba yang akan dimasukkan adalah :
(Metcalf, 2003)
(
)
VX S S Q
U = 0 −
Keterangan : U = g BOD/g TSS
Q = Laju alir umpan (m3/hari)
So = g BOD masuk/m3
S = g BOD keluar/ m3
V = volume reaktor (m3)
X = konsentrasi reaktor (g/m3)
Dari data yang tidak diketahui :
Q = 528 m3/hari
So = 150 g/m3
S = 110.000 g/m3
V = 5 000 m3
Jadi, jumlah mikroba yang dibutuhkan adalah :
X =
(
)
VX S S Q 0 −
(
)
005 , 1 . 5000
000 . 110 000 . 150
528 −
=
X
X = 14.710,45 g/m3
2.13 Unit Pengolahan Limbah
Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air, karena
limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapt membahayakan alam
sekitar maupun manusia. Demi kelstarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus
mempunyai unit pengolahan limbah.
Adapun sumber-sumber limbah cair pabrik pembuatan biogas ini meliputi :
1. Limbah proses akibat zatt yang terbuang yaitsi pencucian hanya air mengandung
CO2
2. Limbah cair harus hasil pencucian peralatan pabrik. Limbah ini diperkirakan
mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik.
3. Limbah domestik
Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari
kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat cair.
4. Limbah Laboratorium
Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia
yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan
produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan
pengembangan proses.
Pengolahan limbah cair pabrik ini cukup dilakukan dengan menetralkan pH
limbah hingga pH = 6 sesuai dengan Kep Men. 51/MENLH/10/2001.
NERACA MASSA
[image:36.595.108.546.113.731.2]3.1 Tangki Pelarutan NaHCO3 (M-130)
Table 3.1 Neraca massa Tangki Pelarutan NaHCO3 (M-130)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar
(kg/jam)
2 3 6
Limbah cair 917,116 - 972,1436
NaHCO3 - 55,027 55,027
Total 917,116 55,027 972,1436
3.2 Tangki Kultur Effective Microorganism (M-140)
Table 3.2 Neraca massa Tangki Kultur Effective Microorganism (M-140)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar
(kg/jam)
4 5 7
Limbah cair - 21.068,760 21.068,760
EM 0,220 - 0,220
Total 0,220 21.068,760 21.068,981
3.3 Netralizer (F-150)
Tabel 3.3 Neraca massa Netralizer (F-150)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar (kg/jam)
6 7 8 9
Limbah cair 917,116 21.068,760 21.992,421 18,669
EM - 0,220 0,2354 0,0006
NaHCO3 58,958 - 54,9802 0,0468
Total 972,1436 21.068,981 22.047,64 18,7164
3.4 Tangki Nutrisi (M-160)
Tabel 3.4 Neraca massa Tangki Nutrisi (M-160)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar
(kg/jam)
9 10 11 12
Limbah cair 18,669 - - 18,669
CO(NH2)2 - - 1,100 1,100
FeCl2 - 0,022 - 0,022
EM 0,0006 - - 0,0006
NaHCO3 0,0468 - - 0,0468
Total 18,7164 0,022 1,100 19,8384
[image:37.595.113.539.110.326.2]3.5 Fermentor (R-210)
Tabel 3.5 Neraca massa Fermentor (R-210)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar (kg/jam)
8 12 41 42
Ampas 22.011,013 18,669 - 21.788,7942
NaHCO3 54,9802 0,0468 - 55,027
CO(NH2)2 - 1,100 - 1,100
FeCl2 - 0,022 - 0,022
EM 0,2194 0,0006 - 0,220
CH4 - - 155,5531 -
CO2 - - 66,6656 -
3.6 Filter Press (H-220)
Tabel 3.6 Neraca massa Filter Press (H-220)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar (kg/jam)
42 43 44
Ampas 21.788,7942 - -
Ampas cair - 20.263,5786 -
Ampas padat - - 1525,215
Total 21.788,7942 20.263,5786 1525,215
3.7 Kolom Absorpsi (D-310)
Tabel 3.7 Neraca massa Kolom Absorpsi (D-310)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar (kg/jam)
45 46 47 48
Air - 126,15189 126,15189 -
CH4 155,5531 - - 155,5531
CO2 66,6656 - 66,6656 0,666656
Total 222,2187 126,15189 192,8175 155,5531
3.8 Tangki Akumulasi Gas Metan (F-410)
Tabel 3.8 Neraca massa Tangki Akumulasi Gas Metan (F-410)
Komponen Alur masuk (kg/jam) Alur keluar
(kg/jam)
48 55 49
CH4 155,5531 31,112 186,6637
3.9 Flash Drum (F-420)
Tabel 3.9 Neraca massa Flash Drum (F-420)
Komponen Alur masuk (kg/jam)
Alur keluar (kg/jam)
53 54 56 57
CH4 186,6637 31,112 139,99 15,562
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
4.1 Fermentor (R-210)
Tabel 4.1 Neraca energi Fermentor (R-210)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan 41.977.095,09 -
Produk - 41.991.281,51
-rΔHr -14.186,692 -
Total 41.991.281,51 41.991.281,51
4.2 Kolom Absorpsi (D-310)
Tabel 4.2 Neraca energi Kolom Absorpsi (D-310)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan 13.187,06 -
Produk - 2.640,182
dQ/dt -10.546,884 -
Total 2.640,176 2.640,182
4.3 Tangki Akumulasi (F-410)
Tabel 4.3 Neraca energi Tangki Akumulasi (F-410)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan -3.673,8 -
Produk - -3.695,21
Metana recycle -6.863 -
4.3Compressor (G-421)
Tabel 4.4 Neraca energi Compressor (F-421)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan -3.673,8 -
Produk - 3.687,5
dW/dt -13,7 -
Total 3.687,5 3.687,5-
4.4Pre Cooler (E-422)
Tabel 4.5 Neraca energi Pre Cooler (F-422)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan -2.267,58 -
Produk - -46.365,2
dQ/dt -44.097,62 -
Total -46.365,2 -46.365,2
4.5Cooler (E-423)
Tabel 4.6 Neraca energi Cooler (E-423)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan -46.365,2 -
Produk - -63.747,163
dQ/dt -17.381,96 -
Total -63.747,163 -63.747,163
4.6Ekspander (G-424)
Tabel 4.7 Neraca energi Ekspander (G-424)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan -63.747,163 -
Produk - -63.747,163
dW/dt -17.381,96 -
4.7 Tangki Pencampur NaHCO3 (M-130)
Tabel 4.8 Neraca Energi pada Tangki Pelarutan NaHCO3
Alur masuk (kJ/hari) Alur keluar (kJ/hari)
Umpan 8268,5 -
Produk - 8381,3
∆Hsolution - -112,8
dQ/dT - -
Total 8381,3 8381,3
[image:42.595.130.481.102.243.2]4.8 Tangki Pencampur Nutrisi (M-160)
Tabel 4.9 Neraca Energi pada Tangki Pencampur Nutrisi
Alur masuk (kJ/hari) Alur keluar (kJ/hari)
Umpan 134,142 -
Produk - 134,456
∆Hsolution - -0,314
dQ/dT - -
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Bak Penampungan Limbah (F-110)
Fungsi : Menampung limbah cair industri tapioka
Bentuk : Persegi panjang
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Kondisi Penyimpanan:
• Temperatur, T = 300 C
• Tekanan operasi, P = 1,6 atm Kapasitas : 633,6 m3
Panjang : 17,17 m
Tinggi : 4,29 m
Lebar : 8,58 m
5.2 Screening Unit (H-122)
Fungsi : menyaring partikel-partikel kasar yang terdapat dalam limbah cair
Jenis : bar screen
Jumlah : 1 unit
Bahan konstruksi : stainless steel
Kondisi operasi :
• Temperatur (T) : 300 C
• Tekanan (P) : 1 atm Panjang screening : 2 m
Lebar screening : 2 m
Lebar bar : 5 mm
Tebal bar : 20 mm
Bar clear spacing : 20 mm
Slope : 300
5.3 Pompa Bak Pengendapan (L-121)
Fungsi : Memompa Limbah cair dari bak penampung (F-110) menuju screening
unit (H-122) Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 3,2 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor : 3 hp
5.4 Bak Pengendapan (F-120)
Fungsi
Jumlah
Jenis
Kondisi penyimpanan:
• Temperatur, T = 300 C
• Tekanan operasi, P = 1,6 atm Panjang : 3 ft
Tinggi : 10 ft
Lebar : 5 ft
Waktu retensi : 11,59 menit
5.5 Pompa Tangki Pelarutan NaHCO3 (L-131)
Fungsi : Memompa Limbah cair dari bak pengendapan (F-120) menuju tangki
pelarutan NaHCO3 (M-130)
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 3,24 atm
Daya motor :0,1 hp
5.6 Tangki Pelarutan NaHCO3 (M-130)
Fungsi : Melarutkan NaHCO3 dalam limbah dengan konsentrasi 6%
Tipe : Tangki berpengaduk
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar
Bahan : Beton
Waktu tinggal : 1 hari
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 1,64 atm
• Temperatur (T) : 30,050 C Kapasitas : 26,38 m3
Diameter : 2,88 m
Tinggi : 4,33 m
Jenis pengaduk: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Daya motor : 1,25 hp
5.7 Pompa Tangki Kultur Effective Microorganism (L-141)
Fungsi : Memompa Limbah cair dari bak pengendapan (F-120) menuju tangki
kultur Effective Microorganism (M-140)
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,79 atm
5.8 Tangki Kultur Effective Microorganism (M-140)
Fungsi : Menginokulasikan EM pada limbah untuk mereduksi HCN
Tipe : Tangki berpengaduk
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar
Bahan : Beton
Waktu tinggal : 1 hari
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 1, 2 atm
• Temperatur (T) : 57,40 C Kapasitas : 606,9 m3
Diameter : 8,2 m
Tinggi : 12,31 m
Jenis pengaduk: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Daya motor : 1,5 hp
5.9 Pompa Netralizer I (L-151)
Fungsi : Memompa campuran limbah cair dengan NaHCO3 dari tangki pelarutan
NaHCO3 (M-130) menuju netralizer (F-150)
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 3,26 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor :0,1 hp
5.10 Pompa Netralizer II (L-152)
Fungsi : Memompa limbah cair yang diinokulasi dengan EM dari tangki kultur
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,83 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor :2,5 hp
5.11 Netralizer (F-150)
Fungsi : Menetralkan pH limbah sebelum memasuki fermentor
Bentuk : Persegi panjang
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 635,19 m3
Kondisi Penyimpanan:
• Temperatur, T = 300 C
• Tekanan operasi, P = 1,63 atm Panjang bak (p) = 17,6 m
Tinggi bak (t) = 4,4 m
Lebar bak (l) = 8,8 m
5.12 Pompa Tangki Nutrisi (L-161)
Fungsi : Memompa limbah cair dari netralize (F-150) menuju tangki nutrisi
(M-160)
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 3,05 atm
5.13 Tangki Nutrisi (M-160)
Fungsi : Melarutkan nutrisi (FeCl2(s) dan CO(NH2)2(s)) dalam limbah
dengan konsentrasi 6%
Tipe : Tangki berpengaduk
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar
Bahan : Beton
Waktu tinggal : 7 hari
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 1,42 atm
• Temperatur (T) : 30,050 C Kapasitas : 3,42 m3
Diameter : 1,32 m
Tinggi : 2,21 m
Jenis pengaduk: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Daya motor : 0,05 hp
5.14 Pompa Fermentor I (L-211)
Fungsi : Memompa limbah cair dari netralizer (F-150) menuju fermentor
(R-210)
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,83 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor : 3 hp
5.15 Pompa Fermentor II (L-212)
Fungsi : Memompa limbah cair dari tangki nutrisi (M-160) menuju fermentor
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,62 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor : 0,05 hp
5.16 Fermentor (R-210)
Fungsi
Tipe
Bentuk
Bahan konstruksi : Commercial steel
Waktu tinggal : 15 hari
Jumlah
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 1,2 atm
• Temperatur (T) : 57,430 C Kapasitas/ tangki : 606,9 m3
Diameter : 8,04 m
Tinggi silinder : 12,06 m
Tinggi tutup : 1,34 m
Jenis pengaduk: flat 6 blade turbin impeller
Jumlah baffle : 4 buah
Daya motor : 1,5 h
5.17 Pompa Filter Press (L-221)
Fungsi : Memompa ampas dari fermentor (R-210) menuju filter press (H-220)
untuk diolah menjadi pupuk
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,49 atm
• Temperatur (T) : 57,430 C Data motor : 3 hp
5.18 Filter Press (H-220)
Fungsi : memisahkan ampas padat dengan cair dari ferment
Jenis : Plate and frame filter press
Jumlah : 1 unit
• Tekanan = 1,3 atm Kondisi operasi
• Temperatur = 57,43 °C Jumlah plate : 9 buah
5.19 Pompa Bak Penampungan pupuk Cair (L-230)
Fungsi : Memompa ampas cair dari filter press (H-220) menuju bak
penampungan ampas cair yang dapat dijadikan pupuk cair.
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 2,89 atm
• Temperatur (T) : 57,430 C Daya motor : 2,5 hp
5.20 Bak Penampungan Pupuk Cair (F-230)
Fungsi : Menampung ampas cair setelah proses fermentasi
Bentuk : Persegi panjang
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Kondisi Penyimpanan:
• Temperatur, T = 57,430 C
• Tekanan operasi, P = 1,6 atm Panjang bak (p) = 17,1 m
Tinggi bak (t) = 4,28 m
Lebar bak (l) = 8,55 m
5.21 Blower (G-425)
Fungsi: Mengalirkan biogas dari precooler (E-422) menuju cooler (E-423)
Jenis : Blower sentifugal
Bahan konstruksi : Carbon steel
Kondisi operasi :
• Temperatur (T) = -93 0C
• Tekanan (P) = 1 atm Daya blower : 1 hp
5.22 Kolom Absorpsi (D-310)
Fungsi : Mengikat CO2 yang terdapat pada biogas
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal
Bahan : Stainless Steel SS-63 Grade A
Jumlah : 1 unit
Diameter tower : 0,3 m
Tinggi absorber : 13,33 m
Tebal dinding : 2 in
Kondisi Operasi :
Tekanan : 2,74 atm
Temperatur : 57,43 0C
5.23 Bak Penampungan Air Proses Bekas (F-320)
Fungsi : Menampung air proses bekas yang telah digunakan sebagai absorben
CO2.
Bahan konstruksi : Beton kedap air
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 8,415 m3
Kondisi Penyimpanan:
• Temperatur, T = 500 C
• Tekanan operasi, P = 1,28 atm Panjang bak (p) = 5,6 m
Tinggi bak (t) = 1,4 m
Lebar bak (l) = 2,8 m
5.25 Pompa Air Proses (L-312)
Fungsi : Memompa air proses ke dalam kolom absorpsi untuk mengikat CO2
yang terkandung dalam biogas
Bentuk : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
• Tekanan (P) : 4,02 atm
• Temperatur (T) : 300 C Daya motor : 0,05 hp
5.27 Tangki Akumulasi Gas CH4 (F-410)
Fungsi : Mengumpulkan gas CH4 dari kolom absorpsi dan recycle
yang tidak mencair
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Tekanan : 4,48 atm Kondisi operasi:
Temperatur : 14,80 C
Volume tangki : 8.670,9 m3
Tinggi shell : 25,36 m
Tinggi tutup : 12,68 m
Tinggi tangki : 80,72 m
Tebal shell : 2 in
Tebal tutup : 2 i
5.28 Compressor (G-421)
Fungsi : Menaikkan tekanan CH4 sebelum memasuki pre cooler (E-422)
Jenis : Single stage compressor
Jumlah : 1 unit
Kondidi operasi:
• P1 = 3,8 atm
• P2 = 4,6 atm
• T1 = 15,40 C
• T2 = 200 C
Daya : 8 hp
5.29 Pre Cooler (E-422)
Fungsi : Menurunkan temperatur gas CH4 sebelum diumpankan ke dalam
cooler (E-423) sampai -750 C. Tipe : Shell and tube heat exchanger
Jumlah : 1 unit
Diameter luar tube (OD) = 3/4 in
Jenis tube = 10 BWG
Pitch (PT) = 1 in Square pitch
Panjang tube (L) = 12 ft
5.30 Cooler (E-423)
Fungsi : Menurunkan temperatur gas CH4 sebelum diumpankan ke dalam
expander (G-424) sampai -114,350 C. Tipe : Shell and tube heat exchanger
Jumlah : 1 unit
Diameter luar tube (OD) = 3/4 in
Jenis tube = 10 BWG
Pitch (PT) = 1 in Square pitch
Panjang tube (L) = 35 ft
Baffle space (B) = 5 in Pass tube (n) = 4 Pass shell = 2 Tekanan = 4,5 atm
5.31 Expander (G-424)
Fungsi :Menurunkan tekanan CH4 agar temperaturnya juga ikut turun
sehingga dapat berubah fasa dari gas menjadi cair
Jenis : Single stage expander
Jumlah : 1 unit
Kondidi operasi:
• P2 = 4,5 atm
• P1 = 1,2 atm
• T2 = -1600 C
• T1 = -114,050 C
Daya : 8 hp
5.32 Flash Drum (F-420)
Fungsi : Memisahkan CH4 cair dengan CH4 gas
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Tekanan : 1,27 atm Kondisi operasi:
Temperatur : -1600 C
Volume tangki : 10,752 m3
Diameter : 3,22 m
Tinggi shell : 2,725 m
Tinggi tutup : 1,09 m
Tinggi tangki : 4,905 m
Tebal shell : 1,5 in
Tebal tutup : 1,5 in
5.33 Tangki Metana Cair (F-430)
Fungsi : Menyimpan metana cair untuk kebutuhan 30 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Tekanan : 2,76 atm Kondisi operasi:
Temperatur : -1650 C
Volume tangki : 241,92 m3
Diameter : 6,155 m
Tinggi shell : 7,693 m
Tinggi tutup : 3,08 m
Tinggi tangki : 11,36 m
Tebal shell : 2 in
Tebal tutup : 2 in
5.34 Spiliter (D-460)
Fungsi : Membagi Gas yang berasal dari Flash drum untuk direcycle dan ke tangki o
Bahan konstruksi : Carbon stell SA-212 grade A
Jenis : Fix Flow Spilitter dengan filter inlet
T : -160 0C
Tekanan : 1,27 atm
Diameter : 0,0188 m
Split rasio : 1 ¼
Laju alir massa :1120,176 kg/hari
5.35 Tangki Metana Off Gas (F-440)
Fungsi : Menyimpan metana off gas untuk kebutuhan 30 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Tekanan : 3,76 atm Kondisi operasi:
Temperatur : -1600 C
Volume tangki : 19.509,67 m3
Diameter : 27,54 m
Tinggi shell : 34,42 m
Tinggi tutup : 13,77
Tinggi tangki : 61,96 m
Tebal shell : 2,5 in
Tebal tutup : 2,5 in
5.36 Tangki Propana Bekas (F-450)
Fungsi : Menyimpan metana cair untuk kebutuhan 30 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Jumlah : 1 unit
Tekanan : 1,206 atm Kondisi operasi:
Temperatur : -1600 C
Diameter : 33,46 m
Tinggi shell : 41,82 m
Tinggi tutup : 16,73 m
Tinggi tangki : 75,28 m
Tebal shell : 2,5 in
