PABRIK BIO-OIL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES PIROLISIS CEPAT TEKNOLOGI DYNAMOTIVE. Meiga Setyo Winanti Damas Masfuchah H.

PABRIK BIO-OIL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES PIROLISIS CEPAT TEKNOLOGI DYNAMOTIVE

Meiga Setyo Winanti 2308 030 019 Damas Masfuchah H. 2308 030 081

BIOFUEL

Solid Liquid Gas

Bio-briket Bio-diesel Bio-ethanol Bio-gas

Bio-oil Cadangan Minyak Bumi

di Indonesia semakin menurun

Energi Alternatif dari Bahan baku terbarukan

LATAR BELAKANG

Biomassa Pirolisis cepat

• Bahan bakar cair berwarna gelap, beraroma seperti asap, dapat diproduksi dari biomassa yang mengandung selulosa

• Bahan baku bio oil yang mengandung selulose contohnya: bagasse (35%), TKKS (36,81%), Jerami (42,36%)

Karakteristik Bio Oil Solar

Angka setana 51 45-48

Flash Point >110 ^oC >150 ^oC Spesific Gravity (20^oC) 0,97 0,87

Sulfur (%) <0,06 0,35

Densitas (gram/cm³) 1,2 0,9

Viskositas (cp) 10-150 @50^oC 35-50 @40^oC

Kegunaan bio oil

Bio oil

Subtitusi bahan bakar solar

Pengganti bahan bakar diesel

BAHAN BAKU BIO OIL

Jerami

Produksi jerami di Indonesia 20 juta ton/thn

No Komponen Nilai

1. Selulosa (%) 42,36

2. Hemiselulosa (%) 29,8

3. Lignin (%) 13,54

4. Abu (%) 11,9

5. Zat Ekstraktif 2,38

Bahan Baku Pendukung

Sifat fisik Nilai

Fase Gas

Titik didih, ^oK 77,36

Titik kritis, ^oK 126,21 Panas Peleburan, kJ/Kmol 0,72

Panas Penguapan, Kkal 1,336

N

² •Sebagai fluidized gas

Nama Perusahaan Kapasitas (ton/

hari) Ensyn Technology

(1989)

45

Wellmant Plant

6,6

Fortum’s Plant

9,3

Dynamotive Technology

(July 2004)

100

Data : BFH, Hamburg

Menggunakan Reaktor Fluidized Bed

Teknologi Pembuatan Bio-Oil

Juli 2004

KApAsItAs prOdUKsI

Grafik Ekspor, Impor, Konsumsi, Produksi Solar di Indonesia

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

Konsumsi Ekspor impor Produksi

perHItUNgAN KApAsItAs

Dari data diatas di dapat estimasi untuk ekspor, impor, produksi, dan konsumsi tahun 2013.

Impor = 4.525.000 ton Ekspor = 1.230.000 ton Produksi = 9.985.000 ton

Konsumsi = [F (impor) + F (produksi)] - F (ekspor)

= 13.280.000 ton

Kapasitas produksi = 0,1% x 13.280.000 ton

= 13.280 ton/tahun

≈ 14.000 ton/tahun

Beroperasi secara kontinyu, 24 jam selama 330 hari pertahun

LOKAsI pemILIHAN pABrIK

 Ketersediaan bahan baku

 Sarana Transportasi, dan sumber air yang terpenuhi

BIO OIL

GASIFIKASI

PIROLISIS

LAMBAT

SEDANG

CEPAT

Proses pemanasan tanpa mengunakan oksigen Konversi bahan bakar yang mengandung karbon menjadi gas

pIrOLIsIs

Pirolisis adalah proses dekomposisi termal

dari komponen organik tanpa kehadiran oksigen

dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas

dan arang.

pABrIK BIO OIL dArI JerAmI pAdI deNgAN prOses pIrOLIsIs CepAt teKNOLOgI dYNAmOtIVe

3 2

FLOW SHEET

D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA DIGAMBAR OLEH DOSEN PEMBIMBING

1 1

1 1

No KODE KETERANGAN JUMLAH

F-110 Gudang penampung

Pabrik Bio Oil dari Jerami Padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive

Meiga Setyo Winanti (2308 030 019) Damas Masfuchah Hanim

(2308 030 081) Dr. Ir. Niniek F.P, M.eng

Belt Conveyor 1 Rotary cutter J-111 C-120

4 J-121 Belt Conveyor 2 1

1 15

14

11 10 13 12

9 1

1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 21 1

20 19 18 17 15

16 1

8

Fluidized Bed Reaktor

Bucket elevator Compresor Cyclone 1 Penampung Char 1 Cyclone 2 Penampung Char 2 Spray Quencher Tangki Penampung sementara

Cooler 1 Tangki penampung bio oil

J-133 G-212 H-220 F-319

F-223 E-221 H-230 E-231 D-310 E-315 F-312

Cooler 3

Q-211 Combuster

5 H-131

Disk Mill

1 1 7

450 1

18 500 1

6 30 1

17 30 1 H-131

J-111 C-120

J-121

C-130

R-210 J-133

Q-211

Udara

1 30 1

1 30 1

2 30 1

F-134

J-132

E-315 10

350 1

12 50 1 9

400

1 11

350 1

11 200 1

13 100 1

K-318

16 50 1

J-135

H-220

E-221

F-223 H-230

E-231

F-233

CTW 2

30 1

2 30 1

330 1

430 1 4 30 1

4 30 1

8 400 1

15 50 1 9

250 1

L-318 K-316

E-317 F-312

14 50 1

SIMBOL KETERANGAN CW

CTW

Aliran massa (kg) Tekanan (bar) Cooling Water Cooling Tower Water

Suhu (^oC)

19 450 1

530 1

L-313 CW

D-310

K-314 K-311

Screen

1 6

J-132 Screw Conveyor 1 7

C-130

1 Hooper

F-134

J-135 Screw Conveyor 2

R-210 1

F-233 Cooler 2 22 E-317 Cooler 4 23 1

FC

FC L-320

K-319

TC

TC

FC Flow Control Temperature Control

F-110

F-212

Fuel

E-222

E-232

TC

HW 20

30 1

24 F-212 Tangki Nitrogen 1

HW Hot Water

F-319

Komponen No

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Selulose Hemiselulosa Lignin Abu Zat Ekstraktif Condensable gas/Bio Oil H2O Non Condensable Gas Arang N2 Gas Panas Udara Total

Aliran 1 Aliran 2 Aliran 3 Aliran 4 Aliran 5 Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8 Aliran 9 Aliran 10 Aliran 11 Aliran 12 Aliran 13 Aliran 14 Aliran 15 Aliran 16 Aliran 17 Aliran 18 25529,1

17917,2 8140,9 7154,9 1382,8

60125,06 25529,1 17917,2 8140,9 7154,9 1382,8

60125,06 26039,7 18275,6 8303,7 7297,9 1410,5

61327,57 60125,06 25529,1 17917,2 8140,9 7154,9 1382,8

510,58 385,35 162,82 143,1 27,66

1202,5 165343,9

165343,9 34457,67

7966,57 8435,55 9265,27

60125,06 34457,67

7966,57 8435,55 185,305

51045,09 9079,97

7966,57 34457,67

9079,97 8435,55

185,305

50859,69 185,305 68570,76 15853,47

84424,23 8435,55

8435,55 34457,67

7966,57

42424,24 42424,24 34457,67 7966,57

34113,09 7886,90

41999,99 24428,8 24428,8

32864,35

32864,35

Model reaksi pirolisis menurut broido

BIOMASS

Bio Oil

Char, Gas

(C₂H₄O₂, C₃H₆O₂, C₇H₈O₂, C₈H₁₀O₃, CH₂O₂, C₁₀ H₁₂O₃, C₆H₆O, C₇H₈, C₅H₄O₂, C₆H₆)

Komponen Gas :

CO₂, CO, CH₄, C₂H₄, H₂, C₃H₆, NH₃

Fluidized Bed Reaktor

Masuk

(Aliran 4) Massa

(kg) Keluar

(Aliran 7) Massa (kg) Selulose 25529,1 Gas Pirolisa 50859,79 Hemisellulose 17917,2 Arang 9265,27

Lignin 8140,9

Abu 7154,8

Zat Ekstraktif 1382,8

Total 60125,06 Total 60125,06

NerACA pANAs

Fluidized Bed Reaktor

Neraca Panas Fluidized Bed Reaktor (R-210) Masuk (kkal) Keluar (kkal)

Aliran 4 : Aliran 7 :

Q₄ 85.664 Q₇ 20.758.505

∆Η_R 7.387.549

QN₂ 5.398.479 Q₁₉ 415.096

Q₁₈ 8.301.909

Total 21.173.601 Total 21.173.601

Air Pendingin/air Proses

Air sanitasi

F 110

2 Bak penampung 1

3 M 120 A Bak Koagulator 1

4 F 121 Tangki tawas Al2(SO4)3.18H2O 1

5 M 120 B Bak Flokulator 1

6

F 131 1

7 Dryer Bed

1 8

F 141 1

10 Tangki Ca(OH)2

11

1 13

L 142 Pompa feed bak air bersih

1 14

F 220 Bak air bersih

1 15

L 221 Pompa feed bak air sanitasi 1 L 232 Pompa keluar air sanitasi

17

F 230 A F 230 B

Bak air sanitasi Bak air pendingin

1

H 130 Clarifier 1

F 140 Tangki Penampung

F 132

1 9

Bak penampung lumpur

1

16 F 231 Tangki desinfektan

1

20 D 240 Tangki kation anion exchanger

12 H 210 Sand filter 1

1 18

NAMA ALAT

No KODE JUMLAH

1

19 L 233 Pompa keluar bak air pendingin

L 111

1 Pompa air sungai 1

FLOW SHEET

D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2009

DIRENCANAKAN OLEH DOSEN PEMBIMBING

Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng

Utillitas Pabrik Bio Oil dari Jerami padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive

MEIGA .S. WINANTI 2308.030.019 DAMAS MASFUCHAH .H

2308.030.081

L 232

SUNGAI

STRAINER L 111

M 120 B M 120 A

F 141 F 121

F 140

H 210

F 220

F 132

L 142 L 221

F 230 A F 230 B

F 231

L 233 D 240

F 110

H 130 F 131

Utilitas



Penggunaan air dalam pabrik ini meliputi:



Air sanitasi = 1,806 m

³

/jam



Air pendingin = 224.41 m

³

/jam



Air make up = 22,44 m

³

/jam



Total air yang harus disuplai = 248,65 m

³

/jam

Spesifikasi Alat

• Tangki Penampung Bio Oil :

Fungsi : menampung bio oil yang keluar dari quencher

Tipe : Silinder Vertikal Tegak dengan tutup atas Standar dished head dan tutup bawah berbentuk konis

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA/283 grade C Macam las : Double Welded Butt Joint

Kapasitas Liquid : 16,235 ft³ - Tinggi tangki : 20,2 ft - Diameter : 33,2 inc - Tebal tangki : 3/16 inc - Tebal tutup atas : 3/16 inc - Tebal tutup bawah : 3/16 inc

Pengolahan Limbah Indutri Kimia

Dalam pabrik bio oil ini menghasilkan zero waste yang artinya tidak ada limbah yang dibuang. Gas yang tidak terkondensasi akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada combustor.

limbah padat yang berupa arang dimanfaatkan

sebagai produk samping yang dapat digunakan

sebagai karbon aktif.

Kesimpulan

1. Kapasitas Produksi = 14.000 ton/tahun 42424,24 kg/hari Bahan baku = Jerami padi kering sebesar 60125,06 kg/hari 2. Utilitas

 Air sanitasi = 1,806 m³ /jam

 Air pendingin = 224.41 m³ /jam

3. Limbah yang dihasilkan pada pabrik Bio Oil ini yaitu Limbah padat dan limbah gas. Limbah padat yang berupa arang dimanfaatkan sebagai produk samping yang dapat digunakan sebagai karbon aktif, sedangkan untuk limbah gas (non condensable gas) dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar pada combuster

T E R I M A

K A S I H