commit to user
PRA RANCANGAN PABRIK
GAS PRODUSER
DARI GASIFIKASI KAYU KALIANDRA
KAPASITAS 1.300.000 Nm
3/TAHUN
Oleh :
1. Furqon Mubarok Wazirul Umam I 0512023
2. Muhammad Akvis Fauzi I 0512038
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena
limpahan rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan
penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Gas
Produser dari Gasifikasi Kayu Kaliandra Kapasitas 1.300.000 Nm3/tahun”.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Margono, S.T, M.T selaku Kepala Program Studi Sarjana Teknik Kimia
atas bimbingannya.
2. Wusana Agung Wibowo, S.T., M.T. dan Dr. Adrian Nur, S.T., M.T. selaku
dosen pembimbing atas bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian tugas
akhir ini.
3. Dr. Sunu Herwi Pranolo dan Ir. Paryanto, M.S selaku dosen penguji dalam
ujian pendadaran tugas akhir atas bimbingan dan arahannya.
4. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu,
arahan, dan bantuannya selama ini.
5. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa dan semangat yang
senantiasa diberikan.
6. Dwi Hantoko, S.T., M.T. yang telah memberikan saran dan masukan dalam
penyelesaian tugas akhir ini
7. Teman – teman Teknik Kimia UNS, khususnya angkatan 2012.
8. Seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan pembaca sekalian.
Surakarta, Agustus 2016
commit to user
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1
1.2. Kapasitas Perancangan ... 4
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 16
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku... 16
2.1.2 Spesifikasi Produk ... 17
2.2. Konsep Proses ... 17
2.2.1 Dasar Reaksi... 17
2.2.2 Kondisi Operasi ... 18
2.2.3 Tinjauan Termodinamika ... 19
2.2.4 Tinjauan Kinetika ... 21
2.3. Langkah Proses ... 22
2.3.1 Diagram Alir Proses ... 22
2.3.2 Deskripsi Proses ... 22
commit to user
v
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES... 38
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM... 46
4.1. Unit Pengadaan Air ... 46
4.1.1 Air Pendingin ... 47
4.1.2 Air Proses ... 47
4.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ... 48
4.2. Unit Pengadaan Listrik ... 50
4.3. Unit Pengolahan Limbah... 52
4.4. Laboratorium ... 52
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN... 58
5.1 Bentuk Perusahaan ... 58
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ... 62
5.6.1 Penggolongan Jabatan dan Tingkat Pendidikan Minimal 62 5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ... 62
BAB VI ANALISA EKONOMI... 64
Daftar Pustaka ... xiii
commit to user
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Karakteristik Tipe Gasifier... 10
Tabel 1.2 Contoh Komposisi Gas Produser Hasil Gasifikasi Biomassa... 13
Tabel 1.3 Sifat Fisika Gas Produser... 14
Tabel 2.1 Neraca Massa Gasifier... 24
Tabel 2.2 Neraca Massa Cyclone... 25
Tabel 2.3 Neraca Massa Spray Tower 1... 25
Tabel 2.4 Neraca Massa Spray Tower 2... 26
Tabel 2.5 Neraca Massa Filter... 26
Tabel 2.6 Neraca Massa Kondenser Parsial... 27
Tabel 2.7 Neraca Massa Water Seal... 27
Tabel 2.14 Neraca Panas Filter... 31
Tabel 2.15 Neraca Panas Kondenser Parsial... 31
Tabel 2.16 Neraca Panas Water Seal... 32
Tabel 2.17 Neraca Panas Bak Air... 32
Tabel 2.18 Neraca Panas Total... 32
Tabel 3.1 Spesifikasi Gudang timbun kayu kaliandra... 39
Tabel 3.2 Spesifikasi Gasifiers... 39
Tabel 3.3 Spesifikasi Cyclone... 41
Tabel 3.4 Spesifikasi Spray Tower... 41
Tabel 3.5 Spesifikasi Filter... 42
Tabel 3.6 Spesifikasi Kondenser Parsial... 43
Tabel 3.7 Spesifikasi Gas Holder... 44
commit to user
vii
Tabel 4.1 Jumlah Kebutuhan Air Proses... 48
Tabel 4.2 Spesifikasi Pompa Utilitas... 49
Tabel 4.3 Total Kebutuhan Listrik Proses dan Utilitas... 50
Tabel 4.4 Total Kebutuhan Listrik Pabrik... 51
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift... 61
Tabel 5.2 Perincian Golongan, Kualifikasi, Jumlah, dan Gaji Karyawan... 63
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat... 64
Tabel 6.2 Harga Pembelian Peralatan Proses... 65
Tabel 6.3 Harga Pembelian Peralatan Utilitas... 66
commit to user
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Konsumsi Energi per Jenis Bahan Bakar di Indonesia... 1
Gambar 1.2 Peta Lokasi Pabrik Gas Produser... 7
Gambar 1.3 Pohon Turunan Gas Produser dari Gasifikasi Biomassa... 8
Gambar 1.4 Perubahan komposisi produk gas karena rasio oksigen... 9
Gambar 1.5 Skema Gasifier (a) updraft (b) downdraft... 11
Gambar 1.6 Skema Fluid-Bed Gasifier... 12
Gambar 1.7 Skema Entrained Bed Gasifier... 12
Gambar 2.1 Tahap-tahap proses gasifikasi... 18
Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif... 33
Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif... 34
Gambar 2.4 Diagram Alir Proses... 35
Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Proses... 37
Gambar 2.6 Sketsa Tata Letak Pabrik... 37
Gambar 4.1 Ilustrasi skema pengolahan air... 46
Gambar 4.2 Blok diagram pengolahan limbah cair... 52
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan... 59
Gambar 6.1 Chemical Engineering Plant Cost Index... 65
commit to user
vii INTISARI
Furqon Mubarok Wazirul Umam dan Muhammad Akvis Fauzi, 2016, Prarancangan Pabrik Gas Produser dari Gasifikasi Kaliandra Kapasitas
1.300.000 Nm3/Tahun. Program Studi Sarjana Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Kayu kaliandra (Calliandra callothyrsus) merupakan salah satu kayu jenis kayu yang dapat digunakan untuk memproduksi gas produser melalui proses gasifikasi. Gas produser tersebut dimanfaatkan sebagai subtitusi bahan bakar mesin gas genset untuk produksi listrik. Berdasarkan kebutuhan konsumen, pabrik gas produser dirancang dengan kapasitas 1.300.000 Nm3/tahun.
Pabrik direncanakan berdiri di sekitar perkebunan kayu kaliandra Desa Selengen, Kecamatan Kayangan, Kabupaten Lombok Utara dan dibangun di atas tanah seluas 1000 m2, pabrik beroperasi selama 12 jam per hari dan 350 hari per tahun dengan kebutuhan kayu kaliandra 0,41 kg/ Nm3 produk, udara 0,91 kg/ Nm3 produk, dan jumlah tenaga kerja 0,06 manhour/Nm3 produk. Kebutuhan utilitas meliputi air sebanyak 4,16 kg/Nm3 produk, listrik sebesar 0,02 kWh/Nm3 produk. Kayu kaliandra diperoleh dari kebun kaliandra seluas 40 ha. Pengujian bahan baku dan produk dilakukan di laboratorium untuk menjaga kualitas produk, meliputi analisis ultimate, proximate, dan distribusi ukuran biomassa, uji kualitas gas produser dan uji analisa limbah yang dihasilkan. Untuk mendukung kegiatan produksi kesehatan dan keselamatan kerja sangat diutamakan. Pabrik ini dilengkapai alat K3 meliputi alat perlindungan diri dan alat pemadam kebakaran.
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 mensuplai kebutuhan bahan bakar mesin gas-genset untuk produksi listrik. Tahapan proses meliputi penyiapan bahan baku kayu kaliandra dan udara, pembentukan gas produser dalam gasifier jenis fixed bed
down-draft, pemurnian gas produser, dan pemasukan gas ke mesin gas-genset. Pemurnian
gas produser dilakukan hingga bebas kandungan tar dan abu, temperatur gas di bawah 40 o
C agar tidak mengurangi performansi dan umur mesin gas-genset.
Bentuk perusahaan adalah CV (Perseroan Komanditer) dengan struktur organisasi
line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari
