TUGAS AKHIR
PRA RENCANA PABRIK BIODIESEL
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS PADAT
Diajukan Oleh :
AMANDA T Z
REYNALDY
S
IDA K
i
~o. I"OU~_
! __
.~
__
! l ' I
~~~-H
-'60;>.. BUKU
5203002011
5203002012
5203002022
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKUL TAS TEKNIK
UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA
SURABAYA
LEMBAR PENGESAHAN
Seminar TUG AS
AKHIR
ciengan juelu! .. Pra Rencana Pabrik Biodieseldengan menggunakan katalis padaC, bagi mahasiswa terse but eli bawah ini:
Nalna : Amanda Teresa Zulki1lie NRP : 5203002011
Telah diselenggarakan pada tanggal 7 Juni 2006. oleh karenanya yang
bersangkutan dapa! dinyatakan tdah mcmenuhi scbagian persyaratan kurikulum
guna memperoleh gelar Sarjana Teknikjurllsan Teknik Kimia.
Allggota
~
(~areSli
St. MengSc.) N1K.521.lJ9.0396Fakliltas Teknik
~=LJiJl
\~
(lr. Rasional Sitepu. M.Eng.) NIK. 51 1.89.0154
Dewall Penguj i
Surabaya. 7 Juni 2006
Anggola
cf .
CJl~f.'J~7
(Ery Susiany R. SL MT.)
LEMBARPENGESAHAN
Seminar TUGAS AKHIR dengan judui .. Pm Rencana Pabrik Biodiesel
dengan menggunakan katalis pad at". bagi mahasiswa tersebut di bawah ini:
Nama : Reynaldy S.
NRP : 5203001012
Telah diselenggarakan pada tanggal 7 Juni 1006, oleh karenanya yang
bcrsangkutan dapat dinyatakan tclah mcmcnuhi scbagian pcrsyaratan kurikulul11
gun a memperoleh gclar Sarjana Teknikjurusan Teknik Kimia.
~
.etua
\
"
~:\'
~.
~
(ProL
ir.~u
Jijati. PhD)N lK. 521.65.0005
A.nggota
(, taresti St. MengSc.) NIK.511.99.0396
FakultasTeknik
eRan
(1r. Rasional Sitepu, M.fng.)
NJK.511.89.0154
p/Ul1bimbing I
i~~
I.,
I(Ifi SetiyadL MT.)
"'11/ . , ,1'" )_ .. "71 \IV (' oo.J .. I ~ .. I
Dewan Penguji
Surabaya. 7 Juni 2006
/~s
kreta.ris
I '
I
~//I
,
j
I.. .
I:lfr'
SetiyadLMT)NTK.521.88.0137
(fry Susiany R, ST .. MT.)
NIK.511.98.0348
(fr. Survadilsmadji, MT., Ph.D.)
LEMBAR PENGESAHAN
Seminar TUGAS AKHrR dengan judul .. Pra Rencana Pabrik Biodiesel
dcngan menggunakan katalis pada!'". bagi mahasiswa tersebut di baIVah ini:
Nama : Ida Kurnia\\an
NRP : 5203002022
rclah diselenggarakan pada tanggal 7 Juni 2006. oleh karenanya yang
bcrsangkutan dapat din\atakan tclah I11CmCllllhi scbugian pcrsyaratun kurikulum
guna memperoleh gelar Sarjana Teknikjllrusan Teknik Kimia.
\~
.. ,etua j~\~/
(prof.
1;\!Vh~ItL
PhDj N!K.521.65.0005Fakult<b T eknik
--=~GU
'~
(lr. Rasional Sitepu. \1.Eng.) N!K.511.89'(1l54
P,1~~~'
Ii I
~i
(lr.;SetiyadL MT.) NIK. 521.88.0137
Dew<:tfl Penguji
Surabaya. 7 lUlli 2006
(Ery Susiany R. ST.. i\H.) NIK.521.98JJ348
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas akhir dengan judul "Prarencana Pabrik Biodiescl dari CPO
dengan katalis padat" oleh mahasiswa tersebut di bawah ini :
l. NamafNrp. ,\manda T.Z i 52030020 II
2. NamaiNIV· Reynaldy S 15203002012
3. NamalNrp. Ida K. I 5203002022
Telah disetuJui untuk diajukan dalam sidang.
Surabaya, 2 Mei 2006
'. 521.88.0137
Pra Rel1cana Pabrik Biodiesel
KATA PEl'\GANTAR
Atas berkat rahl11at Tuhan yang :-"1aha Esa penyusull dapat l11enyelcsaikan
tugas akhir yang berjudul Prareneana Pabrik Biodiesel dengan kalahs padar.
Pabrik berkapasitas 45 ton! hari.
Tugas akhir ini dibuat untuk l11el11enuhi persyaratan yang harus ditel11puh
dalam kurikulul11 pendidikan S I Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kil11ia, Unika
Widya Mandala Surabaya. Laporan disusun berdasarkan hasil kuliah dan
pendalal11an pustaka seial11a beberapa bulan.
Atas terselesaikannya tug as akhir ini penyusun menyampaikan terima
kasib yang sebesar-besamya pada :
I. Ir. SUlyadi lsmadji, MT, PhD selaku Ketua ]urusall Teknik Kil11ia.
Fakultas teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.
2. Ir. Setiyadi selaku dosen pembimbing.
3. Prof If. Mudjijati ST., PhD., Yohanes S .. dan Antaresti ST., MT .. selaku
pembimbing tugas khusus.
4. Rekan-rekan dan semua pihak yang telah mcmbantu dalam penyelesaian
tugas akhir prareneana pabrik ini.
PenYllSlIll menyadari bahwa tugas akhir ini maslh beium sempurna. Karena
itu penYUSllll mengharapkall saran dan kritik yang ditujukan dcmi kesemplImaan
tugas akhir ini. Akhir kata, penyusun berharap scmoga tugas akhir ini dapat
bennantaat bagi sel11ua pihak yang membutuhkan.
Surabaya,24Mei 2006
Penyusun
Pra RencG17a Pahrik Riadlesel
INTISARI
Pr(ldllbi min:a!; hlilni di Indunl'sia sl:l1lakin lama IIll:ngai<lIni pcnurllll:Jll.
dall1pa~llya adalah biaya yang dikeillarkan pl'lllcrintah rnakin bcnalllt:ah karena
harus Il1cngill1por min;ak dan ll1enai~kan harga 88M.
Sadt ini bd)crapa jl'ni~ tandman scpcrli minyak dari kclapa. kedclai.
ioh~lk. dan sawir. [ebh ditditi untllk digunak:1Il scbagai bahan bakar kcndaraan
bennotor. Solar: Jng berasal dari ll1inyaK bUll1i I11crupakan bahan l:Ja~ar yang
tidak dap:n dirh:rba:l:l.ui. arlinya sliatu saat nanli persedi:mnya akan Il1cnipis dan
hahis. maLI pC'rlll 1I11:ia~LI~an pClllhllatan bahall ba"ar ,till:matif' pt:ngganli solar.
llaltall y;'"g (bl'''l diglll1;,kall :lIall dilllallf:talkan sehag;,i halwlI h"kar 1l1esill diesel
d:lIl hera,,!! d:rri '\lim:lk !l:lh:rli (LU1:1I1l-lan:lIllall) disch"l hi<l(licscl.
I'elllbua:an bi"dics..:1 pad a dasarnya adalah dcngan cara 1l1crcaksikal1
antMa Irigliscrida d;IIl Illc:tan<ll. I'ada proses ini lI:rbagi Ill~ni<l(ii tiga lahap yailll
proses degl")1I11in~. rn'ses transl'.sl.erilik:lSi. (bn pros<~s r~lllllrniai1.
I';rbrik [li<'die'scl 'ill did"ik:in eli f\L1k;ls;n·. l.ljllng P:!ndang. SlI!;tI'c'si. I'r;rrc'ncln:,
Pahrik Biudic: .. cl J.:nsan mcnggunakan katalis rad3t d\:ngan k:tr;]sita:-) 13.500 ton
per taitun diranc<lllg d~llgan spc:silih.'bi sebagai b..:rikul :
Proses:
Rcncan:10peras: Produk UtamJ I'n·,dlll.: salllping;1I1 Ilaitan Baku
:1. CPO
h. 1\1<:1:111,11 c. CaO
d. 11 "'()i
Uti!itas
a. /\ ir
b. Listri"
c S<)iar
d. Balu 83[3
EkoJJomi :
• MeIotic Linier :
: 2 Batch pCI' had. 300 hari per tahull
: n
illl1 i.:sc I: (II is..:r,"
: 3l).U25.2~2() kg/ batch
: .'-(1(,·!.1 (I()() kg I hatch
: i 6.725 I "g, balc:h
: 2(i.O 16S I:g , halch
: 20.S54:{ 111'/ hori
: 355.9176 KWih,lri
: 3,4(1)':. kg / tahull
I ! 7.1 iU.~ 112 kg / tailull
8reak Even Point (BLP) : 47.4806 %
Waktu pengel11balian rvlodal (POT) sebelum dan sesudah pajak
: I lJhun 7 bulan dan 2 tahun 4 bulan
• Mctodc Cash Flow:
8r~ak ben l',)int (BEP) : 61.(7))3?~
\Vahu pcngcmbalian Modal (POT) sebclurn dan sesudah pajal.:
DAFTARISI
Ltmbar Judu!.. ... I
Lembar Pengesahan ... i i
Kala Ptngantar ... iii
Intisari ... iv
Daftar lsi ... v
Daftar Tabel ... viii
Daftar Gambar ... x
Bab I. Pendahuluan ... " ... I-I
I.I.Latar Belakang ... 1- I
I.2.Bahan Baku dan Produk ... 1-2
T.2.I. Bahan Baku ... 1-2
1.2.2. Produk ... 1-4
1.3. Perkembangan Industri Biodiesel ... 1-5
1.4. Teori ... 1-6
Bab II.Uraian dan Pemilihan Proses ... ll-I
IT.I. Pemilihan Kapasitas ... II-I
1l.2. Pertimbangan Pemilihan Proses ... 11- I
Il.2.1. Transesterifikasi CPO dan metanol menggunakan katalis basa. 1I-1
Il.2.2. Tranesterifikasi CPO dan metanol menggunakan katalis asam . IT-2
11.3. Uraian singkat proses ... 11-2
11.3.1. Proses Degumming ... 1I-3
IT.3.2 Reaksi Transesterifikasi ... 1I-3
IT.3.3. Pemisahan produk ... 1I-3
Bab ITT. Neraea Massa ... ITT. I
TILl. Tangki Pembuatan H3P04(F 112) ... TIT-I
IlT.2. Tangki Degumming I (F-115A} ... Ill-I.
1I1.3. Tangki Pembuatan CaO dan Air Panas ... ITI-2
1lI.4. Tangki Degumming Il (F-I 15B) ... T1T-2
1II.5. Decanter (H-117) ... ITl-2
TT1.6. Reaktor (R-II 0) ... JlT-3
Dutl!/!' lsi ri
111.7. Dcstilasi I (0-120) ... 1ll-3
1I1.1I. Dcstialsi II (D-i 30) ... 111-4
Bab IV. Neraca Panas ... IV-I
IV.OI. HcaierCPO(E-114A) ... IV-1
IV.02. Tangki Dcgumming I (F-115A) ... IV-I
IV.03. Tangki Dcgumming II (F-I 158) ... IV-I
IV.04. I-leater Air (E-114B) ... IV-2
IV.05. Rcaktor(R-IIO) ... IV-2
IV.06. Destilasi I (D-120) ... IV-2
IV.07. Condcnsor
10 ...
IV-2IV.Og. Destilasi [J (D-130) ... IV-3
IV.09 Condcnsor IT
0 ...
IV-3IV.IO Heat Exchanger Ethylene glycol I ... IV-3
IV.Il Heat Exchanger Ethylene gJycollI ... IV-3
IV.12. Reboiler I ... IV-4
IV.13. Reboilerll ... IV-4
Bab V. Spesifikasi Alal.. ... V-I
Bab V I. Utilitas ... VI-I
VI. I. Unit Penyediaan Air dan Pengolahan Air ... VI-I
V1.2. Unit Penyediaan Steam ... VI-27
VI.3. Unit Penyediaan Listrik ... VI-29
VI.4. Unit Penycdiaan Bahan Bakar. ... VI-33
Bab VII. Lokasi. Tata Letak Pabrik dan Instrumentasi Peralatan ... VII-I
VII.I. Penentuan Lokasi Pabrik.. ... VII-I
VII.2. Tata Letak Pabrik ... VII-3
VII.3. Tata Ictak Peralatan ... VII-5
VIl.4. lnstrumentasi ... VII-7
Bab VIII. Analisa Ekonomi ... VITI-I
VU!.I. Penentuan Modal Total I Total Capital Tnvesment (TCI) ... VIIJ- I
VlI1.2. Penentuan Biaya Produksi Total/Total Production Cost(TPC). VllI-3
ViTl.3. Analisa Ekonomi dengan metode Linear ... VIII-3
Dajiar lsi ni
VlI1.3.L Rate of Return IIr,estm..:ntIROR) ... VllI-4
VlIl.3.2. Waktu Pengembalian Modal (POT) ... VllI-4
VillA. Analisa Ekonomi dengan metode Discounted cashj1uw ... VIlI-5
VllIA.I. Perhitungan Rate of return Investment (ROR) ... VJ\J-9
VIIIA.2. Waktu Pengembalian Modal (POT) ... ViIl-IO
VII1.4.3. Penentuan Titik lmpas/ Break even Point (BEP) ... Vlli-I I
Bab IX. Tugas Khusus - Pemilihan Katalis PadaL ... IX-I
Bab X. Tugas KhuslIs - Karakteristik BiodieseL ... X-I
Bab XI. Tugas Khllsus - Pengolahan Limbah ... Xl-I
Bab XII. Diskllsi dan kesimpulan ... XJI-I
Daftar Pustaka
Appendix A. Neraca Massa ... A-I
Appendix B. Neraca Panas ... B-1
Appendix C. Spesifikasi Alat... ... C-I
Appendix D. Perhitungan Analisa Ekonomi ... D-l
Doliii.'· l,ilw/ \"111
DAFT AR TABEL
Tabel I. I. Komposisi asam I<:mak minyak kelapa sawit.. ... 1-3
1"abel f.2. Kornponen dalam CPO ... 1-3
fabcl 1.3. Sitat fisika Kimia minyak kelapa sawit ... 1-3
Tabell.4. Sifat Fisika Kill1ia Metanol ... 1-4
Tabel1.5. kapasitas produksi Biodiesel di Negara Erops ... 1-6
Tabcl I. Rencana Jam Ke~ia Alat Proses ... 11-5
Tabel 2. Rencana lam Ke~ia Alat Utilitas ... 1T-6
Tabel VI.I. Perhitungan Ka. V fL. ...... VI-23
Tabel V1.2. Penentuan lumlah Deck ... VI-24
Tabel Vi.3. Tabel Kebutuhan Listrik untuk keperluan proses ... VI-39
Tabel VIA. Tabel kebutuhan listrik untuk keperluan utilitas ... VI-39
Tabel VI.5. Tabel Kebutuhan listrik untuk penerangan ... VI-32
Tabel VII.I. Pembagian area tanah ... VII-4
Tabel VII.2. Instrull1entasi Pabrik Biodiesel.. ... VII-l:!
Tabel VIII.I. Modal Tetap/ Fixed Capital Investment (FCI) ... VlIl-2
Tabel VlII.2. Biaya Produksi! }v!anlifilC{uring cost ... VlII-3
Tabel VIII.3. Biaya Pengeluaran Umum/ General E.);pense,\· ... VIII-3
Tabel VillA. Besar Pendapatan per tahun ... VTTI-4
Tabel VIII.5. CashflulV ... VIII-7
Tabel VlIT.6. Tabel ROR sebelum pajak ... VIlI-9
Tabel VIII. 7. Tabel ROR sesudah pajak ... VIII-I 0
Tabel IX.I. Karakteristik dari IIZSM-5 ... IX-l
TabeIIX.2. Karakteristik dari WZA ... IX-2
Tabel IX.3. Karakteristik dari Amorphous Zirconia ... IX-2
Tabel X.l. Stan dar biodiesel menurut ASTM D675 I ... X-I
Tabel X.2. Kondisi Operasi Gas Kramotografi ... X-I2
Tabel X.3. Waktu Retensi Relatif ... X-13
Tabel XI.I.Komponen masuk Plate and frame Filter Press ... XI-2
Tabel X1.2. Komponen keluar Plate and frame Filter Press ... Xi-3
Tabcl A.!, Neraca massa Tangki pembuatan H3P04 ... A-2
Dajia,. Tohei IX
Tabel A.2. Neraca massa Tangki degumming l ... A-2
Tabe! A.3. Neraca massa Tangki Pembuatan CaO dan Air panas ... /\-3
Tabe! A.4. Neraca massa Tangki degumming 11.. ... A-5.
Tabe! A.5. Neraca massa Occantcr. ... /\-6
Tabe! A.n. Neraca massa Reaktor ... A-6
Tabe! A.7. Neraca massa Oesti!asi I. ... A-!O
Tabe! A.8. Neraca massa Oestilasi II ... A-13
Tabe! B.I. Neraca Panas pada Heater CPO ... ' B-2
Tabel B.2. Neraca Panas pada Tangki degumming! ... 8-6
Tabel 8.3. Neraca Panas pada Tangki degumming II ... B-1!
Tabe! B.4. Neraca Panas pada Heater Air ... 13-! 3
Tabel B.S. Nilai ,A.I-{\ untuk bcrbagai ikatan yang ada dalam CPO ... B-!4
Tabe! B.n. Neraca Panas pada Reaktor. ... B-17
Tabe! B.7. Neraea Panas pada Oestilasi I ... B-19
Tabel B.8. Neraca Panas pada Kondensor 1.. ... B-21
Tabe! B.9. Neraca Panas pada Oestilasi II ... B-23
Tabel B.l O. Neraca Panas pada Kondcnsor IL ... B-25
Tabel B.!I. Neraca Panas pada Heat Exchanger Ethylene glycol I ... B-26
Tabe! B.12. Neraca Panas pada Heat Exchanger Ethylene glycol I!.. ... 13-27
Tabel B.13. Neraca Panas pada Reboiler I ... B-27
Tabel B.14. Neraea Panas pada Reboiler II ... B-28
Tabe! 0.1. Tabel harga Alat Proses ... 0-2
Tabel 0.2. Tabel harga Alat Utilitas ... D-3
Tabel 0.3. Harga bahan baku ... 0-4
Tabel 0.4. Biaya Listrik dari lampu ... 0-5
Tabe! 0.5. Biaya listrik dari alal ... 0-5
Tabel 0.6. Biaya Utilitas ... 0-5
Tabel 0.7. Tabeillarga Produk ... 0-6
Tabe! 0.8. Shift Pergantian kerja ... _ ... D-7
Tabel 0.9. Perhitungan gaji karyawan ... 0-7
DaliaI' Cam bar
DAFTAR GAMBAR
Gambar LI. Proses Transcsterifikasi ... 1-7
Gambar 1l.1. Bagan Pcmbentukan Biodiesel melalui
Proses Transestcrifikasi ... 11-4
Gambar VI.I. Diagram Alir Utilitas ... VI-4
Gambar Vl.2. Sistem Perpipaan Air sungai ke bak penampung ... VI-S
Gambar VI.3. Sand Filter ... VI-9
Gambar VIA. Carbon Filter ... VI-II
Gambar VI.S. Penetuan
f
I dTw ... VI-2SHy;-Hy
Gambar VII. I. Tata Letak Pabrik ... VII-S
Gambar VII.2. Tata Letak Peralatao ... VII-6
Gambar XI. I. Plate and Frame Filter Press ... XI- I
