PRODUKSI BAHAN BAKAR MINYAK DARI PIROLISIS PELET
peningkatan efisiensi dan diversifkasi sumber energi supaya ketahanan energi tetap terjaga.
Potensi energi baru dan terbarukan di Indonesia cukup besar mengingat letak geografisnya di daerah tropis, dengan variasi jenis yang sangat beragam.
Salah satu calon bahan bakar baru yang menarik perhatian adalah hydropulper reject dari industri kertas. Hydropulper reject adalah limbah yang dikeluarkan dari proses repulping pada tahap awal proses pembuatan pulp dari kertas bekas.
Hydropulper reject sebagian besar terdiri dari bundel serat, foil, dan plastik polimer dengan jumlah tergantung pada kualitas kertas bekas yang digunakan sebagai bahan baku ([2];[3]). Pada saat ini, terdapat empat puluh lima industri kertas di Indonesia yang beroperasi menggunakan bahan baku kertas bekas [4]. Asosiasi Pulp dan Kertas Indonesia (IPPA) melaporkan bahwa konsumsi kertas bekas untuk produksi kertas mencapai jumlah 6.598.464 ton per tahun [4]. Sebagian besar industri kertas Indonesia menghasilkan limbah hydropulper reject dalam jumlah 5-10%
dari kertas bekas yang digunakan, atau sekitar 329.923 hingga 659.846 ton limbah hydropulper reject kering udara per tahun [2].
Hydropulper reject dapat dikonversi menjadi bentuk energi melalui konversi termal seperti pembakaran, gasifikasi, dan pirolisis.
Proses pirolisis adalah pilihan yang efektif dan ramah lingkungan untuk pengolahan limbah hydropulper reject untuk mendapatkan bahan bakar cair yang disebut sebagai minyak pirolitik atau bio-oil berkualitas yang dapat memiliki sifat serupa dengan bahan bakar minyak bumi yang biasa digunakan ([5];[6];[7]). Keunggulan teknologi pirolisis dibandingkan dengan insinerator yang digunakan untuk pengolahan limbah hydropulper reject, antara lain emisi lebih bersih, tidak diperlukan peralatan pengendalian polusi, area lebih kecil dari area yang dibutuhkan insinerator, operasi lebih mudah dari insinerator, desain fleksibel karena bentuk modular, konsumsi energi rendah, abu atau inert material sebagai residue dapat didaur ulang khususnya untuk metal, sesuai untuk fasilitas pengolahan skala kecil dan sekitar tempat pembuangan limbah padat, memberikan solusi atas penolakan teknologi insinerasi, yang ditengarai menghasilkan dioksin dan furans.
Penelitian oleh Setiawan, dkk. [8] pada pembuatan pelet dengan kadar air bahan <15%
dapat menghasilkan pelet hydropulper reject yang kompak tidak mudah pecah dengan nilai kalor
tinggi (30 - 37 MJ/kg), rendah kadar abu dan kadar sulfur. Zeaiter [9] melakukan pirolisis non- katalitik terhadap plastik HDPE pada suhu 450–
470oC dan memperoleh hasil produk cair yang relatif tinggi yaitu 78,7% dan gas 17,8%, sedangkan pirolisis menggunakan katalis zeolit memberikan hasil gas tertinggi mencapai 95,7%
dan produk cair 2,4%. Salan, dkk. [10] melakukan penelitian pirolisis terhadap pulper reject menggunakan katalis klinoptilolit aktif dan meerschaum untuk produksi bahan bakar minyak pirolitik. Hasil cairan tertinggi (61,4%) dan arang (32,19%) diperoleh dengan menggunakan klinoptilolit 15% dan meerschaum 5%, sedangkan hasil gas tertinggi (21,44%) diperoleh melalui proses non-katalitik. Park, dkk. [11] melakukan percobaan pirolisis RPF (Refuse derived paper and plastics densified Fuel) menggunakan tungku tabung dalam lingkungan nitrogen pada kondisi non-isotermal (suhu maksimum: 400oC, 600oC, dan 800oC). Pirolisis RPF menghasilkan cairan (50%), padatan (15%), dan gas (35%) pada 400oC;
cair (53%), padatan (10%), dan gas (37%) pada 600oC; dan cair (41%), padatan (6%), dan gas (53%) pada 800oC dengan senyawa utama dari cairan direpresentasikan sebagai kelas benzena dan stirena pada semua suhu percobaan.
Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kinerja reaktor pirolisis untuk produksi bahan bakar minyak dari pelet hydropulper reject industri kertas pada skala 100 kg/batch dan evaluasi teknoekonomi pendirian pabriknya.
Ruang lingkup penelitian dibatasi pada karakterisasi pelet, uji coba pirolisis pelet, karakterisasi bio-oil, perhitungan perkiraan listrik yang dihasilkan, dan evaluasi teknoekonomi pendirian pabrik.
BAHAN DAN METODE Bahan
Hydropulper reject dengan kadar air 40- 50% diambil dari unit hydropulper reject pada proses produksi pabrik kertas medium bergelombang yang terbuat dari kertas daur ulang.
Alat
Hydropulper reject diumpankan ke dalam reaktor pirolisis dalam bentuk pelet. Peralatan untuk pembuatan pelet terdiri dari mesin pencacah kapasitas 100 kg/hari dan mesin pelet kapasitas 100 kg/hari.
Diagram skematik dari sistem reaktor pirolisis ditampilkan dalam Gambar 1.
Keterangan:
1. Reaktor 2. Blower 3. Kondensor pirolisis
4. Tiang penyangga 5. Kondensor gasifikasi 6. Separator
Gambar 1. Rangkaian reaktor pirolisis Rangkaian reaktor pirolisis terdiri dari reaktor pirolisis yang terintegrasi dengan reaktor gasifikasi skala 100 kg/batch, kondensor syngas hasil pirolisis, kondensor syngas hasil gasifikasi, separator, dan blower.
Metode Penelitian
Diagram percobaan pirolisis pelet hydropulper reject ditampilkan dalam Gambar 2.
1. Hydrapulper reject disortir untuk memisahkan logam dan pengotor lainnya secara manual;
2. Hydropulper reject dikeringkan dengan panas sinar matahari sampai kadar air ±10%;
3. Hydrapulper reject kering dan bebas logam dicacah dengan mesin pencacah menjadi bentuk cacahan dengan ukuran ±4 mm;
4. Cacahan hydrapulper reject kering (kadar air
<10 %) diumpankan ke dalam mesin pelet.
Pelet yang dihasilkan memiliki diameter ±10 mm dan panjang 10 – 15 mm.
5. Pelet digunakan sebagai umpan proses pirolisis.
HR = hydropulper reject
Gambar 2. Alur percobaan pirolisis pelet hydropulper reject
Pelet hydropulper reject sebanyak ±50 kg diumpankan ke dalam reaktor pirolisis. Untuk proses start up, potongan kayu sebanyak ±7 kg
diumpankan ke dalam reaktor gasifikasi yang berada di bagian luar reaktor pirolisis. Ketika proses produksi sudah stabil, umpan reaktor gasifikasi dapat diganti dengan arang hasil pirolisis. Panas yang diperlukan untuk proses pirolisis diambil dari panas yang dihasilkan dari pembakaran parsial di dalam reaktor gasifikasi.
Gas kondensabel dikondensasi menjadi bio- oil menggunakan kondenser. Proses kondensasi menjadi cairan bio-oil dilakukan dengan rekayasa aliran gas. Gas non-kondensabel dapat diumpankan sebagai bahan bakar genset listrik untuk menghasilkan listrik.
Metode Perhitungan Teknoekonomi
Perkiraan biaya-biaya yang diperlukan untuk perhtungan teknoekonomi dihitung berdasarkan harga pasar pada tahun 2019. Harga peralatan produksi seperti sentrifuge, mesin pencacah, mesin pelet, dan reaktor diperkirakan berdasarkan biaya yang dibutuhkan pada waktu pembuatan peralatan tersebut untuk penelitian ini.
Biaya instalasi, biaya perpipaan, biaya instrumentasi dan kontrol, dan biaya-biaya lainnya diperkirakan berdasarkan persentase masing- masing komponen tersebut terhadap harga peralatan. Biaya komponen melibatkan biaya material, biaya transportasi, dan tenaga kerja untuk pemasangan. Pabrik diasumsikan memiliki umur sepuluh tahun.
Evaluasi teknoekonomi dilakukan dengan pendekatan perhitungan keekonomian meliputi keuntungan (profit), ROI (return on investment), PBP (payback period), BEP (break even point), SDP (shut down point), dan IRR (internal rate of return). Profit dihitung setelah dikurangi pajak.
Analisis kelayakan ekonomi ini dihitung sebagai berikut:
TB = MC + GE (1)
%P =P
S x 100% (2) ROI = P
FCC x 100% (3) PBP = FCC
P + D (4) BEP = 𝐹𝐶 + 0,3. 𝑅𝐶
𝑆 − 𝑉𝐶 − 0,7. 𝑅𝐶 𝑥 100% (5)
SDP = 0,3. 𝑅𝐶
𝑆 − 𝑉𝐶 − 0,7. 𝑅𝐶 𝑥 100% (6) dengan:
TB = total biaya, MC = biaya manufaktur, GE = pengeluaran umum,
P = keuntungan setelah dikurangi pajak,
Pengeringan Reject kering Pencacahan MC<10%
Sortir HR
Logam dan
pengotor Pelet HR Peletisasi
Pirolisis HR
Arang Syngas
1 2
3 4
4 6 5
S = nilai penjualan, FCC = modal tetap, D = depresiasi, FC = fixed cost, RC = regulated cost, VC = variable cost.
Komponen fixed cost meliputi depresiasi, pajak properti, dan asuransi; regulated cost meliputi gaji tenaga kerja, supervisi, perawatan, plant supplies, laboratorium, payroll overhead, plant overhead, dan pengeluaran umum; dan variable cost meliputi biaya bahan baku, royalti dan patent, utilitas, pengemasan, dan pengiriman.
IRR (internal rate of return) (i) dihitung dengan:
(𝐹𝐶𝐶 + 𝑊𝐶)(1 + 𝑖)𝑛= [∑ 𝐶𝑘. (1 + 𝑖)𝑛−𝑘
𝑛
𝑘=1
] + 𝑊𝐶 + 𝑆𝑉 (7) dengan:
WC = modal kerja, SV = Salvage value,
i = internal rate of return, n = umur pabrik,
Ck = arus kas tahunan.
Nilai i diperoleh dengan cara trial and error.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hydropulper Reject Industri Kertas
Tipikal limbah hydropulper reject terdiri dari 20% serat dan 80% plastik (high density polyethylene, HDPE >90%). Komposisi ini menunjukkan bahwa hydropulper reject sebagian besar terdiri dari limbah plastik. Bagian penting lain dari hydropulper reject yaitu serat selulosa dan berbagai bahan berbasis biomassa dalam jumlah kecil. Komponen plastik di dalam hydropulper reject yang digunakan memiliki komposisi 90% jenis plastik HDPE. HDPE merupakan salah satu jenis plastik yang tersusun dari hidrokarbon yang terdiri dari karbon dan hidrogen, mirip dengan bahan bakar hidrokarbon seperti gas minyak cair (LPG), bensin dan solar.
Pembakaran plastik HDPE lebih ramah lingkungan daripada senyawa plastik lainnya (misalnya polyvinyl chloride, PVC) karena bahan ini terbuat dari hidrokarbon rantai lurus yang bebas dari halogen. Hasil penelitian co- pembakaran HDPE dan biomassa menunjukkan tidak terjadi peningkatan konsentrasi dioksin dan partikulat dengan penambahan HDPE [12].
Nilai proksimat, ultimat, dan nilai kalor hydropulper reject ditampilkan dalam Tabel 1.
Nilai kalor hydropulper reject mencapai 28,81 MJ/kg (adb), lebih tinggi dari nilai kalor batubara
pada umumnya. Nilai kalor hydropulper reject dapat meningkat dengan meningkatnya jumlah plastik, yang memiliki nilai kalor lebih tinggi dibandingkan dengan biomassa [10]. HDPE memiliki nilai kalor LHV 43,01 MJ/kg [13].
Tabel 1. Nilai proksimat dan nilai kalor hydropulper reject industri kertas
No. Parameter Nilai
1. Kadar air 1,7% adb
2. Abu 9,5% adb
3. Zat terbang 83,4% adb
4. Karbon tetap 5,4% adb
5. Kadar sulfur 0,1% adb
6. Nilai kalor (LHV) 28,81 MJ/kg Hydropulper reject memiliki kandungan zat terbang tinggi, mencapai 83,4% (adb). Zat terbang secara signifikan mempengaruhi perolehan produk bio-oil. Kandungan zat terbang tinggi menyebabkan peningkatan hasil bio-oil [14].
Asadullah dkk. [15] meneliti bahwa zat terbang biasanya diubah menjadi bio-oil setelah kondensasi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa semakin besar jumlah zat terbang dalam hydropulper reject maka semakin banyak jumlah bio-oil yang dapat dihasilkan.
Pirolisis Pelet Hydropulper Reject
Perolehan bio-oil dari pirolisis hydropulper reject mencapai 40% (Tabel 2). Hasil ini lebih rendah dari perolehan bio-oil dari pirolisis biomassa lain, kemungkinan disebabkan oleh proses kondensasi yang belum maksimal sehingga masih ada gas kondensabel yang terbawa aliran bersama gas non-kondensabel lainnya.
Tabel 2. Perbandingan perolehan bio-oil dari pirolisis hasil penelitian dengan literatur
No Biomassa Suhu Katalis Bio-oil Ref.
1. Pulper reject 550oC Klinoptilolit, meerschaum
61,4% [10]
2. RPF 400oC - 50,0%
[11]
600oC - 53,0%
800oC - 41,0%
3. RPF 500oC - [16]
4. HDPE 450–
470oC
- 78,7%
Zeolit 2,4% [9]
5. Hydropulper reject
950oC - 40%
Kualitas produk bio-oil yang dihasilkan dibandingkan dengan standar mengacu pada SNI 04-7182-2006 mengenai biodiesel (Tabel 3).
Tabel 3. Perbandingan bio-oil hasil penelitian dengan SNI 04-7182-2006
Karakteristik SNI 04-7182- 2006
Penelitian ini Nilai kalor 42,3 MJ/kg 77,79 MJ/kg Viskositas 4 cst (3,4 cp) 3,29 cp Kandungan abu < 0,01% berat t.d.
pH 5 4-5
Densitas 0,85 g/mL 0,8205 g/mL Kandungan
sulfur
0,15 – 0,5%berat
t.d.
Kadar air - 21,87%
t.d. = tidak dilakukan pengujian.
Nilai kalor adalah parameter kritis untuk menentukan nilai ekonomis bahan bakar cair selama pemilihan atau desain peralatan. Nilai kalor sangat dipengaruhi oleh komposisi unsur, khususnya kandungan oksigen, serta sifat-sifat lain seperti kadar air [10]. Hasil karakterisasi bio- oil menunjukkan karakterisasi yang mirip dengan SNI 04-7182-2006 dengan nilai kalor yang lebih tinggi mencapai 77,79 MJ/kg. Nilai kalor ini diperoleh setelah dilakukan pemisahan air dari bio-oil. Kadar air bio-oil masih cukup tinggi, yaitu 21,87%. Kadar air yang tinggi menurunkan viskositas, nilai pemanasan, laju pembakaran, dan suhu nyala adiabatik selama proses pembakaran.
Menurut data literatur, kandungan air dari minyak-minyak yang diperoleh dari sumber biomassa biasanya bervariasi dalam kisaran 15- 35% berat [10]. Pemisahan air dari bio-oil diperlukan untuk meningkatkan kualitasnya sebagai bahan bakar minyak.
Perkiraan Produksi Listrik dari Syngas Tabel 4. Komposisi syngas hasil pirolisis
No. Gas Nilai
kalor (MJ/m3)
Komposisi
1. H2 12,76 20,0%
2. CO 12,63 19,0%
3. CH4 39,76 1,5%
4. CO2 12,0%
5. Gas-gas lain 47,5%
Perkiraan produk listrik yang dapat dihasilkan ketika syngas yang dikonversi menjadi listrik sebagai berikut:
▪ Satu kg hydropulper reject menghasilkan 2 m3 syngas (diperkirakan berdasarkan hasil pengukuran laju gas).
▪ Komposisi syngas hasil pirolisis ditampilkan dalam Tabel 4.
▪ Nilai kalor syngas diperkirakan dengan perhitungan nilai kalor dari H2, CH4 dan CO, yaitu 11,09 MJ/kg hydropulper reject.
▪ Asumsi efisiensi pembangkit listrik sebesar 35%, maka satu kg hydropulper reject dapat menghasilkan energi listrik sebesar sebanyak 1,08 kWh.
Neraca Massa, Konsumsi dan Produksi Energi Gambar 3 menyajikan neraca massa pada pembuatan dan pirolisis pelet hydropulper reject 50 kg/batch.
S = serat; P = plastik; A = air; I = logam dan pengotor; k.a = kadar air
Gambar 3. Neraca massa pirolisis pelet hydropulper reject
Bahan baku hydropulper reject sebanyak 123,8 kg dengan kadar air 50% mengandung logam dan pengotor-pengotor sebanyak ±10%.
Logam dan pengotor ini dipisahkan sebelum diproses lebih lanjut. Proses pengeringan mengunakan panas matahari selama dua hari dapat menurunkan kadar air bahan baku menjadi ±10%
dengan menguapkan air sebanyak 49,5 kg. Mesin pencacah dan mesin pelet, masing-masing memiliki efisiensi ±95% dan ±85%. Efisiensi ini dihitung dari jumlah produk yang dihasilkan dibandingkan dengan bahan baku yang diproses oleh mesin tersebut. Proses pirolisis menghasilkan
±20 kg bio-oil (40%) dan ±3,5 kg arang (7%).
Jumlah syngas yang dihasilkan dihitung dari selisih antara jumlah pelet hydropulper reject yang masuk ke reaktor pirolisis dengan jumlah bio-oil dan arang yang dihasilkan.
12,4 kg
20,0 kg
Pengeringan Pencacahan Pemisahan
logam
Logam dan pengotor
Peletisasi Pirolisis
Arang Bio-oil
k.a = 50%
Kondensor
k.a = 10%
Genset
= 95%
= 85%
⁓
S =10,6 kg P =42,4 kg A =5,9 kg
S =9,0 kg P =36,0 kg A =5,0 kg 3,5 kg
Gas
46,5 kg Syngas
26,5 kg
Uap air 49,5 kg
Loss 3,1 kg
Loss 8,8 kg S =11,1 kg
P =44,6 kg A =55,7 kg I =12,4 kg
HR
S =11,1 kg P =44,6 kg A =55,7 kg
S =11,1 kg P =44,6 kg A =6,2 kg
Proses produksi dan pirolisis pelet hydropulper reject menggunakan beberapa peralatan yang mengkonsumsi listrik, yaitu mesin pencacah, mesin pelet, dan blower. Daya dan konsumsi listrik dari masing-masing peralatan tersebut ditampilkan pada Tabel 5. Mesin pelet menggunakan bahan bakar solar dengan konsumsi setara dengan listrik 80 kWh. Kebutuhan listrik secara keseluruhan mencapai 128,1 kWh.
Tabel 5. Peralatan pengguna listrik No. Pengguna
Listrik
Daya (kW)
Konsumsi Listrik (kWh) 1. Mesin
pencacah
3,2 47,6
2. Mesin pelet 5,67 80,0
3. Blower 0,36 0,5
Total 128,1
Gambar 4 menyajikan konsumsi dan produksi energi pada proses pembuatan dan pirolisis pelet hydropulper reject. Energi masuk dari bahan baku pelet hydropulper reject sebesar 366,4 kWh. Pirolisis merupakan reaksi endotermik yang membutuhkan sumber panas.
Panas tersebut dipenuhi dengan pembakaran kayu yang menghasilkan panas setara 36,6 kWh.
Pirolisis menghasilkan bio-oil setara 432,2 kWh dan syngas setara 154,0 kWh. Secara teoritis, jika syngas tersebut diumpankan ke mesin genset yang memiliki efisiensi 35%, maka dapat menghasilkan listrik sebesar 53,9 kWh. Kebutuhan energi start- up, seperti LPG untuk menyalakan reaktor pembakaran hingga mencapai suhu yang dibutuhkan belum diperhitungkan.
Gambar 4. Konsumsi dan produksi energi pada pirolisis pelet hydropulper reject Evaluasi Teknoekonomi
Nilai parameter yang digunakan dalam perhitungan teknoekonomi ditampilkan dalam Tabel 6.
Tabel 6. Parameter perhitungan teknoekonomi Jumlah jam kerja = 24 jam/hari Jumlah hari kerja = 300 hari/tahun Bahan baku
hydropulper reject
= 630 ton/tahun Reject bahan baku = 5 % Waktu proses per batch = 1,25 jam/batch Yield bio-oil = 40% berat Produk listrik = 1,08 kWh/kg
Modal investasi meliputi modal tetap dan modal kerja. Modal tetap yaitu modal yang diperlukan untuk proses produksi dalam jangka waktu yang lama, atau beberapa kali proses produksi. Besarnya modal tetap yang diperlukan ditampilkan dalam Tabel 7.
Tabel 7. Kebutuhan Modal Tetap
No. Komponen Biaya Total (Rp)
1. Delivered equipment cost 834.750.000 a. Mesin sentrifuge
b. Mesin pencacah c. Mesin pelet d. Reaktor pirolisis e. Genset
2. Biaya instalasi 43.327.500 3. Biaya perpipaan 17.092.500 4. Biaya instrumentasi dan
kontrol
51.277.500 5. Biaya instalasi listrik 27.427.500 6. Biaya bangunan (200 m2) 160.000.000 7. Tanah dan
pengembangan lokasi
262.500.000 8. Biaya unit pengolah
limbah
120.520.000 9. Engineering and
construction
15.168.950 10. Contractor's fee 61.282.558 11. Contingency 22.980.959
Total 1.616.327.467
Tabel 8. Kebutuhan Modal Kerja
No. Komponen Biaya (Rp)
1. Raw material inventory 13.125.000 2. In process inventory 3.052.039 3. Product inventory 67.144.867 4. Extended credit 96.400.000 5. Available cash 83.931.083
Total 263.652.989
Kondensor Genset
Syngas Gas
w = 80,0 kWh Qloss = 100,1 kWh Q = 36,6 kWh
w = 0,5 kWh
= 35%
Pengeringan Pencacahan Pemisahan
logam
Logam dan pengotor
Peletisasi Pirolisis
Arang Bio-oil
HR
⁓
w = 47,6 kWh Q = 37,2 kWh
Q = 432,2 kWh Q = 53,9 kWh
Modal kerja yaitu modal yang diperlukan untuk membiayai operasional produksi sehari- hari. Besarnya modal kerja yang diperlukan ditampilkan dalam Tabel 8.
Biaya produksi total meliputi biaya manufaktur dan pengeluaran umum. Biaya manufaktur yaitu biaya yang diperlukan untuk membuat produk. Besarnya biaya manufaktur dan pengeluaran umum ditampilkan dalam Tabel 9 dan Tabel 10.
Tabel 9. Kebutuhan Biaya Manufaktur
No. Komponen Biaya (Rp)
1. Bahan baku 315.000.000
2. Tenaga kerja operasi (operator): 1.080.000.000 a. Sortir bahan baku
b. Operator sentrifuge c. Operator mesin pencacah d. Operator mesin pelet e. Operator reaktor pirolisis f. Packaging
3. Supervisi 54.000.000
4. Maintenance 32.326.549
5. Plant supplies 2.586.124
6. Royalti dan paten 28.920.000
7. Utilitas dan tenaga (listrik, bahan bakar oli, air)
280.010.400
8. Laboratorium 21.600.000
9. Packaging 28.920.000
10. Shipping 57.840.000
11. Depresiasi 64.653.099
12. Property taxes 32.326.549
13. Asuransi 16.163.275
Total 2.014.345.996
Tabel 10. Pengeluaran Umum
No. Komponen Biaya (Rp)
1. Administrasi 72.300.000
2. Sales 28.920.000
Total 101.220.000
Produksi bio-oil setiap tahun diperkirakan sebesar 240.000 liter/tahun dan menghasilkan listrik sebesar 648.000 kWh/tahun (gross).
Kebutuhan listrik untuk pemakaian sendiri sebesar 187.200 kWh/tahun sehingga produksi listrik tahunan sebesar 460.800 kWh (nett). Nilai penjualan produk bio-oil dan listrik ditampilkan dalam Tabel 11.
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa pabrik bahan bakar minyak bio-oil dari limbah hydropulper reject industri kertas layak untuk dibangun dengan keuntungan setelah pajak
sebesar Rp 388.217.002,-/tahun, ROI sebesar 24%. Jangka waktu pengembalian modal (PBP) sebesar 3,57 tahun. Secara ringkas hasil analisis kelayakan ekonomi ditampilkan dalam Tabel 12.
Tabel 11. Nilai Penjualan Produk No
.
Produk Nilai
Penjualan Rp/tahun 1. Bahan bakar bio-oil
(liter/hari)
1.920.000.000 2. Syngas dalam bentuk listrik
(kWh/hari)
972.000.000 Harga Jual Produk 2.892.000.000 Tabel 12. Analisis Kelayakan Ekonomi
No. Komponen Nilai
1. Keuntungan (Profit) 13,42%
2. Return on investment (ROI) 24%
3. Payback Period (PBP) 3,57 tahun 4. Break even point (BEP) 39,20%
5. Shut Down Point (SDP) 30,34%
6. Internal rate of return (IRR) 21,52%
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Nilai kalor pelet hydropulper reject cukup tinggi sehingga sangat berpotensi sebagai bahan bakar alternatif. Produk yang dihasilkan dari pirolisis hydropulper reject berupa bio-oil telah memenuhi persyaratan beberapa parameter SNI 04-7182-2006 mengenai biodiesel dan memiliki nilai kalor tinggi. Perkiraan produk listrik yang dihasilkan dari pemanfaatan syngas setelah dikurangi kebutuhan listrik untuk proses menunjukkan surplus listrik. Perhitungan teknoekonomi menunjukkan bahwa pendirian pabrik bio-oil dari pirolisis hydropulper reject kapasitas 600 ton bahan baku/tahun layak untuk dilakukan.
Saran
Produk bio-oil dan syngas masih memerlukan uji coba lebih lanjut pada penggunaannya dalam motor bakar. Penggunaan bio-oil untuk subtitusi solar dalam motor bakar kemungkinan dapat menyebabkan korosi dan pembentukan kerak. Penggunaan syngas untuk bahan bakar genset listrik memerlukan modifikasi pada sistem ruang bakar.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini didanai oleh Direktorat Pengembangan Teknologi Industri, Kementerian
Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi melalui Program Pengembangan Teknologi Industri TA 2019.
DAFTAR PUSTAKA
[1] BPPT, Indonesia Energy Outlook 2019:
The Impact of Increased Utilization of New and Renewable Energy on the National Economy. 2019.
[2] D. Gavrilescu, “Energy from biomass in pulp and paper mills,” Environmental Engineering and Management Journal, vol. 7, no. 5. pp. 537–546, 2008.
[3] M. C. Monte, E. Fuente, A. Blanco, and C. Negro, “Waste management from pulp and paper production in the European Union,” Waste Manag., vol. 29, no. 1, pp.
293–308, Jan. 2009.
[4] Indonesian Pulp and Paper Association,
“Indonesian Pulp & Paper Industry Directory 2011,” Jakarta, 2011.
[5] A. I. Casoni, M. Bidegain, M. A. Cubitto, N. Curvetto, and M. A. Volpe, “Pyrolysis of sunflower seed hulls for obtaining bio- oils,” Bioresour. Technol., vol. 177, pp.
406–409, Feb. 2015.
[6] A. B. Fadhil, “Evaluation of apricot (Prunus armeniaca L.) seed kernel as a potential feedstock for the production of liquid bio-fuels and activated carbons,”
Energy Convers. Manag., vol. 133, pp.
307–317, Feb. 2017.
[7] A. B. Fadhil, M. A. Alhayali, and L. I.
Saeed, “Date (Phoenix dactylifera L.) palm stones as a potential new feedstock for liquid bio-fuels production,” Fuel, vol.
210, pp. 165–176, Dec. 2017.
[8] Y. Setiawan, S. Purwati, A. Surachman, R. Bastari I. W., and K. J. Pramono,
“Pemanfaatan plastik dari rejek industri kertas untuk bahan bakar,” J. Selulosa, vol. 6, no. 01, pp. 11–18, 2016.
[9] J. Zeaiter, “A process study on the pyrolysis of waste polyethylene,” Fuel, vol. 133, pp. 276–282, 2014.
[10] T. Salan, M. H. Alma, and E. Altuntaş,
“The fuel properties of pyrolytic oils obtained from catalytic pyrolysis of non- recyclable pulper rejects using activated natural minerals,” Energy Sources, Part A Recover. Util. Environ. Eff., vol. 41, no.
12, pp. 1460–1473, 2019.
[11] S. S. Park, D. K. Seo, S. H. Lee, T. U. Yu, and J. Hwang, “Study on pyrolysis
characteristics of refuse plastic fuel using lab-scale tube furnace and
thermogravimetric analysis reactor,” J.
Anal. Appl. Pyrolysis, vol. 97, pp. 29–38, 2012.
[12] V. Colapicchioni et al., “Environmental impact of co-combustion of polyethylene wastes in a rice husks fueled plant:
Evaluation of organic micropollutants and PM emissions,” Sci. Total Environ., vol.
716, p. 135354, 2020.
[13] J. Chattopadhyay, T. S. Pathak, R.
Srivastava, and A. C. Singh, “Catalytic co-pyrolysis of paper biomass and plastic mixtures (HDPE (high density
polyethylene), PP (polypropylene) and PET (polyethylene terephthalate)) and product analysis,” Energy, vol. 103, pp.
513–521, 2016.
[14] F. Abnisa, A. Arami-Niya, W. M. A. Wan Daud, J. N. Sahu, and I. M. Noor,
“Utilization of oil palm tree residues to produce bio-oil and bio-char via
pyrolysis,” Energy Convers. Manag., vol.
76, pp. 1073–1082, 2013.
[15] M. Asadullah et al., “Jute stick pyrolysis for bio-oil production in fluidized bed reactor,” Bioresour. Technol., vol. 99, no.
1, pp. 44–50, Jan. 2008.
[16] I. H. Hwang, J. Kobayashi, and K.
Kawamoto, “Characterization of products obtained from pyrolysis and steam gasification of wood waste, RDF, and RPF,” Waste Manag., vol. 34, no. 2, pp.
402–410, 2014.