Indonesia Mandiri

15,783 views

Published on

PLANT DESIGN ETHANOL

Published in: Travel, Technology
3 Comments
29 Likes
Statistics
Notes
  • py kieeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • pengen tau gimana cara download file ini .
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Ne gimana cara download file ini.............?????????????
    Help donk............ :)
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
15,783
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
72
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
3
Likes
29
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Indonesia Mandiri

  1. 1. PRA DESAIN PABRIK ETHANOL DARI MOLASSES <ul><li>Oleh : </li></ul><ul><li>Ardyan Kusuma Jaya (2304 100 0 04 ) </li></ul><ul><li>Angga Mahendra (2304 100 0 64 ) </li></ul>Dosen Pembimbing : Prof. Dr.Ir. Nonot Soewarno, M.Eng Laboratorium Proses Pemisahan Teknik Kimia-FTI-ITS 2008
  2. 2. LATAR BELAKANG <ul><li>Kebijakan pemerintah tentang pemanfaatan bahan bakar nabati (bio-fuel) dengan produknya bio-ethanol dan bio-solar (Perpres No.1 Tahun 2006). </li></ul><ul><li>Permintaan akan bahan bakar minyak terus meningkat. </li></ul><ul><li>Sumber energi dari bahan bakar fosil (minyak bumi) semakin menipis. </li></ul><ul><li>Kenaikan harga minyak bumi </li></ul><ul><li>Tersedianya bahan baku untuk memproduksi etanol </li></ul><ul><li>Produksi Etanol Anhydrous dalam negeri belum mencukupi. </li></ul>
  3. 3. PENENTUAN KAPASITAS PABRIK
  4. 5. <ul><li>Konsumsi premium 2010 = 18 ,5 jutakiloliter/tahun </li></ul><ul><li>Berdasarkan Road Map </li></ul><ul><li>K ebutuhan gasohol tahun 201 0 = 10 % konsums i premium. </li></ul><ul><li>Dengan demikian, kebutuhan gasohol sebesar : </li></ul><ul><li>Kebutuhan Gasohol = 10 % x konsumsi premium </li></ul><ul><li>= 0, 1 x 18,5 jutakiloliter/tahun = 1, 85 juta kiloliter/tahun. </li></ul><ul><li>Berdasarkan penelitian dari BPPT </li></ul><ul><li>K elayakan bioethanol sebagai subtitusi premium adalah 10 % </li></ul><ul><li>ethanol dicampur dengan 90 % gasoline (E - 10). </li></ul><ul><li>Kebutuhan ethanol = 10 % x 1, 85 juta kiloliter/tahun </li></ul><ul><li>= 0,1 85 juta kiloliter/tahun </li></ul><ul><li>= 1 85 . 000 .000 liter/tahun </li></ul>
  5. 6. <ul><li>Dengan masa aktif produksi 3 3 0 hari, maka kapasitas </li></ul><ul><li>ethanol 99,8% per hari adalah : </li></ul><ul><li>Kapasitas produksi etanol = </li></ul><ul><li>= 560606,06 liter/hari </li></ul><ul><li>Dengan pertimbangan : </li></ul><ul><li>Pabrik etanol 96 % yang ada di Indonesia sebanyak 14 pabrik dengan jumlah produksi total sebesar 762.000 liter/hari dengan data sebagai berikut : </li></ul>
  6. 7. PABRIK ETHANOL DI INDONESIA 762,8848485 90,909 0,364 33,939 50,909 181,818 0,091 33,333 18,182 30,303 20,364 127,273 155,400 4,848 15,152 Produksi (kl/hari) No. Nama Pabrik Produksi (kl/tahun) Bahan Baku 1 PT. Aneka Kimia Nusantara 5000 Molasses 2 PT. Basis Indah 1600 Molasses 3 PT. Bukit Manikam Subur Persada 51282 Molasses 4 PT. Indo Acidatama Chemical 42000 Molasses 5 PT. Madu Baru 6720 Molasses 6 PT. Molindo Raya Industrial 10000 Molasses 7 PT. Perkebunan Nusantara XI 6000 Molasses 8 PT. Rhodia Manyar 11000 Molasses 9 BBPT, BP 30 Cassava 10 PT. Indo Lampng Distilley 60000 Molasses 11 PT. Sampurna 16800 Cassava 12 PT. RNI dan Choi Biofuel Co. 11200 Molasses 13 PT. Perkebunan Nusantara X 120 Molassses 14 Kanematsu Corporation 30000 Cassava Total 251752
  7. 8. <ul><li>Asumsi: 35 % saja yang akan diolah oleh pabrik-pabrik tersebut menjadi Ethanol 99,5% guna memenuhi kebutuhan etanol nasional, yaitu </li></ul><ul><li>= 35 % X 762.000 liter/hari </li></ul><ul><li>= 266.700 liter/hari </li></ul><ul><li>Kekurangan etanol untuk pemenuhan kebutuhan nasional yaitu : </li></ul><ul><li>= 560.606,06 liter/hari – 266.700 liter/hari </li></ul><ul><li>= 293.906,06 liter/hari </li></ul><ul><li>Di putuskan kapasitas produksi pabrik </li></ul><ul><li>4 0.000 liter/hari. </li></ul>
  8. 9. SELEKSI PROSES Seleksi berdasarkan Proses Dasar seleksi Proses Hidrasi Etilen Proses Fermentasi 1. Bahan baku Tidak dapat diperbaharui Dapat diperbaharui 2. Harga bahan baku Mahal Murah 3. Proses Hidrolisa (sulit) Fermentasi (mudah) 4. Alat utama Reaktor, absorber, stripper Fermentor, kolom distilasi
  9. 10. Seleksi berdasarkan Bahan Baku Dasar seleksi Gula Pati Etilen 1. Pretreatment Tidak perlu Perlu (pati diubah menjadi glukosa dahulu) Tidak Perlu 2. Ketersediaan bahan baku Mudah (tebu, gula bit, sorghum, molasses) Mudah (jagung, singkong, kentang) Sulit (Etilen) 3. Sifat Terbarukan Terbarukan Tidak Terbarukan
  10. 11. Info bisnis SELEKSI BERDASARKAN JENIS BAHAN FERMENTASI 166 liter ethanol/1000 kg molasses 200 liter ethanol/1000 kg molasses 250 liter ethanol/1000 kg molasses Yield Tinggi (bahan baku) Tinggi (bahan baku) Rendah (limbah) Nilai guna Pati (singkong) Pati (Jagung) Gula ( molasses ) Dasar seleksi
  11. 12. <ul><li>Berdasarkan Pertimbangan-pertimbangan tersebut maka dipilih Pembuatan ethanol dari molasses dengan proses fermentasi. Dengan judul pabrik: </li></ul><ul><li>“ Pra Desain Pabrik Etanol Dari Molasses” </li></ul>
  12. 13. PENENTUAN LOKASI PABRIK <ul><li>Penentuan Berdasarkan : </li></ul><ul><li>- Ketersediaan Bahan Baku </li></ul><ul><li>- SDM </li></ul><ul><li>- Supply Air </li></ul><ul><li>- Transportasi </li></ul><ul><li>- Pemasaran </li></ul>
  13. 14. LOKASI PABRIK <ul><li>Lokasi pabrik dipilih : Madiun– Jawa Timur </li></ul><ul><li>Dasar pemilihan : </li></ul><ul><li>1. Tersedianya bahan baku yang melimpah </li></ul><ul><li>2. Dekat dengan lokasi pemasaran </li></ul>
  14. 15. URAIAN PROSES <ul><li>Proses pembuatan Ethanol dari Molasses dibagi menjadi dua tahap : </li></ul><ul><ul><ul><li>Tahap Fermentasi </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tahap Pemurnian, meliputi : </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>destilasi </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>dehidrasi </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  15. 16. FLOWSHEET PABRIK ETANOL DARI MOLASSES
  16. 17. ANALISA EKONOMI <ul><li>Asumsi-asumsi yang diambil : </li></ul><ul><li>1 US$ = Rp 9.450 </li></ul><ul><li>Umur Pabrik = 10 tahun </li></ul><ul><li>Bunga Bank = 12 % </li></ul><ul><li>Masa Konstruksi = 2 tahun </li></ul><ul><li>Pengembalian Pinjaman = 10 tahun </li></ul>
  17. 18. <ul><li>Biaya Investasi = Rp. 135.120.274.052,- </li></ul><ul><li>IRR = 19% </li></ul><ul><li>BEP = 50,79% </li></ul><ul><li>POT = 5,6 tahun </li></ul>
  18. 19. <ul><li>Kapasitas Produksi : 40 KL/hari </li></ul><ul><li>Bahan Baku Molasses : 126861,78 kg/hari </li></ul><ul><li>Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas </li></ul><ul><li>Struktur Organisasi : Garis dan staff </li></ul><ul><li>Lokasi : Madiun, Jawa Timur </li></ul>
  19. 20. <ul><li>Pembiayaan </li></ul><ul><li>Modal Tetap (FCI) : Rp 114.852.232.944 </li></ul><ul><li>Modal Kerja (WCI) : Rp 20.268.041.107 </li></ul><ul><li>Investasi Total (TCI) : Rp 135.120.274.052 </li></ul><ul><li>Total Production Cost (TPC) : Rp 102.721.317.950 </li></ul><ul><li>Analisa ekonomi </li></ul><ul><li>IRR : 19 % </li></ul><ul><li>POT : 5,6 tahun </li></ul><ul><li>BEP : 50,79 % </li></ul>KESIMPULAN
  20. 21. Kurva BEP
  21. 22. <ul><li>SEKIAN DAN TERIMA KASIH </li></ul>
  22. 23. GRAFIK PERKEMBANGAN PERMINTAAN BAHAN BAKAR (ENERGI) Reff: Buku putih energi Mentri Negara Riset dan Teknologi
  23. 25. KETERSEDIAAN MOLASSES DI INDONESIA www.geocities.com/p3gi/prod_05.htm back Sulawesi Utara Tebu = 462.963 ton/thn Molasses = 21.044 ton/thn Sumatra Utara Tebu=659.616 ton/tahun Molasses= 29.686 ton/tahun Lampung Tebu= 5.538.155 ton/thn Molasses =40.789ton/thn Sumatra Selatan Tebu= 650.894 ton/thn Molasses= 29.596 ton/thn Jawa Barat Tebu= 1.190.479 ton/tahun Molasses = 56.689 ton/tahun Jawa Tengah Tebu= 2.216.696ton/tahun Molasses = 96.378 ton/tahun Jawa Timur Tebu=11.088.844 ton/tahun Molasses= 499.050 ton/tahun Sulawesi Selatan Tebu = 486.043 ton/thn Molasses = 24.302ton/thn
  24. 26. BAHAN BAKU <ul><li>Molasses </li></ul><ul><li>- Sukrosa 30 % </li></ul><ul><li>- Glukosa 12 % </li></ul><ul><li>- Fruktosa 13 % </li></ul><ul><li>- Air 22 % </li></ul><ul><li>- Abu: CaO 0,21 %; K 2 O 1,47 %; MgO 0,24%; SiO 2 4,08 % </li></ul><ul><li>- Impuritis: Karbohidrat lain 4 %; Senyawa nitrogen 6 %; Senyawa non nitrogen 7 % </li></ul><ul><li>- pH 5 </li></ul>
  25. 27. BAHAN PEMBANTU <ul><li>Amonium phospat </li></ul><ul><li>- Nutrisi pembiakan yeast </li></ul><ul><li>- Kristal putih </li></ul><ul><li>- Larut dalam air, tidak larut dalam alkohol </li></ul><ul><li>- Nitrogen min 20%wt </li></ul><ul><li>- P2O4 min 50%wt </li></ul>
  26. 28. BAHAN PEMBANTU <ul><li>Amoniak (NH 3 ) </li></ul><ul><li>- Nutrisi yeast </li></ul><ul><li>- Kelarutan dalam air 89,9 g/100 ml </li></ul><ul><li>- Type 880 </li></ul><ul><li>- Densitas 0,88 g/cm 3 </li></ul>
  27. 29. BAHAN PEMBANTU <ul><li>Yeast ( S. Cerevisceae ) </li></ul><ul><li>- Mikroba fermentasi </li></ul><ul><li>- Suhu max 40oC </li></ul><ul><li>- Alkohol max 12% </li></ul><ul><li>- Konsentrasi gula max 20% </li></ul><ul><li>- pH pertumbuhan 4-5 </li></ul>
  28. 30. BAHAN PEMBANTU <ul><li>Asam Sulfat (H 2 SO 4 98%) </li></ul><ul><li>- Menurunkan pH </li></ul><ul><li>- Korosif </li></ul><ul><li>- Titik didih 340 o C </li></ul><ul><li>- Larut dalam air </li></ul>
  29. 31. BAHAN PEMBANTU <ul><li>Antifoam (Turkey Red Oil) </li></ul><ul><li>- Mencegah foaming </li></ul><ul><li>- KOH max 3%wt </li></ul><ul><li>- Lemak min 60%wt </li></ul><ul><li>- Ash 8%wt </li></ul>
  30. 32. PRODUK <ul><li>Anhydrous Eatanol (99,8 %wt) </li></ul>
  31. 33. SPESIFIKASI PRODUK ETHANOL ANHYDROUS Symposium of biofuels/jose felix silfa junior/UNICA
  32. 34. STARTER TANK (R-140) <ul><li>Fungsi : Membiakkan Yeast </li></ul><ul><li>Reaksi : </li></ul><ul><li>C 6 H 12 O 6 + 0,136NH 3 + 3,198O 2 1,929CH 1,8 O 0,5 N 0,2 + 4,098CO 2 + 4,813H 2 O </li></ul><ul><li>Suhu : 32 o C </li></ul><ul><li>pH : 4,5 </li></ul><ul><li>Antifoam : turkey red oil </li></ul><ul><li>Nutrient : NH 3 & ammonium phospat </li></ul>
  33. 35. STARTER TANK (R-140) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Kondisi Operasi : 1 atm, 32 O C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 9,46 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 14,19 ft </li></ul><ul><li>- Bahan Konstruksi : Stainless Steel, Type 304 </li></ul><ul><li>- Pengaduk : Turbin 6 Bilah </li></ul><ul><li>: 2 Impeler </li></ul><ul><li>: D = 2,84 ft. L = 0,71 ft. W = 0,57 ft. </li></ul><ul><li>: 50 rpm. 6,50 Hp </li></ul><ul><li>- Koil : 10 lilitan, Ukuran 8 in sch 40 </li></ul>
  34. 36. <ul><li>Fungsi : Fermentasi Biomass </li></ul><ul><li>Reaksi : </li></ul><ul><li>I. C 6 H 12 O 6 . 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 </li></ul><ul><li>II. C 12 H 22 O 11 + H 2 O 2C 6 H 12 O 6 </li></ul><ul><li>III. C 6 H 12 O 6 C 3 H 8 O 3 + CH 3 CHO + CO 2 </li></ul><ul><li>IV. 2C 6 H 12 O 6 + H 2 O 2C 3 H 8 O 3 + CH 3 COOH + C 2 H 5 OH + 2CO 2 </li></ul><ul><li>Suhu : 32 o C </li></ul><ul><li>pH : 4,5 </li></ul><ul><li>Penambahan : Nutrient, Antifoam, Buffer </li></ul><ul><li>Ethanol 8-10 % volume </li></ul>FERMENTOR (R-150)
  35. 37. <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Kondisi Operasi : 1 atm, 32 O C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 18,92 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 28,38 ft </li></ul><ul><li>- Bahan Konstruksi : Stainless Steel, Type 304 </li></ul><ul><li>- Pengaduk : Turbin 6 Bilah </li></ul><ul><li>: 2 Impeler </li></ul><ul><li>: D = 5,68 ft. L = 1,42 ft. W = 1,14 ft. </li></ul><ul><li>: 50 rpm. 205 Hp </li></ul><ul><li>- Koil : 27 lilitan, Ukuran 8 in sch 40 </li></ul>FERMENTOR (R-150)
  36. 38. <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Kondisi Operasi : 1 atm, 110 O C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 18,92 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 28,38 ft </li></ul><ul><li>- Bahan Konstruksi : Stainless Steel, Type 304 </li></ul><ul><li>- Pengaduk : Turbin 6 Bilah </li></ul><ul><li>: 2 Impeler </li></ul><ul><li>: D = 5,68 ft. L = 1,42 ft. W = 1,14 ft. </li></ul><ul><li>: 50 rpm. 27 Hp </li></ul><ul><li>- Koil : 27 lilitan, Ukuran 8 in sch 40 </li></ul>TANGKI STERILISASI (M-130)
  37. 39. <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Kondisi Operasi : 1 atm, 30 O C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 19 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 34,94 ft </li></ul><ul><li>- Bahan Konstruksi : Stainless Steel, Type 304 </li></ul><ul><li>- Pengaduk : Turbin 6 Bilah </li></ul><ul><li>: 2 Impeler </li></ul><ul><li>: D = 5,68 ft. L = 1,42 ft. W = 1,14 ft. </li></ul><ul><li>: 50 rpm. 86 Hp </li></ul>TANGKI PENGENCER (M-120)
  38. 40. SCREEN FILTER (H-152) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Fungsi : Memisahkan biomass, impurities dari campuran broth </li></ul><ul><li>- Filter 100 mesh </li></ul><ul><li>- Dimensi : Panjang 4 m </li></ul><ul><li> : Lebar 3 m </li></ul><ul><li>: Tinggi 2 m </li></ul>
  39. 41. MEMBRAN (H-240) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Memurnikan etaanol hingga 99,8%wt </li></ul><ul><li>- Type : Pervaporasi </li></ul><ul><li>- Modul : Tubular (Shell & Tube) </li></ul><ul><li>- Bahan : Polydimetil-siloxane (organofilik) </li></ul>
  40. 42. BEER STILL (D-210) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Memurnikan etanol hingga 50%wt </li></ul><ul><li>- Type : Sieve Tray, Cross Flow </li></ul><ul><li>- Tekanan : 1 atm </li></ul><ul><li>- Temp. : Feed 98,68 o C </li></ul><ul><li>: Top 94,68 o C </li></ul><ul><li>: Bottom 100,19 o C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 6 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 49,4 ft </li></ul><ul><li>: 22 tray </li></ul>
  41. 43. ALDEHID KOLOM (D-220) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Memisahkan Aldehid dari etanol-air </li></ul><ul><li>- Type : Sieve Tray, Cross Flow </li></ul><ul><li>- Tekanan : 1 atm </li></ul><ul><li>- Temp. : Feed 90,92 o C </li></ul><ul><li>: Top 68,74 o C </li></ul><ul><li>: Bottom 91,14 o C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 5 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 24,73 ft </li></ul><ul><li>: 14 tray </li></ul>
  42. 44. KONSENTRASI KOLOM (D-230) <ul><li>Spesifikasi : </li></ul><ul><li>- Memurnikan etanol hingga 95%wt </li></ul><ul><li>- Type : Sieve Tray, Cross Flow </li></ul><ul><li>- Tekanan : 1 atm </li></ul><ul><li>- Temp. : Feed 91,14 o C </li></ul><ul><li>: Top 81,54 o C </li></ul><ul><li>: Bottom 100,07 o C </li></ul><ul><li>- Dimensi : Diameter 3 ft </li></ul><ul><li>: Tinggi 48,39 ft </li></ul><ul><li>: 22 tray </li></ul>
  43. 45. METODE DEHIDRASI <ul><li>Material S eparation A gent (MSA) </li></ul><ul><li>Menambahkan MSA seperti benzene sehingga merubah interaksi molekul dan menurunkan titik azeotrop. </li></ul><ul><li>Kendalanya harus dilakukan lagi pemisahan ethanol dan benzene. </li></ul><ul><li>Membrane Separation </li></ul><ul><li>Memisahkan air dan ethanol dengan melewatkan air-ethanol pada membrane semipermeable sehingga feed terpisah menjadi retentate(bagian dari feed yang tidak dapat menembus membrane) dan bagian permeate ( bagian dari feed yang dapat menembus membrane). </li></ul><ul><li>A zeotropic D istillation </li></ul><ul><li>Dengan menambahkan komponene lain (MSA) untuk menurunkan titik azeotrop </li></ul><ul><li>Kendalanya proses ini mahal </li></ul><ul><li>Molecular sieves </li></ul><ul><li>Uap ethanol dan air lewat melalui bed butiran-butiran molecular sieve d imana air yang terkandung dalam uap tersebut diadsorpsi oleh material molecular sieve tersebut dan ethanol anhydrous keluar dari unit molecular sieve. </li></ul><ul><li>Air yang diadsorpsi akan dilepaskan dan digunakan lagi dengan meregerasi molecular sieve. </li></ul>
  44. 46. KEUNTUNGAN MEMBRAN SEPARATION <ul><li>Tidak ada penambahan zat aditif, sehingga tidak ada aliran waste </li></ul><ul><li>Tidak memerlukan banyak energi </li></ul><ul><li>Pemisahan dapat berlangsung secara kontinyu </li></ul><ul><li>Penggunaan steam tidak terlalu besar. </li></ul>
  45. 47. MEMBRAN PERVAPORASI <ul><li>Pervaporasi adalah proses pemisahan suatu campuran dengan menggunakan membran, dimana terjadi perubahan fasa dari cair menjadi uap pada sisi membran yang lain (downstream). </li></ul><ul><li>Bahan membran yang dipakai adalah Polydimethil-siloxane (PDMS) </li></ul><ul><li>Membran ini bertipe organofilik (menyerap zat organik) sehingga permeability etanol lebih besar daripada air </li></ul>
  46. 48. PRINSIP MEMBRAN SEPARATION <ul><li>Mekanisme yang terjadi adalah difusi (solution-difusion mechanism), dimana komponen pertama terlarut dalam membrane dan terdifusi kembali pada membrane sesuai driving force. Pemisahan tersebut terdiri dari perbedaan dalam solubility dan atau diffusifity. </li></ul>
  47. 49. DISKRIPSI PROSES <ul><li>Produk atas Distilasi didinginkan hingga mencapai sebelum masuk ke membran. </li></ul><ul><li>Membran yang digunakan tipe pervaporasi, dimana terjadi perubahan fasa dari cair menjadi uap pada sisi membran yang lain (downstream). </li></ul><ul><li>Produk permeate kemudian dikondensasikan dan didinginkan hingga suhu 25 o C sebelum ditampung dalam tangki produk. </li></ul>
  48. 50. Flowsheet Membran Separation Distilasi Retentaet Kondensor Kompresor Akumulator

×