tugas perancangan produk 3

EVALUASI ALTERNATIF RAMAH LINGKUNGAN TERHADAP LIMBAH KOPI

Disusun Oleh Kelompok I :

o Friska Erdiana / 090405009

o Herypasc Adipasah / 090405011

o Muhammad Rahman / 090405033

o Faisal Bukhory / 090405038

o Heri Gusman / 100405010

TUGAS PERANCANGAN PRODUK YANG KE-3

Kebutuhan: Kita tidak hanya membuat kopi instan tetapi juga mengolah limbah yang terutama terdiri dari bahan serat (selulosa, lignin, dsb) dan minyak yang tidak larut agar tidak dibuang ke landfill

Ide: Terdapat sejumlah cara untuk mengolah limbah kopi yang ramah lingkungan.

Seleksi: Sebagai pengolah limbah, kriteria seleksi utama adalah biaya operasi dan resiko yang ditimbulkan.

Masalah. . . . .

Komposisi kimia dalam limbah kopi (basis basah) dapat diberikan pada tabel dibawah ini:

Komposisi kimia dalam limbah kopi (basis kering) dapat diberikan pada tabel dibawah ini:

Senyawa Komposisi (%)

Air 84,2

Protein 8,9

Gula 4,1

Asam Pektat 0,91

Abu 0,7

Senyawa Komposisi (%)

Senyawa Pektin 35,8

Gula 45,8

Selulosa dan Abu 17,0

Insinerasi

Proses Pemusnahan material organik secara thermal melalui proses. Skema proses insinerasi adalah sebagai berikut:

Adapun proses dari insinerasi adalah:

1. Pengumpulan dan pembakaran limbah padat

Insinerasi. . . . .(2)

Sampah dikumpulkan dengan menggunakan truk dan selanjutnya dimasukkan ke dalam bunker. Kemudian secara bertahap sampah-sampah tersebut dipindahkan dengan menggunakan crane untuk dimasukkan ke dalam pengumpan tungku pembakaran/insinerasi (furnace).

Gas yang dihasilkan dari pembakaran tungku naik menuju boiler. Umpan panas dihasilkan dengan mensirkulasikan air melalui boiler tersebut. Uap dalam boiler mencapai suhu 400 derajat Celcius dengan tekanan 40 bar. Uap bertekanan tinggi tersebut di ekspansikan melalui turbine untuk memutar generator yang menghasilkan listrik. Setelah melalui turbine uap panas tersebut dialirkan menuju kondensator. Di dalam kondesator uap tersebut berubah kembali menjadi air dengan mengalirkan air dingin dari luar.

2. Produksi uap panas dan listrik

Gas buang dialirkan menuju presipitator elektrostatik untuk memisahkan sebagain besar debu dari gas buang. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:(a) Elektroda pada filter gas buang memberi muatan negatif terhadap partikulat-partikulat debu. (b) Partkel-partikel debu bermuatan negatif tersebut selanjutnya terperangkap pada lempengan metal

yang bermuatan positif. (c) Dengan getaran mekanik, partikel-partikel debu tersebut jatuh dan dikumpulkan dalam silo

3. Pembersihan gas buang dengan presipitator statis

Tahap selanjutnya, gas buang dibersihkan dengan menggunakan air. Hal ini dilakukan dengan menyemprotkan butiran-butiran air dengan menggunakan nozzle. Air tersebut mengandung zat-zat kimia aktif tertentu yang bereaksi dengan kontaminan yang terkandung di dalam gas buang. Scruber pertama memisahkan logam berat dan asam dari gas buang. Scrubber yang kedua memisahkan Sulfur Oksida (SOx). Dan scrubber terakhir sisa-sisa kontaminan dipisahkan dan selanjutnya gas buang tersebut dikondensasikan.

4. Pembersihan gas buang dengan scrubber

Setelah proses scrubbing, sisa debu dibersihkan dengan menggunakan filter elektroventuri. Prinsip kerja elektroventuri mirip dengan filter elektrostatik, bedanya elektroventuri beroperasi dengan lingkungan basah. Setelah melalui filter elektroventuri, kandungan partikel debu pada gas buang hanya 1 miligram per meter kubik. Tahap akhir pembersihan gas buang adalah dengan menggunakan katalisator. Fungsi utamanya adalah mengurangi kandungan Nitrogen Oksida (NOx). Gas buang dialirkan melalui keramik berporositas dengan penambahan air amonia. Selanjutnya Nitrogen Oksida berubah menjadi Nitrogen. Kemudian gas buang dialirkan ke atas melalui cerobong gas pembuangan.

5. Filter elektoventuri dan katalis

Presipitator Statis Scrubber

Filter Elektroventure dan Katalis

Insinerasi. . . . .(3)

Jumlah limbah dan material untuk proses pengolahan material untuk proses pengolahan dari tahun 2006-2010 adalah sebagai berikut:

Insinerasi. . . . .(4)

Berikut adalah perhitungan untuk menghasilkan Steam:

Steam = 1 TonPanas yang dihasilkan = 461,40 Kcal/hariKonsumsi solar = 64 liter/hari Panas yang dihasilkan solar = 9.063 Kcal/hariHarga unit solar/liter = Rp. 4.500,- /literHargabahanbakar/jam = Rp.316.800

Total biaya Steam = Rp.611.800,-/Ton

Insinerasi. . . . .(5)

Tabel pendapatan insinerator pada tahun 2001-2010 :

Biogas merupakan kombinasi dari metana, karbondioksida, dan komposisi yang lain yang dihasilkan dari digesti anaerobik hidrokarbon.

Proses Anaerobik - Biogas

Biogas dianggap sebagai limbah dari suatu sistem digesti lumpur anaerobik.

Proses pengolahan limbah anaerobik ini tergantung kepada degradasi mikrobial terhadap senyawa organik di lingkungan tanpa kehadiran s senyawa oksigen untuk menghasilkan metana dan karbon dioksida.

Proses Anaerobik . . . . (2) Tahap pertama melibatkan bakteri fermentasi senyawa organik

kompleks, karbohidrat, protein, dan lemak dihidrolisis dan difermentasikan menjadi asam lemak, alkohol, karbondioksida, hidrogen, ammonia, dan sulfida.

Tahap kedua bakteri acetogenik mengolah semua produk-produk organik primer tadi dan menghasilkan gas hidrogen, karbondioksida dan asam asetat.

Tahap ketiga terdiri dari dua jenis bakteri metanogenesis yang berbeda fungsinya, yaitu yang satu mereduksi karbon dioksida menjadi metana, sedangkan yang satu lagi mendekarboksilase asetat menjadi metana dan karbon dioksida.

Objektif utama dari proses biogas ini adalah untuk mendegredasikan keseluruhan senyawa organik menjadi metana. Oleh karena itu, adalah sangat penting untuk mengoptimasikan kondisi biokimiawinya agar semua reaksi yang terjadi itu membawa kepada pembentukan metana.

Proses Anaerobik . . . . (3)

Jika biogas dihirup pada konsentrasi yang cukup tinggi, akan menyebabkan terjadinya keracunan dan gejala asphyxiation atau kemungkinan besar kematian. Hal ini terkhusus pada adanya kehadiran hidrogensulfida (H2S) dalam bioga non-desulfurisasi yang mana bersifat sangat toksik, meskipun pada konsentrasi yang rendah.

Resiko keracunan dan Asphyxiation

Konsentrasidalamudara Dampak

0,03 – 0,15 ppm Mulai timbul bau seperti telur busuk

15 – 75 ppm Iritasi pada mata dan saluran pernafasan, sakit, muntah-muntah, sakit kepala

150 – 300 ppm Gangguan pada sistem saraf penciuman

> 375 ppm Kematian akibat keracunan (setelah beberapa jam paparan)

> 750 ppm Kematian akibatgangguan pernafasan (30-60 menit paparan)

Dari 1000 ppm(0,1 %) Kematian seketika (beberapa menit paparan)

Proses yang dapat mengubah umpan berkarbon menjadi campuran gas yang mengandung banyak karbon monoksida, karbon dioksida, nitrogen dan metana (bio- syngas).

Gasifikasi-Sintesis Fischer-Tropsch

Sintesis Fischer-Tropsch merupakan proses yang menghasilkan hidrokarbon cair dari sintesis gas CO dan H2. Umpan dapat berupa batu bara, gas alam, biomassa atau bahan berkarbon lainnya.

Merupakan sebuah kumpulan proses katalitik untuk mengubah gas sintetik menjadi hidrokarbon cair.

Sintesis Fischer-Tropsch

Katalis yang umumnya digunakan dalam proses Fischer Tropsch Fe, Co, Ru, dan Ni.

Proses sintetis Fischer Tropsch menggunakan katalis yang mudah diperoleh.

Gas CO2 yang terbentuk semasa proses gasifikasi dapat dengan mudahnya lepas kelingkungan sehingga menurunkan kandungan karbon dalam syngas. Hal ini akan mengakibatkan masalah lingkungan serta membuat konversi pada proses Fischer Tropasch berkurang. Selain itu, masalah paling penting yaitu katalis dalam proses Fischer Tropasch sedang dikembangkan agar katalis tidak mudah mengalami deaktivasi, proses penuaan, dan keracunan. Kemudian masalah yang tak kalah pentingnya perpindahan massa dan panas dalam perancangan dan pemilihan reaktor.

Masalah dalam Gasifikasi-Sintesa Fischer Tropsch

Dari Segi Biaya Untuk Investasi Awal:- Insinerasi : Sekitar Rp. 26-30 milliar

- Anaerobik : Sekitar Rp. 460 juta (Skala Pilot Plant)

- Gasifikasi – Sintesis FT : > Rp. 30 milliar

Pemilihan Solusi

Dari Segi Lingkungan: - Insinerasi : Adanya potensi pencemaran udara

- Anaerobik : Adanya potensi pencemaran bau terhadap lingkungan

- Gasifikasi – Sintesis FT : Lebih ramah lingkungan tetapi berpotensi menyebabkan efek rumah kaca

Dari Segi Teknologi: - Insinerasi : merupakan teknologi sederhana - Anaerobik : merupakan semi mapan

- Gasifikasi – Sintesis FT : merupakan teknologi terbaru ramah lingkungan

Dari Segi Daya Guna: - Insinerasi : menghasilkan steam yang sangat banyak untuk

pabrik

- Anaerobik : menghasilkan metana sebagai bahan baku biogas

- Gasifikasi – Sintesis FT : menghasilkan bermacam produk hidrokarbon cair

KesimpulanJika ditinjau dari segi biaya investasi awal maka solusi yang dipilih yaitu proses anaerobik untuk menghasilkan metana.

Jika ditinjau dari segi lingkungan awal maka solusi yang dipilih yaitu gasifikasi-sintetis Fischer Tropsch.

Jika ditinjau dari segi teknologi maka solusi yang dipilih yaitu gasifikasi-sintetis Fischer Tropsch.

Jika ditinjau dari segi daya guna terhadap sumber energi pabrik maka solusi yang dipilih yaitu insinerasi, tetapi bila ditinjau dari segi daya guna keuntungan penjualan maka solusi yang dipilih yaitu gasifikasi-sintetis Fischer Tropsch.

Sekian Dan Terima Kasih