PABRIK BIO-OIL DARI JERAMI PADI DENGAN PROSES PIROLISIS CEPAT TEKNOLOGI DYNAMOTIVE

Meiga Setyo Winanti 2308 030 019Damas Masfuchah H. 2308 030 081

BIOFUEL

Solid Liquid Gas

Bio-briket Bio-ethanolBio-diesel Bio-gas

Bio-oil

Cadangan Minyak Bumi di Indonesia

semakin menurun

Energi Alternatif dari Bahan baku terbarukan

LATAR BELAKANG

Biomassa Pirolisis cepat

• Bahan bakar cair berwarna gelap, beraromaseperti asap, dapat diproduksi dari biomassayang mengandung selulosa

• Bahan baku bio oil yang mengandungselulose contohnya: bagasse (35%), TKKS(36,81%), Jerami (42,36%)

Karakteristik Bio Oil SolarAngka setana 51 45-48Flash Point >110 oC >150 oCSpesific Gravity (20oC) 0,97 0,87Sulfur (%) <0,06 0,35Densitas (gram/cm3) 1,2 0,9Viskositas (cp) 10-150 @50oC 35-50 @40oC

Kegunaan bio oil

Bio oil

Subtitusi bahan bakar solar

Pengganti bahan bakar diesel

BAHAN BAKU BIO OIL

Jerami

Produksi jerami di Indonesia 20 juta ton/thn

No Komponen Nilai1. Selulosa (%) 42,362. Hemiselulosa (%) 29,83. Lignin (%) 13,544. Abu (%) 11,95. Zat Ekstraktif 2,38

Bahan Baku Pendukung

Sifat fisik NilaiFase Gas

Titik didih, oK 77,36

Titik kritis, oK 126,21

Panas Peleburan, kJ/Kmol 0,72

Panas Penguapan, Kkal 1,336

N2 •Sebagai fluidized gas

Nama Perusahaan Kapasitas (ton/ hari)

Ensyn Technology(1989)

45

Wellmant Plant 6,6

Fortum’s Plant 9,3Dynamotive Technology

(July 2004)100

Data : BFH, Hamburg

Menggunakan Reaktor Fluidized Bed

Teknologi Pembuatan Bio-Oil

Juli 2004

KApAsItAs prOdUKsI

Grafik Ekspor, Impor, Konsumsi, Produksi Solar di Indonesia

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

Konsumsi

Ekspor

impor

Produksi

perHItUNgAN KApAsItAs

Dari data diatas di dapat estimasi untuk ekspor, impor, produksi, dan konsumsi tahun 2013.Impor = 4.525.000 tonEkspor = 1.230.000 tonProduksi = 9.985.000 tonKonsumsi = [F (impor) + F (produksi)] - F (ekspor)

= 13.280.000 tonKapasitas produksi = 0,1% x 13.280.000 ton

= 13.280 ton/tahun≈ 14.000 ton/tahun

Beroperasi secara kontinyu, 24 jam selama 330 hari pertahun

LOKAsI pemILIHAN pABrIK Ketersediaan bahan baku

Sarana Transportasi, dan

sumber air yang terpenuhi

BIO OIL

GASIFIKASI

PIROLISIS

LAMBAT

SEDANG

CEPATProses pemanasan tanpa mengunakan oksigen

Konversi bahan bakar yangmengandung karbon menjadi gas

pIrOLIsIs

Pirolisis adalah proses dekomposisi termaldari komponen organik tanpa kehadiran oksigendalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gasdan arang.

pABrIK BIO OIL dArI JerAmI pAdI deNgAN prOses pIrOLIsIs CepAt teKNOLOgI dYNAmOtIVe

3

2

FLOW SHEET

D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

DIGAMBAR OLEHDOSEN PEMBIMBING

11

1

1

No KODE KETERANGAN JUMLAH

F-110 Gudang penampung

Pabrik Bio Oil dari Jerami Padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive

Meiga Setyo Winanti(2308 030 019)

Damas Masfuchah Hanim(2308 030 081)

Dr. Ir. Niniek F.P, M.eng

Belt Conveyor 1

Rotary cutter

J-111

C-120

4 1Belt Conveyor 2J-121

1

15

14

11

10

13

12

9 1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

121

20

19

18

17

15

16 1

8

Fluidized Bed Reaktor

Bucket elevator

Compresor

Cyclone 1

Penampung Char 1

Cyclone 2

Penampung Char 2

Spray Quencher

Tangki Penampung sementara

Cooler 1

Tangki penampung bio oil

J-133

G-212

H-220

F-319

F-223

E-221

H-230

E-231

D-310

E-315

F-312

Cooler 3

Q-211 Combuster

5

H-131

Disk Mill

1

1

74501

18

5001

6

301

17

301

H-131

J-111 C-120

J-121

C-130

R-210

J-133

Q-211

Udara

1301

1301

2301

F-134

J-132

E-315

103501

12

50

1

9

4001 11

3501

11

2001

13

100

1

K-318

16

501

J-135

H-220

E-221

F-223

H-230

E-231

F-233

CTW

2301

2301

3 30 1

4 30 1

4301

4301

84001

15

50

1

9

2501

L-318K-316

E-317

F-312

14

501

SIMBOL KETERANGAN

CW

CTW

Aliran massa (kg)

Tekanan (bar)

Cooling Water

Cooling Tower Water

Suhu (oC)

194501

5 30 1

L-313

CW

D-310

K-314

K-311

Screen

1

6

J-132 Screw Conveyor 17

C-130

1

Hooper F-134

J-135 Screw Conveyor 2R-210 1

F-233

Cooler 2

22 E-317 Cooler 4

123

FC

FC

L-320

K-319

TC

TC

FC Flow Control

Temperature Control

F-110

F-212

Fuel

E-222

E-232

TC

HW

20

301

24 F-212 Tangki Nitrogen 1

HW Hot Water

F-319

KomponenNo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Selulose

Hemiselulosa

Lignin

AbuZat Ekstraktif

Condensable gas/Bio Oil

H2O

Non Condensable Gas

Arang

N2

Gas Panas

Udara

Total

Aliran 1 Aliran 2 Aliran 3 Aliran 4 Aliran 5 Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8 Aliran 9 Aliran 10 Aliran 11 Aliran 12 Aliran 13 Aliran 14 Aliran 15 Aliran 16 Aliran 18Aliran 17

25529,1

17917,2

8140,9

7154,91382,8

60125,06

25529,1

17917,2

8140,97154,9

1382,8

60125,06

26039,7

18275,6

8303,7

7297,9

1410,5

61327,57 60125,06

25529,1

17917,2

8140,9

7154,9

1382,8

510,58

385,35

162,82143,1

27,66

1202,5

165343,9

165343,9

34457,67

7966,57

8435,559265,27

60125,06

34457,67

7966,57

8435,55185,305

51045,09

9079,97

7966,57

34457,67

9079,97

8435,55

185,305

50859,69 185,305

68570,76

15853,47

84424,23

8435,55

8435,55

34457,67

7966,57

42424,24 42424,24

34457,67

7966,57

34113,09

7886,90

41999,99

24428,8

24428,8

32864,35

32864,35

Model reaksi pirolisis menurut broido

BIOMASS

Bio Oil

Char, Gas

(C2H4O2, C3H6O2, C7H8O2, C8H10O3, CH2O2, C10H12O3, C6H6O, C7H8, C5H4O2, C6H6)

Komponen Gas :CO2, CO, CH4, C2H4, H2, C3H6, NH3

Fluidized Bed ReaktorMasuk

(Aliran 4)Massa

(kg)Keluar

(Aliran 7)Massa

(kg)

Selulose 25529,1 Gas Pirolisa 50859,79

Hemisellulose 17917,2 Arang 9265,27

Lignin 8140,9

Abu 7154,8

Zat Ekstraktif 1382,8

Total 60125,06 Total 60125,06

NerACA pANAs

Fluidized Bed Reaktor

Neraca Panas Fluidized Bed Reaktor (R-210)

Masuk (kkal) Keluar (kkal)Aliran 4 : Aliran 7 :

Q4 85.664 Q7 20.758.505∆ΗR 7.387.549QN2 5.398.479 Q19 415.096Q18 8.301.909

Total 21.173.601 Total 21.173.601

Air Pendingin/air Proses

Air sanitasi

F 1102 Bak penampung 1

3 M 120 A Bak Koagulator 1

4 F 121 Tangki tawas Al2(SO4)3.18H2O 1

5 M 120 B Bak Flokulator 1

6

F 131 17 Dryer Bed

18

F 141 110 Tangki Ca(OH)2

11

113

L 142 Pompa feed bak air bersih

114

F 220 Bak air bersih

115

L 221 Pompa feed bak air sanitasi

1L 232 Pompa keluar air sanitasi17

F 230 A

F 230 B

Bak air sanitasi

Bak air pendingin

1

H 130 1Clarifier

F 140 Tangki Penampung

F 132

19

Bak penampung lumpur

116 F 231 Tangki desinfektan

120 D 240 Tangki kation anion exchanger

12 H 210 Sand filter 1

118

NAMA ALATNo KODE JUMLAH

119 L 233 Pompa keluar bak air pendingin

L 1111 Pompa air sungai 1

FLOW SHEET

D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2009

DIRENCANAKAN OLEH DOSEN PEMBIMBING

Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng

Utillitas Pabrik Bio Oil dari Jerami padi dengan Proses Pirolisis Cepat Teknologi Dynamotive

MEIGA .S. WINANTI2308.030.019

DAMAS MASFUCHAH .H2308.030.081

L 232

SUNGAI

STRAINER

L 111

M 120 BM 120 A

F 141

F 121

F 140

H 210

F 220

F 132

L 142 L 221

F 230 A

F 230 B

F 231

L 233

D 240

F 110

H 130 F 131

Utilitas

Penggunaan air dalam pabrik ini meliputi: Air sanitasi = 1,806 m3 /jam Air pendingin = 224.41 m3 /jam Air make up = 22,44 m3 /jam Total air yang harus disuplai = 248,65 m3 /jam

Spesifikasi Alat• Tangki Penampung Bio Oil :

Fungsi : menampung bio oil yang keluar dari quencherTipe : Silinder Vertikal Tegak dengan tutup atas Standar dished

head dan tutup bawah berbentuk konisBahan Konstruksi : Carbon Steel SA/283 grade CMacam las : Double Welded Butt JointKapasitas Liquid : 16,235 ft3

- Tinggi tangki : 20,2 ft- Diameter : 33,2 inc- Tebal tangki : 3/16 inc- Tebal tutup atas : 3/16 inc- Tebal tutup bawah : 3/16 inc

Pengolahan Limbah Indutri Kimia

Dalam pabrik bio oil ini menghasilkan zero wasteyang artinya tidak ada limbah yang dibuang. Gasyang tidak terkondensasi akan dimanfaatkan sebagaibahan bakar pada combustor.

limbah padat yang berupa arang dimanfaatkansebagai produk samping yang dapat digunakansebagai karbon aktif.

Kesimpulan1. Kapasitas Produksi = 14.000 ton/tahun 42424,24 kg/hari

Bahan baku = Jerami padi kering sebesar 60125,06 kg/hari 2. Utilitas Air sanitasi = 1,806 m3 /jam Air pendingin = 224.41 m3 /jam

3. Limbah yang dihasilkan pada pabrik Bio Oil ini yaitu Limbah padatdan limbah gas. Limbah padat yang berupa arang dimanfaatkansebagai produk samping yang dapat digunakan sebagai karbonaktif, sedangkan untuk limbah gas (non condensable gas) dapatdimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar pada combuster

T E R I M A K A S I H