Summary Aga

  • Published on
    24-Jul-2015

  • View
    35

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<p>EXECUTIVE SUMMARYJUDUL TUGAS KAPASITAS PRODUKSI 350.000 Ton/Tahun PERANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI BIJI JARAK</p> <p>I.</p> <p>STRATEGI PERANCANGAN Latar Belakang - Sebagai salah satu negara penghasil minyak bumi, saat ini Indonesia masih mengimpor kebutuhan bahan baku minyak mentah dari luar negeri. - Saat ini jumlah pemakaian alat-alat dan kendaraan bermesin diesel dari tahun ke tahun semakin meningkat. Sejalan dengan peningkatan tersebut maka kebutuhan bahan bakar mesin diesel yaitu solar juga mengalami peningkatan. - Biodiesel merupakan salah satu sumber energi alternatif pengganti bahan bakar mesin diesel yang bersifat renewable, biodegradeble serta mempunyai beberapa keunggulan dari segi lingkungan apabila dibandingkan dengan petroleum diesel. Dasar Penetapan Kapasitas Produksi Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas rancangan pabrik Biodiesel dari biji jarak, yaitu : a. Kebutuhan Biodiesel di Indonesia Bila diinginkan pendirian pabrik biodiesel pada tahun 2015, maka diprediksikan kebutuhan biodiesel untuk</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p>sektor transportasi pada tahun 2015 mencapai 1.782.000 kiloliter per tahun atau 1.603.800 ton per tahun. Sedangkan untuk sektor industri pada tahun 2015 mencapai 2.080.000 kiloliter per tahun atau 1.872.000 ton per tahun. Jadi diprediksikan total kebutuhan biodiesel di Indonesia pada tahun 2015 sebesar 3.475.800 ton per tahun b. Ketersediaan bahan baku Bahan baku yang digunakan untuk rancangan pabrik biodiesel ini adalah minyak biji jarak (Jathropa Curcas) dimana salah satu perkebunannya berada di Propinsi Nusa Tenggara Timur dengan lahan yang tersedia sebesar 1.250.492 Ha. produksi biji jarak per tahun di NTT sebesar 5.001.968 ton per tahun dengan menghasilkan minyak jarak sebesar 1.500.590 ton per tahun. Dasar Penetapan Lokasi Pabrik 1. Sumber bahan baku Provinsi Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi, Papua merupakan daerah penghasil utama biji jarak dari tanaman jarak sebagai bahan baku utama pembuatan biodiesel. Selain itu masih banyak lahan kosong di Propinsi Nusa Tenggara Timur yang akan ditanami tanaman jarak</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p>2. Pemasaran Propinsi Nusa Tenggara Timur memiliki fasilitas pelabuhan untuk memasarkan produk biodiesel ke wilayah Indonesia bagian timur seperti Maluku dan Papua, Wilayah Indonesia bagian tengah seperti Sulawesi, Kalimantan, Bali dan sebagian Jawa. 3. Ketersediaan Air dan Listrik Air dan listrik merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam industri. Daerah Nusa Tenggara Timur yang kering menyebabkan kebutuhan air diperoleh dari air laut maupun PDAM setempat sedangkan kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan juga menggunakan generator listrik. 4. Transportasi Pengiriman bahan baku dan distribusi produk dilakukan melalui jalur darat menggunakan kapal ferry untuk pemasaran daerah NTB, Bali dan jalur laut untuk pemasaran daerah Sulawei, Papua, Kalimantan dan Jawa. Daerah di Provinsi Nusa Tenggara Timur memiliki fasilitas transportasi darat dan laut yang baik dan mudah dicapai sehingga proses transportasi dapat ditangani dengan baik. 5. Tenaga Kerja Pendirian pabrik biodiesel di Propinsi Nusa Tenggara Timur dapat membuka lapangan pekerjaan bagi penduduk Nusa</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p>Tenggara</p> <p>Timur,</p> <p>Lokasi</p> <p>pabrik</p> <p>berdekatan</p> <p>dengan</p> <p>pemukiman penduduk setempat sehingga mempermudah perekrutan tenaga kerja. Selain itu memungkinkan juga mendatangkan pekerja dari daerah Sulawesi, NTB, Bali dan juga pulau Jawa yang memimiliki penduduk yang padat. 6. Pembuangan Limbah Propinsi Nusa Tenggara Timur memiliki wilayah laut yang luas, memungkinkan limbah yang sudah diolah dan lolos dari analisa mengenai dampak terhadap lingkungan (Amdal) sehingga tidak membahayakan lingkungan dapat dibuang ke laut. Pemilihan Proses Seleksi proses pembuatan biodesel dari minyak jarak berdasarkan kandungan bahan baku yang terdapat dalam minyak. Kandungan terbesar dari minyak jarak (% berat) adalah trigliserida yaitu 97,3%, sedangkan sisanya asam lemak bebas dan gum, adanya sedikit kandungan asam lemak bebas dan moisture dalam reaktan akan menyebabkan terbentuknya sabun, menurunkan yield dan mempersulit pemisahan biodiesel dan gliserol. Oleh karena itu asam lemak bebas terlebih dahulu di konversi menjadi biodiesel dengan proses esterifikasi kemudian trigliserida di konversi menjadi biodiesel dengan proses transesterifikasi. Proses yang digunakan dalam pra rancangan pabrik biodiesel</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p>ada dua yaitu : esterifikasi asam lemak bebas dengan katalis asam kuat H2SO4 dan transesterifikasi trigliserida dengan katalis basa kuat NaOH. Bahan Baku Jenis Minyak jarak methanol Spesifikasi Susu Segar Wujud Warna : cairan : putih kebiruan hingga kuning keemasan Bau Titik Didih Densitas Air (H2O) Wujud BM Bau Warna Titik Didih Density (30oC), gr/cc Enzim Laktase : Cair : 18 : Tidak berbau : Jernih : 100oC (pada 1 atm) : 0,994 : Spesifik : 100,17oC : 1,028 gr / ml Konversi produk mencapai 98%</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p> Kebutuhan-</p> <p>Wujud pH optimum Suhu optimum</p> <p>: cair :6 : 37oC</p> <p>Susu segar = 3.220,74 L/jam atau 3.294,82 kg/jam Air (H2O) = 1.027,17 kg/jam</p> <p>-</p> <p>- Enzim Laktase = 0,65 kg/jam Asal - Susu segar dari KUD daerah sekitar - Laktase dari produk Maxilact, Belanda Produk Jenis Susu Bubuk Diabetes</p> <p>Spesifikasi Susu Bubuk Diabetes Wujud Ukuran Warna Bau Rasa Kandungan laktosa Kandungan lemak Kandungan protein Kandungan mineral Kandungan glukosa Kandungan galaktosa : bubuk : 160 200 m : putih agak kekuningan : seperti susu : kurang manis,hambar : 2,8 % : 0,76 % : 37,8 % : 4,54 % : 12,77 % : 12,77 %</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p> Kandungan vitamin Kandungan air Laju 252,53 kg/jam Produksi Daerah</p> <p>: 26 % : 2,2 %</p> <p>Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Pemasaran</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak</p> <p>2. DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN 2.1 Diagram Alir</p> <p>Perancangan Pabrik Biodiesel dari biji jarak</p> <p>Keterangan Arus 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : Aliran dari tangki penyimpanan minyak jarak ke reaktor esterifikasi : Aliran dari tangki penyimpan H2SO4 ke reaktor esterifikasi : Aliran dari tangki akumulator methanol ke reactor esterifikasi : Aliran dari reaktor esterifikasi ke tangki netralisasi : Aliran dari hopper CaO ke tangki netralisasi : Aliran dari tangki netralisasi ke Clarifier : Aliran output CaSO4 : Aliran dari clarifier ke reaktor trans-esterifikasi : Aliran dari tangki penyimpan NaOH ke reaktor trans-esterifikasi</p> <p>10 : Aliran dari tangki akumulator methanol ke reactor trans-esterifikasi 11 : Aliran dari mixer 1 ke reaktor trans-esterifikasi 12 : Aliran dari reactor trans-esterifikasi ke dekanter 13 : Aliran dari decanter 1 ke kolom destilasi 1 14 : Aliran dari decanter 1 ke washing tank 15 : Aliran dari tangki penyimpan air ke washing tank 16 : Aliran dari tangki netralisasi ke dekanter 2 17 : Aliran dari dekanter 2 ke mixer 2 18 : Aliran dari kolom destilasi 1 ke mixer 2 19 : Aliran produk gliserol 20 : Aliran dari mixer 2 ke kolom destilasi 2 21 : Aliran dari kolom destilasi 2 ke tangki akumulator methanol 22 : Aliran waste water treatment</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xiv</p> <p>23 : Aliran produk Biodiesel</p> <p>2.2</p> <p>Peneracaan</p> <p>2.2.1 Neraca Massa A. Unit Reaktor Esterifikasi Masuk Komponen 1 Trigliserida FFA Methanol Asam Sulfat H2O Biodiesel Sub Total Total B. Unit Tangki Netralisasi Masuk Komponen 4 Trigliserida FFA Methanol Asam Sulfat H2O Biodiesel CaO 39636.41 83.21 480.73 83.21 280.74 4279.59 5 48.23 6 39636.41 83.21 480.73 296.03 4279.59 Keluar 39636.41 4160.73 43797.14 2 83.21 1.7 84.91 44843.90 3 942.61 19.24 961.84 44843.90 4 39636.41 83.21 480.73 83.21 280.74 4279.59 Keluar</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xv</p> <p>CaSO4 Sub Total Total C. Unit Clarifier</p> <p>44843.90 44892.13</p> <p>48.23</p> <p>116.16 44892.13</p> <p>Masuk Komponen 6 Trigliserida FFA Methanol H2O Biodiesel CaSO4 Sub Total 44892.13 Total 39636.41 83.21 480.73 296.03 4279.59 116.16 7 116.16 116.16</p> <p>Keluar 8 39636.41 83.21 480.73 296.03 4279.59 44775.97 44892.13</p> <p>D.</p> <p>Neraca Massa di Mixer 1 Masuk Komponen 9 H2O NaOH Methanol Sub Total Total 8.26 198.18 206.44 8484.53 10 165.56 8112.53 8278.09 8484.53 11 173.82 198.18 8112.53 Keluar</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xvi</p> <p>E.</p> <p>Unit Reaktor Transesterifikasi Masuk Komponen 8 Trigliserida FFA Methanol NaOH H2O Biodiesel Gliserol Sub Total Total 39636.41 83.21 480.73 296.03 4279.59 44775.97 11 8112.53 198.18 173.82 8484.53 53260.50 53260.50 12 792.73 83.21 4382.56 198.18 469.85 43294.33 4039.64 Keluar</p> <p>F.</p> <p>Unit Decanter 1 Masuk Komponen 12 Trigliserida FFA Methanol NaOH H2O Biodiesel Gliserol Sub Total 53260.50 Total 53260.50 792.73 83.21 4382.56 198.18 469.85 43294.33 4039.64 13 2650.79 198.18 448.20 4004.14 7301.31 14 792.73 83.21 1731.77 21.65 43294.33 35.5 45959.19 Keluar</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xvii</p> <p>G.</p> <p>Unit Washing Tank Masuk Komponen 14 Trigliserida FFA Methanol Gliserol H2O Biodiesel Sub Total Total 792.73 83.21 1731.77 35.5 21.65 43294.33 45959.19 56782.77 15 10823.58 10823.58 56782.77 16 792.73 83.21 1731.77 35.5 10845.23 43294.33 Keluar</p> <p>H.</p> <p>Neraca Massa di Decanter 2 Masuk Komponen 16 Trigliserida FFA Methanol Gliserol H2O Biodiesel Sub Total 56782.77 Total 56782.77 792.73 83.21 1731.77 35.5 10845.23 43294.33 17 1731.77 35.5 10823.58 12590.86 23 792.73 83.21 21.65 43294.33 44191.92 Keluar</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xviii</p> <p>I.</p> <p>Neraca Massa di Kolom distilasi 1 Masuk Komponen 13 Gliserol H2O Methanol NaOH Sub Total 7301.31 Total 7301.31 4004.14 448.20 2650.79 198.18 18 4 112.05 2624.28 2740.34 19 4000.13 336.15 26.51 198.18 4560.97 Keluar</p> <p>J.</p> <p>Neraca Massa di Mixer 2 Masuk Komponen 17 H2O Gliserol Methanol Sub Total Total 10823.58 35.50 1731.77 12590.86 15331.19 18 112.05 4 2624.28 2740.34 15331.19 20 10935.05 39.51 4356.05 Keluar</p> <p>K.</p> <p>Neraca Massa di Kolom distilasi 2 Masuk Komponen 20 Gliserol H2O Methanol 39.51 10933.6925 4356.05 21 109.36 4312.49 22 39.51 10826.28 43.56 Keluar</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xix</p> <p>Sub Total 15331.19 Total</p> <p>4421.85 15331.19</p> <p>10909.34</p> <p>L.</p> <p>Tangki Akumulator Methanol Masuk Keluar 24 83.70 4742.64 4826.34 3 19.24 942.61 961.84 10 173.82 8112.53 8286.35 9248.19</p> <p>Komponen 21 H2O Methanol Sub Total Total 109.36 4312.49 4421.85</p> <p>9248.19</p> <p>1.12.2. Neraca Panas A. Unit Heater I (HE01). Input Komponen Q1 FFA Trigliserida Sub Total Steam Total 11421.20 104798.67 116219.87 697319.23 813539.10 Q2 79948.39 733590.71 813539.10 813539.10 Output</p> <p>B. Unit Heater II (HE-02) Input Komponen Q3 Metanol 2922.08 Q4 20454.58 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xx</p> <p>H2O Sub Total Steam Total</p> <p>96.18 3018.27 18109.61 21127.87</p> <p>673.29 21127.87 21127.87</p> <p>C. Unit Reaktor Esterifikasi (R-01) Input Komponen Q2 FFA Trigliserida Biodiesel H2SO4 Metanol H2O Sub Total HR Cooling W Total 79948.39 733590.71 813539.10 Q4 20454.58 673.29 21127.87 -12827.01 24169.29 846159.22 Q5 141.46 8.49 149.96 Q6 1598.97 733590.71 89721.50 990.25 10431.84 9825.95 846159.22 846159.22 Output</p> <p>D. Unit Tangki netralisasi Input Komponen Q6 FFA Trigliserida Biodiesel H2SO4 1598.97 733590.71 89721.50 990.25 Q7 Q8 1598.97 733590.71 89721.50 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxi</p> <p>Metanol H2O CaO CaSO4 Sub Total HR Cooling Water Total</p> <p>10431.84 9825.95 846159.22 41396.58 -40851.22 846756.91</p> <p>52.33 52.33</p> <p>10431.84 10360.90 1053.00 846756.91 846756.91</p> <p>E. Unit Heater 3 Input Komponen Q9 Metanol NaOH H2O Sub Total Steam Total 25148.84 761.02 869.10 26778.96 160673.76 187452.72 Q10 176041.90 5327.13 6083.68 187452.72 187452.72 Output</p> <p>F. Unit Reaktor Transesterifikasi Input Komponen Q8 FFA Trigliserida Biodiesel Metanol 1598.97 733590.71 89721.50 10431.84 Q10 176041.90 Q11 1598.97 14671.81 907665.59 95101.61 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxii</p> <p>H2O NaOH Gliserol Sub Total HR Steam Total</p> <p>10360.90 845703.91</p> <p>6083.68 5327.13 187452.72</p> <p>16444.58 5327.13 81439.10 1122248.79 1122248.79</p> <p>-468740.48 88534.49 1122248.79</p> <p>G. Unit tangki pencuci biodiesel Input Komponen Q12 FFA Trigliserida Biodiesel Metanol H2O Gliserol Sub Total Total 1598.97 14671.81 907665.59 37579.48 757.65 715.71 962989.21 Q13 54117.91 54117.91 Q14 1211.88 11119.98 687932.72 28482.02 287691.40 542.44 1016980.44 1016980.44 Output</p> <p>1017107.12</p> <p>H. Unit Heater IV Input Komponen Q15 Gliserol Metanol H2O 80723.39 57522.13 15686.93 Q16 124544.66 88748.43 8219.01 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxiii</p> <p>NaOH Sub Total Steam Total</p> <p>5327.13 159259.58 86455.20 245714.78</p> <p>24202.69 245714.78 245714.78</p> <p>I. Unit Kolom distilasi I Input Komponen Q16 Metanol NaOH H2O Gliserol Sub Total Qc Steam Total 124544.66 8219.01 24202.69 124544.66 245714.78 7149508.13 7395222.91 Q17 143180.80 9860.35 202.96 153244.12 Q18 1819.67 16852.01 37218.35 255107.32 310997.35 6930981.44 7395222.91 Output</p> <p>J. Unit Heater V Input Komponen Q19 Metanol Gliserol H2O Sub Total Steam Total 796.43 94,526.39 382,747.10 478,069.92 259,523.67 737,593.59 Q20 1,228.78 145,840.71 590,524.10 737,593.59 737,593.59 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxiv</p> <p>K. Unit Kolom distilasi II Input Komponen Q20 Metanol Gliserol H2O Sub Total Qc Steam Total 172,848 1,456 699,880 874185.00 4955071.38 5829256.38 Q21 113,233 4,631 117,864 4901181.54 5829256.38 Q22 2,012 1,695 806,503 810,210 Output</p> <p>L. Unit Cooler I Input Komponen Q23 H2O FFA Trigliserida Biodiesel Sub Total Cooling Water Total 574 1,212 11119.98 687932.72 700838.81 -436640.52 264198.29 Q24 216 457 4191.95 259333.03 264198.29 264198.29 Output</p> <p>M. Unit Cooler II Input Komponen Q25 Methanol 113,233 Q26 13,369 Output</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxv</p> <p>H2O Sub Total Cooling Water Total</p> <p>4631.24 117864.40 -103948.89 13915.51</p> <p>546.78 13915.51 13915.51</p> <p>3.1. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 3.1 Peralatan Proses A. Tanki Susu Segar Kode Fungsi : T 01 : Menyimpan bahan baku susu dalam fase cair selama 2 hari. Bahan konstruksi Jumlah Tekanan desain Kapasitas reaktor ID Tinggi reaktor Tebal silinder Tebal head Pengaduk Kecepatan putar Power pengaduk Diameter impeler : 37,66 rpm : 13 Hp : 6,34 ft : stainless steel type 316 : 2 buah : 1 atm : 5.396,2 ft3 : 19,01 ft : 22,82 ft : 3/16 in : 3/16 in</p> <p>Perancangan Pabrik Susu Bubuk Diabetes</p> <p>xxvi</p> <p>Lebar baffle</p> <p>: 0,634 ft</p> <p>B. Reaktor Kode Fungsi :R : tempat terjadinya reaksi hidrolisa antara laktosa dengan air Bahan konstruksi Jumlah Tekanan desain Kapasitas reaktor ID Tinggi reaktor Tebal silinder Tebal bottom Pengaduk Kecepatan putar Power pengaduk Diameter impeler Lebar baffle : 228,24 rpm : 4 Hp : 1,81 ft : 0,542 ft : stainless steel type 316 : 7 buah : 17,34 psi : 83,34 ft3 : 5,42 ft : 3,61 ft : 1/4 in...</p>