Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 45 Ton TBS/Jam

 1  38  186  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document
Informasi dokumen

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN BIOGAS DARI HASIL FERMENTASI

  THERMOFILIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT SISTEM RECYCLE MENJADI ENERGI LISTRIK UNTUK KAPASITAS 45 TON TBS/JAM TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia DISUSUN OLEH: FEBRIANSYAH ANSARI ROSDI NIM: 080405085 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

KATA PENGANTAR

  Bismillahirrahmanirrahim Assalammu‘alaikum Wr. Wb

  Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, ridho dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi

  

Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi

Listrik Untuk Kapasitas 45 Ton TBS/Jam.

  Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Akhir kata kepuasan dan kebahagian penulis dalam menyelesaikan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis selama mengerjakan skripsi. Penulis menyadari sepenuhnya tanpa dukungan dan bantuan mereka, penulis tidak mungkin dapat menyelesaikan skripsi ini. Perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Dr. Eng. Irvan, MSi sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU yang telah membimbing, memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan skripsi ini.

  2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II sekaigus dosen penguji I yang telah membimbing, memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan skripsi ini.

  3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MSi, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  5. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT sebagai Dosen Penguji II yang telah memberikan saran dan kritik pada Tugas Akhir saya ini.

  6. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, MSc sebagai Dosen Penguji III yang telah memberikan saran dan kritik pada Tugas Akhir saya ini.

  7. Dan yang paling Teristimewa Ayahanda tercinta Sariono Saputro dan Ibunda tercinta Hj. Rosida Ritonga yang selalu sabar dan mendoakan, memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi.

  8. Adik Spesial dihati yaitu Refina Sari Siregar, ST yang telah memberikan motivasi dan semangat kepada penulis selama mengerjakan Tugas Akhir ini.

  9. Seluruh staf pengajar dan pengurus administrasi Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara.

  10. Rekan seperjuangan Vandy Desriandi, atas kerjasamanya dalam penulisan tugas akhir ini dalam suka dan duka.

  11. Teman-teman seperjuang penulis, Juki purnomo, Rizky martua Hsb, Edenta Ginting, Ahmad Syahrun Hsb, Alexander, Edwin Fauzi, Rendy ramadhan, yang tergabung dalam kelompok “PASKAS” , Cristopel Tobing, Rossi Wedana Tarigan dan teman-teman Eks-D4 2005 semua yang terus menyemangati dan selalu berbagi ilmu kepada penulis selama penyusunan skripsi.

  12. Para pembimbing tambahan, Halim Cahjadi, ST, Riki Handoko, ST, Azlansyah, ST, Amalia Yolanda, ST, Senafati, ST, Dahyat, ST, yang telah memotivasi dan membantu dalam kelengkapan bahan penyusunan skripsi.

  13. Pasukan LPPM yaitu bg Joel “Gondes”, Elton Jhon Situmeang, Dedy Anwar, Alfy syahrin, nanta “blak-blakan”, Basril, dan Jhon Almer. dan adik-adik junior 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 semua yang telah memberikan bantuan dan doa kepada penulis.

  14. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum namanya.

  Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.

  Medan, 20 Juli 2011 Penulis,

  Febriansyah A.R 08 0405 085

  

INTISARI

Palm Oill Mill Effluent (POME) merupakan hasil buangan limbah cair kelapa

  sawit yang mempunyai kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat tinggi dan apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan Biogas. Biogas ini selanjutnya akan mengalami proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa kimia baru yang secara luas dibutuhkan dalam kehidupan manusia, Selama ini biogas dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga khususnya untuk memasak saja, padahal biogas bisa juga dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit generator listrik.

  Pra rancangan pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini direncanakan menghasilkan listrik dengan kapasitas 76,043 MWh/hari dan beroperasi selama 365 hari dalam satu tahun.

  Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Perbaungan, Sumatera Utara dengan luas areal 3.180 m

  2

  . Tenaga kerja yang dibutuhkan 37 orang dengan melakukan kerjasama dengan PTPN IV Adolina dalam hal pengolahan limbah. Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Biogas menjadi Energi listrik ini sebagai berikut:

  • Total Modal Investasi : Rp 172.222.963.756,-
  • Total Biaya Produksi : Rp 76.229.242.231,-
  • Hasil Penjualan : Rp 141.554.154,-
  • Laba Bersih : Rp 45.516.301.047,-
  • Profit Margin (PM) : 45,92 %
  • Break Even Point (BEP) : 53,42 %
  • Return on Investment (ROI) : 26,43 %
  • Pay Out Time (POT) : 3,78 tahun
  • Return on Network (RON) : 44,05 %
  • Internal Rate of Return (IRR) : 42,07 %

  Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini layak untuk didirikan.

  

DAFTAR ISI

  Hal KATA PENGANTAR ...............................................................................................i

  INTISARI ............................................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ x DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xi

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ I-1

  1.1 Latar Belakang................................................................................ I-1

  1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... I-2

  1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ......................................................... I-2

  1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik ....................................................... I-3

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... II-1

  2.1 Pengertian Biogas .......................................................................... II-1

  2.2 Sejarah Biogas ............................................................................... II-2

  2.3 Faktor Yang Berpengaruh Pada Proses Anaerobik ......................... II-3

  2.3.1 Temperatur ............................................................................ II-3

  2.3.2 Derajat Keasaman (pH) ......................................................... II-4

  2.3.3 Ketersediaan Unsur Hara ....................................................... II-4

  2.3.4 Alkalinitas ............................................................................. II-5

  2.4 Tahapan Metabolisme dalam Degradasi Anarobik ......................... II-5

  2.4.1 Hidrolisis............................................................................... II-5

  2.4.2 Asidogenesis ......................................................................... II-5

  2.4.3 Asetogenesis ......................................................................... II-6

  2.4.3 Metagenesis........................................................................... II-6

  2.5 Palm Oill Mill Effluent (POME) .................................................... II-7

  2.6 Pengaruh Sistem Recycle Terhadap Proses Pengolahan POME ...... II-9

  2.7 Kegunaan Biogas ......................................................................... II-11

  2.8 Deskripsi Proses dan Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk ............. II-11

  2.8.1 Deskripsi Proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle ............................................... II-11

  2.8.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ..................................... II-12

  2.8.2.1 Ferro Klorida (FeCl ) ............................................... II-12

  2

  2.8.2.2 Natrium Karbonat (NaHCO

  3 ) ................................... II-13

  2.8.2.3 Nikel (II) Klorida (NiCl

  2 ) ......................................... II-13

  2.8.2.4 Kobalt (II) Klorida (CoCl

  2 ) ...................................... II-13

  2.8.2.5 Kalium Karbonat (K

  2 CO 3 ) ........................................ II-14

  2.8.2.6 Air (H

  2 O) ................................................................. II-14

  2.8.2.7 Metana (CH

  4 ) ........................................................... II-14

  2.8.2.8 Karbondioksida (CO ) .............................................. II-15

  2 BAB III NERACA MASSA .............................................................................III-1

  3.1 Tangki Neutralisasi .......................................................................III-1

  3.2 Tangki Pencampur ........................................................................III-1

  3.3 Reaktor Fermentasi .......................................................................III-2

  3.4 Bak Sedimentasi ...........................................................................III-2

  3.5 Water Trap....................................................................................III-3

  3.6 Desulfurisasi .................................................................................III-3

  3.7 Generator ......................................................................................III-3

  BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1

  4.1 Tangki Neutraliser (M-112) ......................................................... IV-1

  4.2 Tangki Pencampur (M-122) ......................................................... IV-1

  4.3 Fermentor (R-210/R-220) ............................................................ IV-1

  BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .............................................................. V-1

  5.1 Bak Umpan POME (BP-01) ........................................................... V-1

  5.2 Pompa Umpan POME (P-01) ......................................................... V-1

  5.3 NaHCO

  3 Screw Conveyor (T-01)................................................... V-2

  5.4 FeCl

  2 Screw Conveyor (T-02) ........................................................ V-2

  5.5 Tangki Neutralisasi (M-01) ............................................................ V-2

  5.6 Pompa Neutralisasi (P-02) ............................................................. V-3

  5.7 Pompa Sedimentasi (P-05) ............................................................. V-3

  5.8 Pompa Sedimentasi (P-06) ............................................................. V-3

  5.9 Tangki Pencampur (M-02) ............................................................. V-4

  5.10 Pompa Umpan Fermentor I (P-04) ............................................... V-4

  5.11 Fermentor I (R-01) ....................................................................... V-5

  5.12 Pompa Umpan Reaktor Floating Roof (P-03) ............................... V-5

  5.13 Bioreaktor Floating roof (R-02) ................................................... V-6

  5.14 Tangki Sedimenatsi (RC-01/02) ................................................... V-7

  5.15 Water Trap(DT-01) ...................................................................... V-7

  5.18 Desulfuriser (D-01) ...................................................................... V-8

  5.19 Generator (GE-01) ....................................................................... V-8

  5.19.1 Kompresor ........................................................................ V-8

  5.19.1 Turbin ............................................................................... V-9

  BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1

  6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1

  6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................... VI-2

  6.1.2 Syarat Perancangan Pengendalian ........................................ VI-7

  6.2 Keselamatan Kerja Pabrik .......................................................... VI-13

  BAB VII UTILITAS ........................................................................................ VII-1

  7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1

  7.3 Kebutuhan Listrik ....................................................................... VII-2

  7.6 Limbah Pabrik Pembuatan Biogas .............................................. VII-4

  BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1

  8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................. VIII-1

  8.1.1 Faktor Primer/Utama ......................................................... VIII-2

  8.1.2 Faktor Sekunder ................................................................ VIII-3

  8.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................... VIII-7

  8.3 Perincian Luas Tanah ................................................................. VIII-8

  BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1

  9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1

  9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ...................................................... IX-2

  9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil.............................................. IX-2

  9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................ IX-3

  9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ................................ IX-3

  9.2 Manajemen Perusahaan................................................................ IX-3

  9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4

  9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................... IX-7

  9.5 Struktur Tenaga Kerja .................................................................. IX-7

  9.5.1 Pembagian Struktur Tenaga Kerja ....................................... IX-7

  9.5.2 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .......................... IX-8

  9.5.3 Hak dan Kewajiban Karyawan ............................................ IX-9

  9.5.4 Keselamatan Kerja ............................................................ IX-11

  BAB X EVALUASI EKONOMI ...................................................................... X-1

  10.1 Modal Investasi............................................................................ X-1

  10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment (FCI) ........ X-1

  10.1.2 Modal Kerja/Working Capital (WC).................................... X-3

  10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................... X-4

  10.2.1 Biaya Tetap (BT)/Fixed Cost (FC) ...................................... X-4

  10.2.2 Biaya Variabel (BV)/Variable Cost (VC) ............................ X-4

  10.3 Total Penjualan (Total Sales) ....................................................... X-5

  10.4 Bonus Perusahaan ........................................................................ X-5

  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .......................................................... X-5

  10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................... X-5

  10.6.1 Profit Margin (PM) ............................................................. X-5

  10.6.2 Break Even Point (BEP) ...................................................... X-6

  10.6.3 Return On Investment (ROI) ................................................ X-6

  10.6.4 Pay Out Time (POT) ........................................................... X-6

  10.6.5 Return On Network (RON) .................................................. X-7

  10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) .............................................. X-7

  BAB XI KESIMPULAN ................................................................................. XI-1 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. xi

  

DAFTAR TABEL

  Pembuatan Biogas Sebagai sumber energi Listrik ........................... VI-8

  Tabel Kontribusi Gugus dengan Metode Benson et al .......................... LB-4

  C ...................... LB-2 Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas Gas .............................................................. LB-3 Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas Cair ............................................................. LB-3 Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan ........................................................... LB-3 Tabel LB.6

  o

  Tabel LB.1 Nilai Kontribusi Unsur Atom ......................................................... LB-1 Tabel LB.2 Kapasitas Panas Beberapa Senyawa Pada 298,25

Tabel 9.3 Proporsi Gaji Karyawan per 1 shift ................................................. IX-9Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ............................................. IX-8Tabel 9.1 Pembagian Shift Karyawan ............................................................ IX-8Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ................................................................... VIII-8Tabel 7.4 Karakteristik Limbah Cair Kelapa Sawit ........................................ VII-4Tabel 7.3 Kebutuhan Daya pada Unit Proses ................................................. VII-3Tabel 7.2 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan .................................... VII-2Tabel 7.1 Kebutuhan Uap.............................................................................. VII-1Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Intrumentasi pada Pra-Rancangan PabrikTabel 2.1 Komposisi Biogas ............................................................................ II-1Tabel 4.3 Neraca Energi Fermentor (R-01/R-02) ............................................ IV-1Tabel 4.2 Neraca Energi Tangki Pencampur (M-02) ...................................... IV-1Tabel 4.1 Neraca Energi Tangki Neutraliser (M-01) ....................................... IV-1Tabel 3.7 Neraca Massa Generator ..................................................................III-3Tabel 3.6 Neraca Massa Desulfurisasi .............................................................III-3Tabel 3.5 Neraca Massa Water Trap................................................................III-3Tabel 3.4 Neraca Massa Bak Sedimentasi .......................................................III-2Tabel 3.3 Neraca Massa Reaktor Fermentasi ..................................................III-2Tabel 3.2 Neraca Massa Tangki Pencampur ....................................................III-1Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Neutralisasi ...........................................III-1Tabel 2.3 Karakteristik Limbah POME dan Baku Mutu Limbah ..................... II-9Tabel 2.2 Komposisi Kimia Limbah Cair POME ............................................. II-8

  Tabel LB.7 Perhitungan Energi Masuk ke dalam Tangki Neutraliser ............... LB-5

  Tabel LB.8 Perhitungan Energi Keluar dari Tangki Neutraliser ....................... LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Energi Alur Recycle dari Tangki Sedimentasi ............ LB-7 Tabel LB.10 Perhitungan Temperatur Keluar Tangki Pencampur (M-122) ......... LB-7 Tabel LB.11 Entalpi POME Yang Keluar dari Fermentor .................................. LB-9 Tabel LB.12 Entalpi Biogas Yang Keluar dari Fermentor .................................. LB-9 Tabel LD.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ............................. LD-1 Tabel LD.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................... LD-2 Tabel LD.3 Estimasi Harga Peralatan Proses .................................................... LD-5 Tabel LD.4 Biaya Sarana Transportasi ............................................................. LD-7 Tabel LD.5 Perincian Gaji Pegawai ................................................................ LD-10 Tabel LD.6 Perincian Biaya Kas .................................................................... LD-11 Tabel LD.7 Perincian Modal Kerja ................................................................. LD-12 Tabel LD.8 Aturan Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 ................... LD-13 Tabel LD.9 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 . LD-13 Tabel LD.10 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) .......................... LD-22

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Fermentasi Metana Pada Proses Anaerobik ............................ II-7Gambar 2.2 Flowsheet Proses Pembuatan Gas Hidrogen dari Biogas ................. II-17Gambar 6.1 Sebuah Loop Pengendalian ............................................................. VI-3Gambar 6.2 Suatu Proses Terkendali ................................................................. VI-3Gambar 6.3 Instrumentasi pada Pompa .............................................................. VI-9Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tangki Cairan................................................... VI-9Gambar 6.5 Instrumentasi pada Tangki Cairan................................................. VI-10Gambar 6.6 Instrumentasi pada tangki fermentasi ............................................ VI-10Gambar 6.7 Instrumentasi pada Floating Roof ................................................. VI-11Gambar 6.8 Instrumentasi pada Tangki Pengendapan ...................................... VI-11Gambar 6.9 Instrumentasi pada Drain tank ...................................................... VI-12Gambar 6.10 Instrumentasi pada Tangki Desulfurisasi....................................... VI-12Gambar 6.11 Generator ..................................................................................... VI-13Gambar 6.12 Tingkat Kerusakan di Suatu Pabrik ............................................... VI-14Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Biogas ............................................................ VIII-5Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ...................................................... IX-6

  Gambar LD.1 Harga Peralatan untuk Tangki Pelarutan ..................................... LD-4 Gambar LD.2 Kurva Break Even Point Pabrik Pembuatan Biogas ................... LD-23

  DAFTAR LAMPIRAN

  LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ....................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................ LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ....................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ...................................... LD-1

  

INTISARI

Palm Oill Mill Effluent (POME) merupakan hasil buangan limbah cair kelapa

  sawit yang mempunyai kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat tinggi dan apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan Biogas. Biogas ini selanjutnya akan mengalami proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa kimia baru yang secara luas dibutuhkan dalam kehidupan manusia, Selama ini biogas dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga khususnya untuk memasak saja, padahal biogas bisa juga dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit generator listrik.

  Pra rancangan pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini direncanakan menghasilkan listrik dengan kapasitas 76,043 MWh/hari dan beroperasi selama 365 hari dalam satu tahun.

  Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Perbaungan, Sumatera Utara dengan luas areal 3.180 m

  2

  . Tenaga kerja yang dibutuhkan 37 orang dengan melakukan kerjasama dengan PTPN IV Adolina dalam hal pengolahan limbah. Hasil evaluasi ekonomi Pabrik Pembuatan Biogas menjadi Energi listrik ini sebagai berikut:

  • Total Modal Investasi : Rp 172.222.963.756,-
  • Total Biaya Produksi : Rp 76.229.242.231,-
  • Hasil Penjualan : Rp 141.554.154,-
  • Laba Bersih : Rp 45.516.301.047,-
  • Profit Margin (PM) : 45,92 %
  • Break Even Point (BEP) : 53,42 %
  • Return on Investment (ROI) : 26,43 %
  • Pay Out Time (POT) : 3,78 tahun
  • Return on Network (RON) : 44,05 %
  • Internal Rate of Return (IRR) : 42,07 %

  Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Biogas menjadi energi listrik ini layak untuk didirikan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pembangkit listrik sangat diperlukan untuk menggerakkan roda pembangunan di semua bidang. Pada saat sumber energi suatu pembangkit melimpah, di saat itu pula biaya pembangkitan akan murah. Begitu juga sebaliknya, pada saat sumber energi mulai berkurang, maka di saat itu pula biaya pembangkitan akan menjadi mahal. Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Kebutuhan listrik untuk masyarakat maupun industri diperkirakan belum akan tercukupi (Antara, 2008). Untuk itu, perlu dilakukan pencarian sumber baru untuk mencukupi kebutuhan listrik.

  Salah satu sumber energi yang dapat digunakan untuk mencukupi kebutuhan listrik adalah biogas. Selama ini biogas dikenal hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga khususnya untuk memasak saja, padahal biogas bisa juga dimanfaatkan sebagai sumber energi pembangkit generator listrik. Biogas sebenarnya sudah mulai dimanfaatkan sejak beberapa puluh tahun yang lalu, namun tidak banyak digunakan oleh masyarakat. Biogas yang dikenal masyarakat lebih banyak dihasilkan dari pengolahan kotoran ternak atau kotoran manusia. Sebenarnya biogas juga bisa dihasilkan dari biomassa yang lain. Gas metana (CH4) yang merupakan komponen utama biogas adalah gas yang dihasilkan dari perombakan anaerobik senyawa-senyawa organik, seperti limbah cair kelapa sawit. Indonesia saat ini merupakan negara produsen minyak kelapa sawit mentah (crude palm oil, CPO) terbesar di dunia. Luas areal perkebunan sawit di Indonesia terus bertumbuh dengan pesat, demikian pula produksi dan ekspor minyak sawitnya. Dari data terakhir yang kami peroleh bahwa Luas areal tanaman kelapa sawit meningkat dari 5,45 juta hektar pada tahun 2005 menjadi 7,5 juta hektar pada tahun 2009. Dalam kurun waktu yang sama, produksinya berupa CPO dan CPKO (minyak inti sawit mentah), meningkat dari 11,8 juta ton menjadi 18,6 juta ton (Departemen Pertanian, 2009).

  Pada PKS dengan kapasitas olah 40 ton TBS/jam menghasilkan limbah cair

  3

  sebanyak 33.700 kg/jam atau sekitar 360–480 m /hari dengan konsentrasi BOD rata- rata sebesar 25.000 mg/l. Saat ini, diperkirakan jumlah limbah PKS di Indonesia yang berupa TKKS sebesar 15,2 juta ton/tahun dan POME mencapai 28,7 juta ton /tahun. Secara alami gas metana dihasilkan pada kolam-kolam pengolahan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit (PKS). Limbah cair yang ditampung di dalam kolam-kolam terbuka akan melepaskan gas metan (CH4) dan karbon dioksida (CO2). Kedua gas ini merupakan emisi gas penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan. Selama ini kedua gas tersebut dibiarkan saja menguap ke udara. Berdasarkan penelitian, limbah cair kelapa sawit termasuk sumber energi alternatif (biogas) yang besar konversinya yaitu sebesar 20 m3 biogas/m3 limbah cair (Asian Palm Oil, 2007). Konversi listrik sekitar 6 kWh/ m3 biogas (Green Indonesia, 2008)

  1.2 Perumusan Masalah

  Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Untuk itu, perlu dicari solusi untuk menanggulangi kebutuhan listrik di Indonesia. Limbah cair kelapa sawit yang selama ini pemanfaatannya belum optimal dapat digunakan sebagai sumber kebutuhan listrik. Untuk itu, perlu dibuat suatu pra rancangan pabrik untuk mengolah limbah cair kelapa sawit menjadi gas metana sebagai sumber kebutuhan listrik. Produk utama dari proses ini adalah listrik.

  1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik

  Ada beberapa tujuan pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit dengan metode recycle sebagai sumber kebutuhan listrik, yaitu :

  1. Untuk memberikan informasi awal tentang kelayakan pendirian pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit dengan metode recycle sebagai sumber kebutuhan listrik.

  2. Untuk memberikan informasi tentang perkiraan tata rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit.

  3. Untuk memperkirakan total biaya yang diperlukan serta tata letak pabrik yang akan didirikan.

1.4 Manfaat Pra Rancangan Pabrik

  Manfaat dari pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit adalah agar dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapatkan selama kuliah seperti neraca massa, neraca energi, utilitas, proses perancangan dan perencanaan pabrik kimia. Dengan dibuatnya pra rancangan pabrik pembuatan biogas ini, maka mahasiswa dapat memahami kegunaan dari ilmu yang selama ini dipelajari dan didapatkan di kuliah.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Biogas

  Biogas adalah gas yang dihasilkan ole limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang

  

biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah

   dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan (Anonim, 2007).

  Biogas sebagian besar mengandung gas metana (CH

  4 ) dan karbon dioksida

  (CO ), dan beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida

  2

  (H

  2 S) dan ammonia (NH 3 ) serta hydrogen dan (H 2 ), nitrogen yang kandungannya

  sangat kecil ( Wahyuningsih, 2009). Tetapi secara umum rentang komposisi biogas

  adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Komposisi Biogas

  Komponen % Metana (CH 4 ) 55-75 Karbon dioksida (CO

  2 ) 25-45 Nitrogen (N 2 ) 0-0,3 Hidrogen (H

  2 ) 1-5 Hidrogen sulfida (H S) 0-3

  2 Oksigen (O 2 ) 0,1-0,5 Sumber : id. Wikipedia.org, 2007

  Perkembangan proses anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW). Umumnya, apabila sampah-sampah organik tersebut membusuk, akan dihasilkan gas metana (CH 4 ) dan

karbon dioksida (CO ). Tapi, hanya CH yang dimanfaatkan sebagai bahan bakar

  2

  4 (Wahyuningsih, 2009).

  Adapun khusus mengenai gas CH

  4 perlu diperhatikan adanya kemungkinan

  ledakan. Karakteristik lain dari CH murni adalah mudah terbakar. Kandungan

  4

  metana dengan udara akan menentukan pada kandungan berapa campuran yang mudah meledak dapat dibentuk. Pada lower explosion limit (LEL) 5,4 vol % metana dan upper explosion limit (UEL) 13,9 vol %. Dibawah 5,4 % tidak cukup metana sedangkan diatas 14 % terlalu sedikit oksigen untuk menyebabkan ledakan.

  o

  Temperatur yang dapat menyebabkan ledakan sekitar 650–750 C , percikan api dan korek api cukup panas untuk menyebabkan ledakan ( Iqbal, 2008).

2.2 Sejarah Biogas

  Gas CH

  4 (metana) terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik oleh

  bakteri metana atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik sehingga terbentuk gas metana (CH 4 ) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Gas metana sama dengan gas LPG (Liquidified Petroleum Gas), perbedaannya adalah gas metana mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak. (Rahman, 2005).

  Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Adapun orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta pada tahun 1776. Pada tahun 1806 Willam Henry mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai CH

  4 , lalu Becham pada

  tahun 1868, murid Louis Pasteur dan Tappeiner memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan CH

  4 .

  Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM (Bahan Bakar Minyak) semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900.

  Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit biogas dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk (Nandiyanto, 2007)

  Dengan teknologi tertentu, gas metana dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas metana dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya LPG (Rahman, 2005).

2.3 Faktor yang Berpengaruh Pada Proses Anaerobik

  Aktivitas metabolisme mikroorganisme penghasil metana tergantung pada faktor:

2.3.1 Temperatur

  Gas metana dapat diproduksi pada tiga range temperatur sesuai dengan

  o

  bakteri yang hadir. Bakteri psyhrophilic 0 – 7

  C, bakteri mesophilic pada temperatur

  o o

  13 – 40 C sedangkan thermophilic pada temperatur 55 – 60 C Temperatur yang

  o

  optimal untuk digester adalah temperatur 30 – 35

  C, kisaran temperatur ini mengkombinasikan kondisi terbaik untuk pertumbuhan bakteri dan produksi methana di dalam digester dengan lama proses yang pendek. Bakteri mesophilic adalah bakteri yang mudah dipertahankan pada kondisi buffer yang mantap (well buffered) dan dapat tetap aktif pada perubahan temperatur yang kecil, khususnya bila o

  perubahan berjalan perlahan. Apabila bakteri bekerja pada temperatur 40 C produksi gas akan berjalan dengan cepat hanya beberapa jam tetapi untuk sisa hari itu hanya akan diproduksi gas yang sedikit. Perubahan temperatur tidak boleh melebihi batas temperatur yang diijinkan. Untuk bakteri psychrophilic selang perubahan temperatur

  o o

  berkisar antara 2 C/ jam, bakteri mesophilic 1 C/jam dan bakteri thermophilic 0.5

  o C/jam (Fry, 1973).

  2.3.2 Derajat Keasaman (pH)

  Derajat keasaman memiliki efek terhadap aktivasi biologi dan mempertahankan pH agar stabil penting untuk semua kehidupan. Kebanyakan dari proses kehidupan memiliki kisaran pH antara 5 – 9. Nilai pH yang dibutuhkan untuk digester antara 7 – 8,5. Pertumbuhan bakteri penghasil gas metana akan baik bila pH bahannya pada keadaan alkali (basa). Bila proses fermentasi berlangsung dalam keadaan normal dan anaerobik, maka pH akan secara otomatis berkisar antara 7 – 8,5. Bila derajat keasaman lebih kecil atau lebih besar dari batas, maka bahan tersebut akan mempunyai sifat toksik terhadap bakteri metanogenik. Derajat keasaman dari bahan didalam digester merupakan salah satu indikator bagaimana kerja digester. Untuk bangunan digester yang kecil, pengukuran pH dapat diambil dari keluaran/effluent digester atau pengambilan sampel dapat diambil di permukaan digester apabila telah terpasang tempat khusus pengambilan sampel (Fry, 1974).

  2.3.3 Ketersediaan Unsur Hara

  Bakteri Anaerobik membutuhkan nutrisi sebagai sumber energi yang mengandung nitrogen, fosfor, magnesium, sodium, mangan, kalsium dan kobalt. Level nutrisi harus sekurangnya lebih dari konsentrasi optimum yang dibutuhkan oleh bakteri metanogenik, karena apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi penghambat bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan nutrisi dengan bahan yang sederhana seperti glukosa, buangan industri, dan sisa sisa tanaman terkadang diberikan dengan tujuan menambah pertumbuhan di dalam digester. Nutrisi yang penting bagi pertumbuhan bakteri, dapat bersifat toksik apabila konsentrasi di dalam bahan terlalu banyak. Pada kasus nitrogen berlebihan, sangat penting untuk mempertahankan pada level yang optimal untuk mencapai digester yang baik tanpa adanya efek toksik (Amaru, 2004)

2.3.4 Alkalinitas

  2- Alkalinitas limbah cair dapat dihasilkan dari hidrokarbon, karbonat(CO ) dan

  3

  • bikarbonat (HCO 3 ) yang berikatan dengan kalsium, magnesium, kalium dan amonia.

  

Alkalinitas limbah cair membantu mempertahankan pH agar tidak mudah berubah

yang disebabkan oleh penambahan asam. Selain itu, alkalinitas juga mempengaruhi

pengolahan zat-zat kimia dan biologi serta dibutuhkan sebagai nutrisi bagi mikroba.

Kadar alkalinitas diperoleh dengan menitrasi sampel dengan larutan standar asam

dan diperoleh hasil dalam satuan mg/L CaCO

  3 (Amaru, 2004)

2.4 Tahapan Metabolisme dalam Degradasi Anaerobik

   Umumnya, proses anaerob terjadi pada empat tahapan utama, yaitu :

hidrolisis, fermentasi, asetogenesis, dan metagenesis. Setiap tahapan melibatkan

populasi mikroba yang berbeda.

  2.4.1 Hidrolisis Material organik polimerik dihidrolisis menjadi monomer seperti glukosa,

asam lemak dan asam amino oleh bakteri hidrolitik. Proses hidrolisis adalah proses

yang sangat penting pada limbah organik tinggi. Solubilisasi melibatkan proses

hidrolisis dimana senyawa – senyawa organik kompleks dihidrolisis menjadi

monomer – monomer. Lemak dihidrolisis menjadi asam – asam lemak atau gliserol;

protein dihidrolisis menjadi asam – asam amino atau peptida sedangkan karbohidrat

dihidrolisis menjadi monosakarida dan disakarida. Reaksi hidrolisis dapat dilihat

sebagai berikut:

  Lemak asam lemak rantai panjang, gliserol Protein asam-asam amino, peptida rantai pendek Polisakarida monosakarida, disakarida

  2.4.2 Fermentasi (Asidogenesis)

  Pada tahap ini produk yang telah dihidrolisa dikonversikan menjadi asam

lemak volatil, alkohol, aldehid, keton, amonia, karbondioksida, air dan hidrogen oleh

bakteri pembentuk asam. Asam – asam organik yang terbentuk adalah asam asetat,

asam propionat, asam butirat dan asam valerat. Reaksi asidogenesis dapat di lihat di

bawah ini: C

  6 H

  12 O

  6 CH

  

3 CH

  2 CH

  2 COOH + 2 CO 2 + 2 H

  2 glukosa asam butirat C

  6 H

  12 O 6 + 2 H

  2 CH

  3 CH

  2 COOH + 2 H

  2 O glukosa asam propionat

2.4.3 Asetogenesis

  Asam lemak volatil dengan empat atau lebih rantai karbon tidak dapat

digunakan secara langsung oleh metanogen. Asam-asam organik ini dioksidasi

terlebih dahulu menjadi asam asetat dan hidrogen oleh bakteri asetogenik penghasil

hidrogen melalui proses yang disebut asetogenesis. Asetogenesis juga temasuk pada

produksi asetat dari hidrogen dan karbon dioksida oleh asetogen dan homoasetogen.

Kadang-kadang proses asidogenesis dan asetogenesis dikombinasikan sebagai satu

tahapan saja. Reaksi asetogenesis dapat dilihat di bawah ini:

  CH CH COOH CH COOH + CO + 3 H

  3

  2

  

3

  2

  2 asam propionat asam asetat CH

  3 CH

  2 CH

  2 COOH 2 CH

  3 COOH + 2 H

  2 asam butirat asam asetat

2.4.4 Metagenesis

  Pada akhirnya gas metana diproduksi dengan dua cara. Pertama adalah

mengkonversikan asetat menjadi karbon dioksida dan metana oleh organisme

asetropik dan cara lainnya adalah dengan mereduksi karbon dioksida dengan

hidrogen oleh organisme hidrogenotropik. Metanogen yang dominan digunakan pada

reaktor biogas adalah Methanobacterium, Methanothermobacter,

Methanobrevibacter, Methanosarcina dan Methanosaeta. Reaksi metanogenesis

dapat dilihat dibawah ini: CH COOH CH + CO

  3

  4

  2 CO 2 + 4H

  2 CH 4 +2H

2 O (Lang, 2007)

  5 % 20 %

  Komponen organik kompleks (Karbohidrat, protein, lipid)

  Hidrolisis

  10 % 35 %

  Komponen organic sederhana (Gula, asam amino, peptida)

  Asidogenesis

  Asam-asam lemak rantai panjang (Propionat, butirat dan lain-lain)

  13 % 17 %

  H

  2 , CO

2 Asetat

  28 % 72 %

  CH

  4 , CO

  2 Gambar 2.1 Skema fermentasi metana pada proses anaerobik (Speece, 1996)

2.5 Palm Oil Mill Effluent (POME)

  Palm oill mill effluent (POME) berasal dari air kondensat pada proses

  sterilisasi, air dari proses klarifikasi, air hydrocyclone (claybath), dan air pencucian pabrik. Jumlah air buangan tergantung pada sistem pengolahan, kapasitas olah pabrik, dan keadaan peralatan klarifikasi. Limbah cair POME mengandung bahan organik yang relatif tinggi dan tidak bersifat toksik karena tidak menggunakan bahan kimia dalam proses ekstraksi minyak kelapa sawit (Siregar, 2009).

  Komposisi kimia limbah cair POME dan komposisi asam amino limbah cair segar disajikan pada Tabel 2.2 berikut.

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Limbah Cair POME

  Komponen % Berat Kering Ekstrak dengan ether

  31.60 Protein (N x 6,25)

  8.20 Serat

  11.90 Ekstrak tanpa N

  34.20 Abu

  14.10 P

  0.24 K

  0.99 Ca

  0.97 Mg

  0.30 Na

  0.08 Energi (kkal / 100 gr) 454.00

   Sumber : Siregar, 2009

  Limbah cair POME umumnya bersuhu tinggi, berwarna kecoklatan, mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid dan residu minyak dengan kandungan biological oxygen demand (BOD) yang tinggi. Parameter yang menggambarkan karakteristik limbah terdiri dari sifat fisik, kimia, dan biologi. Karakteristik limbah berdasarkan sifat fisik meliputi suhu, kekeruhan, bau, dan rasa, berdasarkan sifak kimia meliputi kandungan bahan organik, protein, BOD, chemical

  

oxygen demand (COD), sedangkan berdasakan sifat biologi meliputi kandungan

bakteri patogen dalam air limbah (Siregar, 2009).

  Berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup ada 6 (enam) parameter utama yang dijadikan acuan baku mutu limbah meliputi : a. Tingkat keasaman (pH), ditetapkannya parameter pH bertujuan agar mikroorganisme dan biota yang terdapat pada penerima tidak terganggu, bahkan diharapkan dengan pH yang alkalis dapat menaikkan pH badan penerima.

  b. BOD, kebutuhan oksigen hayati yang diperlukan untuk merombak bahan organik. Semakin tinggi nilai BOD air limbah, maka daya saingnya dengan mikroorganisme atau biota yang terdapat pada badan penerima akan semakin tinggi. c. COD, kelarutan oksigen kimiawi adalah oksigen yang diperlukan untuk merombak bahan organik dan anorganik, oleh sebab itu nilai COD lebih besar dari BOD.

  d. Total suspended solid (TSS), menggambarkan padatan melayang dalam cairan limbah. Pengaruh TSS lebih nyata pada kehidupan biota dibandingkan dengan

  total solid. Semakin tinggi TSS, maka bahan organik membutuhkan oksigen untuk perombakan yang lebih tinggi.

  e. Kandungan total nitrogen, semakin tinggi kandungan total nitrogen dalam cairan limbah, maka akan menyebabkan keracunan pada biota.

  f. Kandungan oil and grease, dapat mempengaruhi aktifitas mikroba dan merupakan pelapis permukaan cairan limbah sehingga menghambat proses oksidasi pada saat kondisi aerobic (Siregar, 2009).

  Adapun karakteristik dari limbah POME yang dihasilkan dapat dilihat pada

Tabel 2.3 di bawah ini:Tabel 2.3 Karaktersitik Limbah POME dan Baku Mutu Limbah

  Parameter Komposisi BOD5 (mg/L) 23000-26000 COD (mg/L) 42500-55700 Soluble COD (mg/L) 22000-24000 TVFAs (mg acetic acid/l) 2500-2700 SS (mg/L) 16500-19500 Oil and grease (mg/L) 4900-5700 Total N (mg/L) 500-700 pH 3,8-4,4

  Sumber : Zinatizadeh, et al, 2007 Berdasarkan data di atas, ternyata semua parameter limbah cair POME berada diatas ambang batas baku mutu limbah. Jika tida dilakukan pencegahan dan pengolahan limbah, maka akan berdampak negatif terhadap lingkungan seperti pencemaran air yang mengganggu bahkan meracuni bota perairan, menimbulkan bau, dan menghasilkan gas metan dan CO

  2 yang merupakan emisi gas penyebab efek rumah kaca yang berbahaya bagi lingkungan (Siregar, 2009).

2.6 Pengaruh Sistem Recycle Terhadap Proses Pengolahan POME

  Laju dekomposisi COD yang tinggi dapat menghasilkan biogas yang lebih banyak. Dari penelitian yang pernah dilakukan diketahui bahwa untuk meningkatkan laju dekomposisi COD dapat dilakukan dengan meningkatkan Sludge Retention Time (SRT) dengan mengembalikan lumpur dari digester ke reaktor. Oleh karena itu pengaruh dari fermentasi POME dengan sistem recycle sludge diharapkan dapat meningkatkan laju dekomposisi COD di atas 80%.

  Konversi Volatile Solid menjadi gas adalah fungsi dari SRT. Pada fermentasi

POME dengan digester anaerobik berpengaduk HRT sama dengan SRT tetapi pada

kondisi fermentasi dengan recycle HRT tidak sama dengan SRT. SRT yang lama

akan meningkatkan laju dekomposisi VS pula (Burke, 2001).

  Selain parameter-parameter yang mengukur efisiensi suatu proses anaerob dari segi kualitas dan kuantitas biogas yang dihasilkan, parameter yang menjadi indikator kualitas cairan fermentasi yang dikeluarkan atau discharged slurry juga sangat penting dan harus memperhatikan baku mutu limbah buangan industri yang berlaku. Parameter yang paling sering digunakan dalam hal ini adalah COD (chemical oxygen demand), yakni ukuran tak langsung dari jumlah senyawa organik, baik yang dapat terbiodegradasi maupun yang tidak dapat terbiodegradasi. Pengujian COD biasanya dilakukan dengan mengukur kemampuan kalium dikromat untuk mengoksidasi senyawa organik.

  Dari penelitian yang pernah dilakukan diperoleh data bahwa :

  

1. Produksi gas pada fermentasi dengan recycle sludge ataupun non recycle

memberikan tren yang hampir sama namun pada fermentasi dengan recycle sludge produksi gas lebih tidak stabil dibanding fermentasi non recycle sludge dikarenakan adanya penumpukan amonium yang berlebihan. Dari hasil yang diperoleh di dalam penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa mikroba di dalam fermentor untuk fermentasi dengan recycle sludge terus berproduksi dan berkembang, namun pada akhir masa fermentasi mengalami keracunan karena nutrisi yang diberi tidak dapat diserap secara keseluruhan. Sehingga hendaknya dilakukan pengurangan pemberian amonium bikarbonat.

  2. semakin lama waktu tinggal sludge dalam reaktor akan meningkatkan laju

  dekomposisinya pada HRT yang sama dengan cara mengembalikan lumpur ke dalam reaktor (recycle sludge).

  3. disimpulkan bahwa fementasi dengan recycle sludge memiliki performa lebih baik dibandingkan fermentasi non recycle sludge. 4. disimpukan bahwa fermentasi anaerobik dengan recycle sludge lebih meningkatkan laju dekomposisi COD yang berarti limbah buangan yang dihasilkan lebih rendah konsentrasinya dan memenuhi standar baku mutu limbah buangan. Laju dekomposisi COD yang diperoleh dari penelitian ini telah memenuhi persyaratan CDM yaitu laju dekomposisi COD > 80%. (Senafati&Amalia, 2009).

  2.7 Kegunaan Biogas

  Biogas memiliki kandungan energi tinggi yang tidak kalah dari kandungan

  3

  energi dalam bahan bakar fosil. Nilai kalori dari 1 m biogas sekitar 6000 watt jam, setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu biogas sangat cocok menggantikan minyak tanah, LPG, butana, batu bara, dan bahan bakar fosil lainnya. Biogas mengandung 75% metana. Semakin tinggi kandungan metana dalam bahan bakar, semakin besar kalor yang dihasilkan. Oleh karena itu, biogas juga memiliki karakteristik yang sama dengan gas alam. Sehingga jika biogas diolah dengan benar, biogas bisa digunakan untuk menggantikan gas alam. Dengan demikian jumlah gas alam bisa dihemat. Limbah biogas dapat digunakan sebagai pupuk. Limbah biogas, kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya akan unsure-unsur yang sangat dibutuhkan tanaman. Bahkan, unsur- unsur tertentu seperti protein, selulosa, dan lignin tidak bisa digantikan oleh pupuk kimia. Dengan demikian kita juga bisa mengurangi anggaran untuk membeli pupuk (Can, 2008).

  2.8 Deskripsi Proses dan Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk

  Berdasarkan kajian literatura yang telah dipaparkan pada sub-sub bab sebelumnya, berikut ini disajikan deskripsi proses dan sifat-sifat dari bahan baku dan produk.

  

2.8.1 Deskripsi Proses Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil

Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Sistem Recycle

  Sistematik proses Pembuatan biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle disajikan dalam Gambar 2.2. Palm

  

Oil Mill Effluent (POME) ditampung di dalam Bak Penampungan (BP-01) untuk

  persediaan selama satu minggu, selanjutnya POME dipompa menuju Bak Neutralisasi (M-101) untuk dicampur dengan NaHCO

  3 , FeCl 2 , NiCl 2 dan CoCl 2 .

  Penambahan senyawa NaHCO

  3 dilakukan untuk menetralkan pH POME karena

  fermentasi berlangsung dengan baik dalam pH 6-8, sedangkan penambahan senyawa FeCl

  2 , NiCl 2 dan CoCl

2 bertujuan sebagai nutrisi bagi inokulum.

  Setelah itu, POME dari M-01 dialirkan ke Bak Pencampur (M-02) untuk dicampur dengan aliran recyle dari Tangki Sedimentasi (RC-01/RC-02). Umpan POME dialirkan ke fermentor. Suhu di dalam fermentor dijaga 55

  C, dimana bakteri yang digunakan adalah bakteri thermofilik. Proses yang terjadi meliputi proses hidrolisis, asidifikasi, dan proses pembentukan metana dengan hydraulic retention

  

time 6 hari. Dari fermentor, limbah yang tidak terolah ditampung kedalam RC-

  01/RC-02 untuk diendapkan, sebagian dari limbah pada RC-01/RC-02 di recyle kembali ke M-02 dan sisanya dialirkan ke Bak Penampung Akhir untuk diolah lanjut sebagai land application

  Biogas yang dihasilkan terdiri atas CH

  4 , CO 2 , H

  2 S dan H

  2 O. Biogas yang

  dihasilkan dialirkan ke Water Trap (DT-01) untuk memisahkan air yang terkandung di dalam biogas. Gas H

2 S yang terdapat di dalam biogas perlu dihilangkan, karena gas ini dapat memepengaruhi kinerja dari Generator listrik apabila tidak dihilangkan.

  Proses desulfurisasi (penghilangan sulfur) dari gas dilakukan dengan penyerapan di dalam adsorber Tangki Desulfurisasi (D-01) menggunakan adsorben zinc oxide

  O C dan tekanan 1 atm.

  (ZnO) yang bekerja pada suhu 6

2.8.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk

2.8.2.1 Ferro Klorida (FeCl 2 )

  Fungsi: sebagai sumber nutrisi bagi mikroba

  1. Berat molekul : 126,751 gr/mol

  2. Titik lebur : 677 C

  3. Kelarutan dalam air : 64,4 gr/100 ml pada 10 C

  3

  4. Densitas : 3,16 gr/cm

  5. Agen flokulan dalam pengolahan air limbah buangan

  6. Tidak larut dalam tetrahidrofuran

  7. Merupakan padatan paramagnetik (Wikipedia, 2010)

  2.8.2.2 Natrium karbonat (NaHCO 3 ) Fungsi : sebagai agen penetral pH.

  1. Berat molekul : 84,0079 gr/mol

  2. Titik lebur : 50 C (323 K)

  3

  3. Densitas : 2,159 gr/cm

  4. Kelarutan dalam air : 7,89 g / 100 ml pada 18 C

  5. Tingkat kebasaan (pKb) : -2,43

  6. Berwarna padatan putih

  7. Merupakan senyawa ampoterik (Wikipedia , 2010)

  2.8.2.3 Nikel(II)Clorida (NiCl 2 )

  Fungsi : sebagai nutirisi bagi mikroba

  1. Berat molekul : 129,599 gr/mol

  2. Titik lebur : 1001 C

  3

  3. Densitas : 3,55 gr/cm

  4. Kelarutan dalam air : 64 g / 100 ml pada 25 C

  5. Berwarna padatan hijau muda

  6. Memiliki struktur kristal monoclinic

  7. Bersifat eksotermis (Wikipedia , 2010)

  2.8.2.4 Kobalt (II)Klorida (CoCl 2 )

  Fungsi : sebagai nutirisi bagi mikroba

  1. Berat molekul : 129,839 gr/mol

  2. Titik lebur : 735 C

  o

  3. Titik didih : 1049 C

  3

  3. Densitas : 3,356 gr/cm

  4. Kelarutan dalam air : 52,9 g / 100 ml pada 20 C

  5. Berwarna coklat kemerahan

  6. Memiliki koordinat geometri oktahedral (Wikipedia , 2010)

  4

2.8.2.5 Metana (CH ) Fungsi : merupakan komponen unsur terbesar di dalam biogas.

  1. Berat Molekul : 16,043 g/mol

  o

  2. Temperatur kritis : -82,7 C

  3. Tekanan kritis : 45,96 bar

  4. Fasa padat

  o

  • Titik cair : -182,5 C • Panas laten : 58,68 kJ/kg

  5. Fasa cair

  • Densitas cair : 500 kg/m3
  • Titik didih : -161,6oC
  • Panas laten uap : 510 kJ/kg

  6. Fasa gas

  3

  • Densitas gas : 0,717 kg/m
  • Faktor kompresi : 0,998
  • Spesifik graviti : 0,55

  3

  • Spesifik volume : 1,48 m /kg
  • CP : 0,035 kJ/mol.K
  • CV : 0,027 kJ/mol.K
  • Viskositas : 0,0001027 poise
  • Kelarutan : 0,054 vol/vol (Wikipedia , 2010)

  2

2.8.2.6 Karbon Dioksida (CO ) Fungsi : merupakan salah satu komponen di dalam biogas.

  1. Berat Molekul : 44,01 g/mol

  o

  2. Temperatur kritis : 31 C

  3. Tekanan kritis : 73,825 bar

  3

  4. Densitas kritis : 464 kg/m

  5. Fasa padat

  3

  • Densitas padat : 1562 kg/m
  • Panas laten : 196,104 kJ/kg

  6. Fasa cair

  • Densitas cair : 1032 kg/m3
  • Titik didih : -78,5oC
  • Panas laten uap : 571,08 kJ/kg
  • Tekanan uap : 58,5 bar

  7. Fasa gas

  • Densitas gas : 2,814 kg/m3
  • Spesifik graviti : 1,521
  • Spesifik volume : 0,547 m3/kg
  • CP : 0,037 kJ/mol.K
  • CV : 0,028 kJ/mol.K
  • Viskositas : 0,0001372 poise
  • Kelarutan : 1,7163 vol/vol (Wikipedia , 2010) risi bagi mikroba

  Generator listrik listrik FC FC FC FC FC TC TC TC TC

  8

  21 22 udara

  20

  19

  18

  17

  15

  14

  13

  11 12

  10

  9

  7

  NiCl 2 CoCl 2 FeCl 2 NaHCO 3 M-02 R-02 M-01 P-04

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  Air Panas

  3 E-82 FC D-01 LC LC LC LC LC BP-01 Air Pemanas TC LC

  2

  RC-02 R-01 DT-01 G-01

  P-01 C-01 RC-01

  P-05 P-06 P-03 P-02

  16 P-07 Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

3.1 Tangki Neutralisasi

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Tangki Neutralisasi

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  • POME 443835,6164 443835,6164 NaHCO - 1109,5890 - - -

  3

  1109,5890

  2

  39,812 - - FeCL

  • 39,812

  0,533 0,533 - - - - NiCl

2 CoCl - - - -

  2

  1,505 1,505

  Total 444987,0547 444987,0547

3.2 Tangki Pencampur

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Tangki Pencampur

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  6

  20

  7

  • POME 443835,6164 443835,6164 NaHCO

  3 1109,5890 369,863 1479,4521

  FeCL

  2 39,8121 13,271 53,0827

  NiCl

  2 0,5326 0,178 0,7101

  CoCl

  2 1,5046 0,502 2,0061

  • Air 127.925,66 127.925,66
  • Padatan Organik 13717,644 13717,6442

  Total 587014,173 587.014,173

3.3 Reaktor Fermentasi

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reaktor Fermentasi

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  8

  9

  19

  20

  10

  • POME 221917,808 221917,808 NaHCO
  • 3 739,726 739,726 739,726 739,726

  FeCL

  2 26,541

  • 26,541 26,541 26,541 NiCl

  2 0,355 0,355 0,355 - 0,355

  • CoCl 1,003 1,003 1,003 1,003

  2

  • Air 63962,831 63962,831 273.647,18 273.647,18 Padatan 6858,822 6858,822 - 9639,426 9639,426

  Organik

  • CH4

  4993,151

  2 O

  • H

  47,237 H

  2 S

  • 1,9306 - - -

  2

  • CO

  13863,38 293.507,08 293.507,08 284.054,23 284.054,23 18.905,7

  Total 587.014,173 587.014,173

3.4 Bak Sedimentasi

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Bak Sedimentasi

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  19

  20

  21

  22 NaHCO 739,726 739,726 369,863 1109,589

3 FeCL 26,541 26,541 13,271 39,812

  2 NiCl 2 0,355 0,355 0,178 0,533

  CoCl

  2 1,003 1,003 0,502 1,505

  Air 273.647,185 273.647,185 127.925,661 419.368,708 Padatan Organik 9639,426 9639,426 13717,644 5561,207

  284.054,236 284.054,236 142.027,118 426.081,354

  Total 568.108,472 568.108,472

3.5 Water Trap

Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Water Trap

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  11

  13

  12 CH 4 4993,151 - 4993,151

2 O 47,237 47,237

  • H H S 1,93068 1,93068 -

  2

  • CO 13863,383 13863,383

  2

  18.858,464 47,237

  Total 18.905,7 18.905,7

  3.6 Desulfurisasi

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Desulfurisasi

  Masuk Keluar (kg/hari) (kg/hari) Komponen

  13

  15

  14 4 4993,151 4993,151

  • CH H - S 1,93068 1,93068

  2 2 13863,383 13863,383

  • CO 18856,534 1,93068

  Total 18.858,464 18.858,464

  3.7 Generator (G-01)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada generator

  Alur masuk (kg/hari) Alur keluar Komponen (kg/hari)

  14

  15

  16 4 4.998,63

  • CH

  2 10.536,88 24.282,92

  • CO
  • O2 23.993,08 3.998,84
  • N2 90.259,68 90.25
  • - - H2O

  11.246,76

  15.535,51 114.252,76 129.788,27 Total 129.788,27 129.788,27

BAB IV NERACA ENERGI Basis perhitungan : 1 hari Satuan operasi : kJ/hari Temperatur basis : 25

  Umpan 8975258.234

  Produk 9175543.138

  o

  C (298,15 K)

  4.1 Tangki Neutraliser (M-01)

Tabel 4.1 Neraca Energi pada Bak Neutralizer (M-01) Komponen Masuk (kJ) Keluar (kJ)

  • 200284.9047

  6

  • Produk - -

  4.3 Fermentor (R-01/R-02)

  Total 50941099.098 50941099.098

  ∆H reaksi

  68731070.170 848376.593

  15665304.954

  19 Umpan

  Masuk (kJ) Keluar (kJ)

8/9 10/11

Tabel 4.3 Neraca Energi pada Fermentor (R01/R02) Komponen

  15665304.954

  Total 15665304.954 15665304.954

  ∆H solution

  9175543.138 6489761.816

  7 Umpan

  21

  Masuk (kJ) Keluar (kJ)

Tabel 4.2 Neraca Energi pada Tangki Pencampur (M-02) Komponen

  4.2 Tangki Pencampur (M-02)

  

Total 8975258.234 8975258.234

  • Produk -
  • 18638000 dQ/dT 35275794.144

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

  5.1 Bak Umpan POME (BP-01)

  Fungsi : Menampung POME Bentuk : Bak Silinder vertikal dengan alas datar Bahan konstruksi : Beton Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :

  • P = 1 atm
  • T = 30 C

  Waktu tinggal ( τ ) : 7 hari

  Dengan demikian, Panjang bak (p) = 21,17 m Tinggi bak (t) = 5,3 m Lebar bak (l) = 10,58 m

  3106,849

  Tinggi larutan dalam bak = = 4,41 meter

  x 5,3 m 3728,22

  5.2 Pompa Umpan POME (P-01)

  Fungsi : Memompa POME ke Tangki Neutralisasi Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :

  • Tekanan = 1 atm

  Temperatur = 30 C 1 Daya = Hp 2

  • o

5.3 NaHCO

3 Screw Conveyor (T-01)

  Fungsi : Mengalirkan NaHCO ke Tangki Neutralisasi

  3 Bahan konstruksi : Carbon steel

  Bentuk : Horizontal scew conveyor Jumlah : 1 unit Jarak angkut = 30 ft = 9,144 m

  Diameter screw conveyor = 12 in, Daya = 0,1 Hp

5.4 FeCl Screw Conveyor (T-02)

2 Fungsi : Mengalirkan FeCl

  2 ke Tangki Neutralisasi

  Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Horizontal scew conveyor Jumlah : 1 unit Jarak angkut = 30 ft = 9,144 m Diameter screw conveyor = 12 in, Daya = 0,01 Hp

5.5 Tangki Neutralisasi (M-01)

  Fungsi : Mencampur POME dengan NaHCO

  3 dan Nutrisi

  Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

  Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm

  T = 30,113 C

  Waktu tinggal ( τ ) = 1 hari

  

3

Volume tangki = 533,87 m

  Diameter tangki = 7,68 m Tinggi tangki = 11,523 m Tinggi tutup = 1,92 m

  Tebal shell tangki = 2 in Jenis Pengaduk = flat 6 blade turbin impeller Jumlah Baffle = 4 buah Daya Motor = 12 Hp

  5.6 Pompa Neutraliser (P-02)

  Fungsi : Memompa bahan baku ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

  o

  Temperatur = 30,113 C = 303,15 K Daya motor = 1 Hp

  5.7 Pompa Sedimentasi (P-05)

  Fungsi : Memompa umpan recycle ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

  o

  Temperatur = 37 C

  1 Daya = /

  4 Hp

5.8 Pompa Sedimentasi (P-06)

  Fungsi : Memompa bahan baku ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

  o

  Temperatur = 37 C

  1 Daya = /

  4 Hp

  5.9 Tangki pencampur (M-02)

  Fungsi : Mencampur POME dengan umpan recycle Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

  Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm

  T = 31,708 C

  Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

  Volume tangki = 61,6 m

  3 Diameter tangki = 3,74 m

  Tinggi tangki = 5,61 m Tinggi tutup = 0,94 m Tebal shell = 1 ½ in Jenis Pengaduk = flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle = 4 buah Daya Motor = 5,5 Hp

  5.10 Pompa Umpan Bioreaktor Berpengaduk (P-04)

  Fungsi : Memompa bahan baku ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 31,708

  o

  C Daya =

1 Hp

  2

  5. 11 Fermentor (R-01)

  Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Tipe : Bioreaktor berpengaduk Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

  Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-285 grade C Jumlah : 1 unit

  Kondisi operasi : P = 1 atm

  T = 55 C

  Waktu tinggal ( τ ) : 6 hari

  Volume tangki = 2135,5 m

  

3

Tinggi tangki = 18,5 m

  Diameter tangki = 12,3 m Tinggi tutup = 2,06 m Jenis Pengaduk = flat 6 blade turbin impeller Jumlah Baffle = 4 buah Daya = 4,5 Hp Menghitung jaket pemanas Jumlah Steam = 388,124 kg/hari

  ID Jaket = 480,114 inchi Tinggi Jaket = 720,172 inchi Jarak Jaket = 12 inchi OD Jaket = 504,115 inchi Luas laluan air = 11,969 m

  

2

5.12 Pompa Umpan Reaktor Floating Roof (P-03)

  Fungsi : Memompa bahan baku ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 31,708

  

o

  C Daya = 2 1 Hp

5.13 Bioreaktor Floating Roof (R-02)

  Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Bentuk : Floating Roof Tank Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-285 grade C

  Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :

  • Tekanan = 1 atm
  • Temperatur = 55 C Desain Tangki

  3 Volume Tangki = 2217,6 m

  Diameter Tangki =12,34 m Tinggi Tangki = 18,5 m Tebal Tangki = 1,25 in Desain Tutup

3 Volume Tutup = 1847,107 m

  Diameter = 12,13 m Tinggi = 15,98 m Jarak Dasar Tutup ke Tangki = 2,3 m

  Menghitung jaket pemanas Jumlah Steam = 388,124 kg/hari

  ID Jaket = 480,114 inchi Tinggi Jaket = 720,172 inchi Jarak Jaket = 12 inchi OD = 504,115 inchi

  Jaket

  2 Luas laluan air = 11,969 m

  Blower Jenis : blower sentrifugal Bahan konstruksi : carbon steel Daya = 3,5 hp

3 Q = 15,75 m /min.

  Daya = 4 ¼ Hp

5.14 Bak Sedimentasi (RC-01/02)

  Fungsi : Mengendapkan sebagian padatan-padatan yang keluar dari fermentor. Jenis : Gravity Thickner Jumlah : 2 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, GradeC Kondisi Operasi

  • Tekanan masuk = 1 atm

  Suhu masuk = 55 C

  • o

3 Volume = 59,32 m

  Diameter = 3,69 m Tinggi = 6,77 m Kedalaman bahan = 5 m Waktu pengendapan= 2 jam

5.15 Water Trap (DT-01) Fungsi : Sebagai wadah pemisah air dan biogas.

  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA –285 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :

  • Tekanan = 1 atm

  Temperatur = 30 C Waktu Tinggal = 3 hari

  • o

  3 Volume Tangki = 0,213 m

  Tinggi Tangki = 1,58 m Diameter Tangki = 0,397 m Tinggi Tutup = 0,099 m Tebal Tangki = 1,5 in

  5.16 Desulfuriser (D-01)

  Fungsi : menyerap gas H 2 S. Jenis : Fixed bed ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA-283, grade C Kondisi operasi

  • Temperatur = 65 C
  • Tekanan = 1 atm

  Jenis Adsorben = ZnO Jumlah Katalis = 6,188 kg Tinggi Kolom = 1,921 m Diameter Kolom = 1,281 Tinggi Tutup = 0,32 m Tebal Kolom = 1,5 in.

  5.17 Generator (GE-01)

5.17.1 Kompressor

  Fungsi : menaikkan tekanan produk gas dari tangki penampung Jenis : compressor Jumlah : 1 unit dengan 5 stages Kondisi operasi:

  1 ) = 1atm

  • Tekanan masuk (P

  2 ) = 6 atm

  • Tekanan Keluar (P
  • Temperatur (T) = 30 C Dipilih material pipa commercial steel 2 inchi Sch 40
  • Diameter dalam (ID) = 2,067in
  • Diameter luar (OD) = 2,375 in

  Luas penampang (A) = 0,023 ft

  • 2
  • Daya yang dihasilkan = 583,33 Hp
  • Efisiensi motor 80% = 729,16 Hp

5.17.2 Turbin

  Fungsi : Menurunkan tekanan gas dari ruang pembakaran Jenis : Centrifugal expander Jumlah : 1 unit

  Kondisi operasi:

  1

  ) = 6 atm

  • Tekanan masuk (P

  2 ) = 1 atm

  • Tekanan Keluar (P
  • Temperatur (T) = 28 C Dipilih material pipa commercial steel 0,5 inchi Sch 40
  • Diameter dalam (ID) = 0,622 in
  • Diameter luar (OD) = 0,84 in

  2

  • Luas penampang (A) = 0,00211 ft
  • Daya yang dihasilkan = -6.222,66 Hp
  • Efisiensi motor 80% = -4.978,13 Hp Maka listrik yang dihasilkan adalah -76,04 MWh/hari

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

  Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses control untuk mengatur jalannya proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien, sehingga kondisi operasi selalu berada dalam kondisi yang diharapkan. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Perry, 1999).

  Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk (indicator), pencatat (recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumentasi bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Instrumen digunakan dalam industri kimia untuk mengukur variabel – variabel proses seperti temperatur, tekanan, densitas, viskositas, panas spesifik, konduktifitas, pH, kelembaman, titik embun, tinggi cairan (liquid

  

level), laju alir, komposisi, dan moisture content. Instrumen – instrumen tersebut

  mempunyai tingkat batasan operasi sesuai dengan kebutuhan pengolahan (Timmerhaus, 2004).

  Variabel – variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrument adalah (Considine,1985) :

  1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.

  2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya. Secara umum, kerja dari alat – alat instrumentasi dapat dibagi dua bagian yaitu operasi secara manual dan operasi secara otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses bergantung pada pertimbangan ekonomis dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat – alat instrumentasi juga harus ditentukan apakah alat – alat itu dipasang pada peralatan proses (manual control) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bagian peralatan (automatic control) (Perry,1999).

  Menurut sifatnya konsep dasar pengendalian proses ada dua jenis, yaitu :

  ● Pengendalian secara manual

  Tindakan pengendalian yang dilakukan oleh manusia. Sistem pengendalian ini merupakan sistem yang ekonomis karena tidak membutuhkan begitu banyak instrumentasi dan instatalasinya. Namun pengendalian ini berpotensi tidak praktis dan tidak aman karena sebagai pengendalinya adalah manusia yang tidak lepas dari kesalahan.

  ● Pengendalian secara otomatis

  Berbeda dengan pengendalian secara manual, pengendalian secara otomatis menggunakan instrumentasi sebagi pengendali proses, namun manusia masih terlibat sebagai otak pengendali. Banyak pekerjaan manusia dalam pengendalian secara manual diambil alih oleh instrumentasi sehingga membuat sistem pengendalian ini sangat praktis dan menguntungkan.

  Hal – hal yang diharapkan dari pemakaian alat – alat instrumentasi adalah:

  • Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan
  • Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah
  • Sistem kerja lebih efisien
  • Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen – instrumen adalah

  (Timmerhaus, 2004) :

  1. Range yang diperlukan untuk pengukuran

  2. Level instrumentasi

  3. Ketelitian yang dibutuhkan

  4. Bahan konstruksinya

  5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

6.1.1 Tujuan Pengendalian

  Tujuan perancangan sistem pengendalian dari pabrik biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik adalah sebagai keamanan operasi pabrik yang mencakup :

  Mempertahankan variabel – variabel proses seperti temperatur dan tekanan

  • tetap berada dalam rentang operasi yang aman dengan harga toleransi yang kecil. Mendeteksi situasi berbahaya kemungkinan terjadinya kebocoran alat, karena
  • komponen zat yang digunakan pada pabrik biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik ini sangat mudah terbakar. Pendeteksian dilakukan dengan menyediakan alarm dan sistem penghentian operasi secara otomatis (automatic shut down systems). Mengontrol setiap penyimpangan operasi agar tidak terjadi kecelakaan kerja
  • maupun kerusakan pada alat proses. Untuk pengukuran nilai variabel proses di atas dapat digunakan sebuah penganalisis (analyzer).(Timmerhaus, 2004)

Gambar 6.1 Sebuah loop Pengendalian

  Dari gambar di atas dapat dijelaskan bahwa dalam proses terdapat variable proses yang diantisipasi oleh elemen primer sebagai nilai perubahan proses misalnya naik turunnya level suatu tangki, tinggi rendahnya temperatur, cepat lambatnya aliran fluida, dan tinggi rendahnya tekanan dalam suatu tangki. Variabel proses ini bersifat relatif atau dalam kondisi berubah – ubah. Sensor diterjemahkan sebagai harga pengukuran. Untuk lebih jelasnya, gambar di bawah ini merupakan suatu contoh aktual dari suatu proses yang terkendali.

Gambar 6.2 Suatu Proses Terkendali

  Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari (Considine,1985) :

  a. Elemen Primer (Primary Element)

  Elemen Primer berfungsi untuk menunjukkan kualitas dan kuantitas suatu variabel proses dan menerjemahkan nilai itu dalam bentuk sinyal dengan menggunakan transducer sebagai sensor. Ada banyak sensor yang digunakan tergantung variabel proses yang ada.

  • Sensor untuk temperatur, yaitu bimetal, thermocouple, termal mekanik, dll.
  • Sensor untuk tekanan, yaitu diafragma, cincin keseimbangan, dll.
  • Sensor untuk level, yaitu pelampung, elemen radioaktif, perbedaan tekanan, dll.
  • Sensor untuk aliran atau flow, yaitu orifice, nozzle dll.

  b. Elemen Pengukuran (Measuring Element)

  Elemen Pengukuran berfungsi mengonversikan segala perubahan nilai yang dihasilkan elemen primer yang berupa sinyal ke dalam sebuah harga pengukuran yang dikirimkan transmitter ke elemen pengendali.

  • Tipe Konvensional Tipe ini menggunakan prinsip perbedaan kapasitansi.
  • Tipe Smart Tipe smart menggunakan microprocessor elektronic sebagai pemroses sinyal.

  Elemen pengendali akhir berperan mengonversikan sinyal yang diterimanya menjadi sebuah tindakan korektif terhadap proses. Umumnya industri menggunakan

  control valve dan pompa sebagai elemen pengendali akhir.

  Control valve mempunyai tiga elemen penyusun, yaitu:

  c. Elemen Pengendali (Controlling Element)

  Elemen pengendali berfungsi menerima sinyal dari elemen pengukur yang kemudian dibandingkan dengan set point di dalam pengendali (controller). Hasilnya berupa sinyal koreksi yang akan dikirim ke elemen pengendali menggunakan processor (computer, microprocessor) sebagai pemroses sinyal pengendalian. Jenis elemen pengendali yang digunakan tergantung pada variabel prosesnya. Untuk variabel proses yang lain misalnya :

  a. Temperatur menggunakan Temperature Controller (TC)

  b. Tekanan menggunakan Pressure Controller (PC)

  c. Aliran/flow menggunakan Flow Controller (FC)

  d. Level menggunakan Level Controller (LC)

  d. Elemen Pengendali Akhir

  1. Control valve

  • Positioner yang berfungsi untuk mengatur posisi actuator.
  • Actuator Valve berfungsi mengaktualisasikan sinyal pengendali (valve).

  Ada dua jenis actuator valve berdasarkan prinsip kerjanya yaitu : a. Actuator spring/per.

  Actuator ini menggunakan spring/per sebagai penggerak piston actuator.

b. Actuator aksi ganda (double acting)

  Untuk menggerakkan piston, actuator ini menggunakan tekanan udara yang dimasukkan ke rumah actuator.

  • Valve, merupakan elemen pengendali proses. Ada banyak tipe valve berdasarkan bentuknya seperti butterfly valve, valve bola, dan valve segmen.

  2. Pompa Listrik Elemen pompa terdiri dari dua bagian, yaitu

  :

  • Actuator Pompa.

  Sebagai actuator pompa adalah motor listrik. Motor listrik mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik yang menggerakkan motor. Pompa listrik berfungsi memindahkan/menggerakkan fluida baik itu zat

  • cair, gas dan padat. Secara garis besar, fungsi instrumentasi adalah sebagai berikut :

  1. Penunjuk (indicator)

  2. Pencatat (recorder)

  3. Pengontrol (regulator)

  4. Pemberi tanda bahaya (alarm) Adapun instrumentasi yang digunakan di pabrik ini mencakup :

  1. Pressure Controller (PC) Adalah alat/instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap/gas yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi .

  Prinsip kerja :

  Pressure control (PC) akibat tekanan uap keluar akan membuka/menutup

  diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan pada set point.

  2. Flow Controller (FC) Adalah alat/instrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur output dari alat, yang mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line.

  Prinsip kerja : Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan

  discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan

  aliran pada set point.

  3. Level Controller (LC)

  Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses. Prinsip kerja : Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui

  valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point.

  Alat sensing yang digunakan umumnya pelampung atau transducer diafragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam alat dimana cairan bekerja.

  Proses pengendalian pada pabrik ini menggunakan feedback control

  configuration karena selain biayanya relatif lebih murah, pengaturan system

  pengendaliannya menjadi lebih sederhana. Konfigurasi ini mengukur secara langsung variabel yang ingin dikendalikan untuk mengatur harga variabel yang dimanipulasi. Tujuan pengendalian ini adalah untuk mempertahankan variabel yang dikendalikan pada level yang diinginkan (set point).

  Sinyal output yang dihasilkan oleh pengendali oleh pengendali

  feedback ini berupa pneumatic signal yaitu dengan menggunakan udara

  tekan. Tipe pengendali feedback yang digunakan pada perancangan ini, yaitu: 1. Jenis – P (Proportional), digunakan untuk mengendalikan tekanan gas.

  2. Jenis – PI (Proportional Integral), digunakan untuk mengendalikan laju alir (flow), ketinggian (level) cairan, dan tekanan zat cair.

  3. Jenis – PID (Proportional Integral Derivative), digunakan untuk mengendalikan temperatur.

6.1.2 Syarat Perancangan Pengendalian

  Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain :

  1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu aliran.

  2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.

  3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening position 70 %.

  4. Dilakukan pemasangan check valve pada mixer dan pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check

  valve yang dipasangkan pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan check valve diletakkan setelah

  pompa.

  5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran.

  6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.

Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada pra rancangan pabrik pembuatan biogas sebagai sumber kebutuhan listrik

  Jenis No Nama alat Kegunaan instrumen

  1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

  2 Tangki Neutralizer TC Mengontrol suhu dalam tangki LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

  3 Tangki pencampuran TC Mengontrol suhu dalam tangki TC Mengontrol suhu dalam tangki

  4 Raktor fermentasi LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

  5 Tangki Pengendapan LC Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

  7 Desulfurisasi PC Mengontrol tekanan gas dalam pipa Contoh jenis-jenis instrumentasi yang digunakan pada pra rancangan pabrik pembuatan biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik :

  1. Pompa

  Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran (flow rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control (FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.

Gambar 6.3 Instrumentasi pada pompa

  2. Tangki neutralizer

  Pada tangki ini dilengkapi dengan Level Controller (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki dan TC yang berfungsi untuk mengontrol suhu dalam tangki. Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point.

  LC TC

Gambar 6.4 Instrumentasi pada tangki cairan

  3. Tangki pencampuran (cairan)

  Pada tangki ini dilengkapi dengan Level Controller (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki dan Temperatur Controller (TC) yang berfungsi untuk mengontrol suhu dalam tangki. Jumlah aliran fluida diatur oleh

  

control valve. Kemudian rate fluida melalui valve ini akan memberikan sinyal

kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point.

  LC TC

Gambar 6.5 Instrumentasi pada tangki cairan

  4. Reaktor Fermentasi

  Reaktor fermentasi adalah alat tempat berlangsungnya reaksi kimia antara bahan-bahan yang digunakan. Dalam pabrik ini, reaktor merupakan tempat bereaksinya limbah cair kelapa sawit menghasilkan biogas dan produk sampingnya. Untuk mengendalikan ketinggian cairan dalam reaktor digunakan level controller (LC) dengan tujuan agar tidak terjadi kelebihan muatan dan Temperatur Controller TC yang berfungsi untuk mengontrol suhu dalam tangki FC LC TC .

Gambar 6.6 Instrumentasi pada tangki Fermentasi

  5. Tangki Floating Roof

  Tangki floating roof ialah alat untuk menampung biogas yang dihasilkan dari reaksi limbah cair kelapa sawit. Untuk mengendalikan ketinggian cairan dalam reaktor digunakan level controller (LC) dengan tujuan agar tidak terjadi kelebihan muatan dan Temperatur Controller (TC) yang berfungsi untuk mengontrol suhu dalam tangki FC LC TC

Gambar 6.7 Instrumentasi pada tangki penampung gas

  6. Tangki Pengendapan

  Tangki pengendapan ini dilengkapi dengan Level Controller (LC) yang berfungsi untuk mengontrol ketinggian cairan di dalam tangki. Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point.

  LC

Gambar 6.8 Instrumentasi pada tangki Pengendapan

  7. Water Trap

  Water Trap ialah alat untuk untuk menangkap air yang ada didalam biogas sehingga biogas yg keluar dari Water Trap lebih murni.

  E-95

Gambar 6.9 Instrumentasi pada Water Trap

  8. Tangki Desulfurisasi

  Tangki desulfurisasi ialah alat tempat terjadinya pengurangan kandungan sulfur yang ada pada biogas sehingga jumlah sulfur yang ada pada biogas tersaring di tangki sulfurisasi. FC

Gambar 6.10 Instrumentasi pada Tangki Desulfurisasi

  9. Generator

  Komponen dalam generator terdiri dari tiga komponen utama, yaitu turbin, ruang bakar dan kompresor. Kompresor akan menghisap udara kemudian akan dialirkan ke ruang bakar. Dalam ruang bakar terjadi proses pembakaran antara udara yang termampatkan dengan biogas. Gas hasil pembakaran akan dialirkan ke dalam turbin. Turbin akan mengubah energi mekanis menjadi listrik.

Gambar 6.11 Generator

6.2 Keselamatan Kerja Pabrik

  Aktivitas masyarakat umumnya berhubungan dengan resiko yang dapat mengakibatkan kerugian pada badan atau usaha. Karena itu usaha – usaha keselamatan merupakan tugas sehari – hari yang harus dilakukan oleh seluruh karyawan. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Dalam hubungan ini bahaya yang dapat timbul dari mesin, bahan baku dan produk, sifat zat, serta keadaan tempat kerja harus mendapat perhatian yang serius sehingga dapat dikendalikan dengan baik untuk menjamin kesehatan karyawan.

  Perusahaan yang lebih besar memiliki divisi keselamatan tersendiri. Divisi tersebut mempunyai tugas memberikan penyuluhan, pendidikan, petunjuk – petunjuk, dan pengaturan agar kegiatan kerja sehari – hari berlangsung aman dan bahaya – bahaya yang akan terjadi dapat diketahui sedini mungkin, sehingga dapat dihindarkan (Bernasconi, 1995)

  Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakan rata – rata dalam pabrik kimia relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko memiliki bentuk khusus, misalnya reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamati dan dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahan – kesalahan dalam hal ini dapat mengakibatkan kejadian yang fatal (Bernasconi, 1995).

Gambar 6.12 Tingkat kerusakan di suatu pabrik

  Kerusakan (badan atau benda) dapat terjadi secara tiba – tiba tanpa dikehendaki dan diduga sebelumnya. Keadaan atau tindakan yang bertentangan dengan aturan keselamtan kerja dapat memancing bahaya yang akut dan mengakibatkan terjadinya kerusakan.

  Untuk menjamin keselamatan kerja, maka dalam perencanaan suatu pabrik perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu : Lokasi pabrik

  • Sistem pencegahan kebocoran
  • Sistem perawatan
  • Sistem penerangan
  • Sistem penyimpanan material dan perlengkapan
  • Sistem pemadam kebakaran

  Disamping itu terdapat beberapa peraturan dasar keselamatan kerja yang harus diperhatikan pada saat bekerja di setiap pabrik – pabrik kimia, yaitu:

  • Tidak boleh merokok atau makan
  • Tidak boleh minum minuman keras (beralkohol) selama bertugas Bahaya dan tindakan – tindakan yang tidak memperhatikan keselamatan akan mengakibatkan kerusakan. Yang menjamin keselamatan kerja sebetulnya adalah
pengetahuan mengenai bahaya sedini mungkin, sehingga pencegahan dapat diupayakan sebelum bahaya tersebut terjadi.

  Berikut ini upaya – upaya pencegahan terhadap bahaya – bahaya yang mungkin terjadi pada pra – rancangan pabrik biogas dari limbah cair kelapa sawit sebagai sumber energi listrik dapat dilakukan dengan cara :

  1. Pencegahan terhadap kebakaran Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti

  • power station, laboratorium dan ruang proses.
  • Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire station. Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran.
  • Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api
  • yang relatif kecil.

  Smoke detector ditempatkan pada setiap sub – stasiun listrik untuk

  • mendeteksi kebakaran melalui asapnya.

  2. Memakai peralatan perlindungan diri Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti : Pakaian pelindung

  • Pakaian luar dibuat dari bahan – bahan seperti katun, wol, serat, sintetis, dan asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan keadaan badan atas terbuka.

  Sepatu pengaman

  • Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis pekerjaan yang dilakukan.

  Topi pengaman

  • Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan perlindungan terhadap percikan – percikan bahan kimia, terutama apabila bekerja dengan pipa – pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor.

  Sarung tangan

  Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal – hal yang tidak diinginkan. Masker

  • Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu – debu yang berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup (Bernasconi, 1995).

  3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat

  • kegiatan kerja karyawan. Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat
  • Peralatan yang berbahaya seperti ketel uap bertekanan tinggi, reactor
  • bertekanan tinggi dan tangki gas bertekanan tinggi, harus diberi pagar pengaman

  4. Pencegahan terhadap bahaya listrik Setiap instalasi dan alat – alat listrik harus diamankan dengan pemakaian

  • sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya. Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak
  • pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan
  • tinggi Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat – alat yang
  • beroperasi pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi
  • dengan penangkal petir yang dibumikan (Bernasconi, 1995).

  5. Menerapkan nilai – nilai disiplin bagi karyawan Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan

  • dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan. Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke
  • atasan. Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat
  • >menimbulkan bahaya. Setiap ketentuan dan peraturan harus dipat

  6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan secara tiba – tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar pingsan/syok dan lain sebagainya.

  Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik, maka hal-hal yang harus dilakukan adalah : a. Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik.

  b. Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi, yaitu (Bernasconi, 1995) : Instalasi pemadam dengan air

  • Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang, kertas, dan bahan berserat. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut. Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui pipa – pipa yang dipasang pada instalasi – instalasi tertentu di sekitar areal pabrik. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan instalasi listrik tersendiri, sehingga tidak terganggu apabila listrik pada pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi.

  Instalasi pemadam dengan CO2

  • CO2 yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel – nozel. Instalasi ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik.

BAB VII UTILITAS Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting. Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik

  jika utilitas tidak ada. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.

  Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan biogas dari hasil fermentasi termofilik limbah cair kelapa sawit sistem recycle menjadi energi listrik adalah sebagai berikut:

  1. Kebutuhan air pemanas dan air dometik

  2. Kebutuhan listrik

  3. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Air Pemanas

  Air pemanas digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan air pemanas yang digunakan adalah bersumber dari tangki deaerator unit utilitas PTPN

  IV Adolina, dengan kondisi suhu 90

  C. Kebutuhan air pemanas pabrik pembuatan biogas dari hasil fermentasi termofilik limbah cair kelapa sawit sistem recycle menjadi energi listrik dapat dilihat pada Tabel 7.1 di bawah ini.

Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pemanas

  Nama alat Jumlah air Pemanas (kg/hari)

  Tangki Fermentor 555639,17 (kg/hari) Total 23151,63 (kg/jam)

  o Air pemanas yang digunakan pada temperatur 90 C dan tekanan 1 atm.

  Jumlah total air pemanas yang dibutuhkan adalah 23151,63 (kg/jam).

  • Air untuk berbagai kebutuhan

  a. Kebutuhan air domestik

  Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100 ltr/hari …... (Met Calf & Eddy, 1991) 1 hari

  Diambil 100 ltr/hari x = 4,167 24 jam

  3 air = 996,23 kg/m = 0,99623 kg/liter ρ

  Jumlah karyawan = 37orang Maka total air domestik = 4,167 x 37 = 154,17 ltr/jam x 0,99623 kg/liter

  = 153,59 kg/jam

  b. Kebutuhan air laboratorium Kebutuhan air untuk laboratorium adalah 1000 – 1800 ltr/hari. (Metcalf & Eddy 1991) Maka diambil 1300 ltr/hari = 54,167 kg/jam

  c. Kebutuhan air tempat ibadah Kebutuhan air untuk tempat ibadah adalah 400 – 120 ltr/hari. (Metcalf & Eddy, 1991) Maka diambil 100 ltr/hari = 4,167 kg/jam

  3 air = 996,23 kg/m = 0,99623 kg/liter ρ

  Pengunjung rata –rata = 40 orang Maka total kebutuhan airnya = 4,167 x 110

  = 166,68 ltr/jam x 0,99623 kg/ltr = 166,05 kg/jam

Tabel 7.2 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan

  Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)

  Domestik dan Kantor 153,59 Laboratorium 54,17 tempat ibadah 166,05

  Total 373,81

  Sehingga total kebutuhan air Pabrik Biogas adalah = 373,81 kg/jam

7.2 Kebutuhan Listrik

  Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut :

  1. Unit Proses, daya yang dibutuhkan pada unit proses sebesar 30,36 Hp dengan rincian pada Tabel 7.3 sebagai berikut:

Tabel 7.3 Kebutuhan daya pada unit proses

  Nama Alat Kebutuhan Daya (Hp)

  Screw Conveyor C-101 0,100 Screw Conveyor C-102 0,010 Blower B-212

  4,5 Pompa P-01

  0,5 Pompa P-02

  1 Pompa P-03 0,125

  Pompa P-04 0,125

  Pompa P-05 0,5

  Pompa P-06 0,5

  P0mpa P-07

  1 Tangki M-01

  12 Reaktor R-01 4,5

  Tangki M-02 5,5

   Jumlah 30,36

  3. Ruang kontrol dan laboratorium = 30 Hp

  4. Penerangan dan kantor = 30 Hp

  5. Bengkel = 40 Hp

  6. Perumahan = 190 Hp Total kebutuhan listrik = 30,36 + 30 + 30 + 40 +190

  = 320,36 Hp × 0,7457 kW/Hp = 238,89 kW Sumber air dan steam untuk pabrik pembuatan biogas dari hasil fermentasi termofilik limbah cair kelapa sawit sistem recycle menjadi energi listrik adalah berasal dari pabrik kelapa sawit PTPN IV Adolina. Karena pabrik pembuatan biogas dari hasil fermentasi termofilik limbah cair kelapa sawit sistem recycle menjadi energi listrik ini adalah hasil kerjasama dengan pabrik kelapa sawit PTPN IV Adolina. Sehingga kebutuhan air, steam dan listrik diperoleh langsung dari pabrik kelapa sawit PTPN IV Adolina.

7.3 Limbah Pabrik Pembuatan Biogas

  Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

  Sumber-sumber limbah pabrik biogas meliputi :

  1. Limbah proses berupa limbah cair yang mana limbah tersebut dapat diolah dan dijual kembali menjadi pupuk cair atau bisa juga digunakan sebagai pupuk pada pohon kelapa sawit yang masih kecil. Adapun karakteristik limbah cair kelapa sawit adalah sebagai berikut:

  2. Limbah domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, berupa limbah padat dan cair.

  3. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Limbah laboratorium termasuk kategori limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) sehingga dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpul limbah B3 sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. dari sumber yang spesifik sehingga dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpul limbah B3 sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia. Diperkirakan jumlah air buangan pabrik :

  1. Pencucian peralatan pabrik = 20 l/jam

  2. Limbah domestik dan kantor Diperkirakan air buangan tiap orang untuk :

  • domestik = 20 l/hari (Metcalf, 1991) Jumlah karyawan = 37orang Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor

  = 37 ×20 l/hari × (1 hari / 24 jam)) = 30,83 l/jam

  3. Laboratorium 20 l/jam

  3 /jam

  Total air buangan pabrik 20 + 30,83 + 20 = 70,83 l/jam = 0,07 m Karena total air buangan pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik tergolong sedikit sehingga air buangan dialirkan ke pengolahan limbah yang dimiliki PTPN IV Adolina.

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Tata letak peralatan dan fasilitas dalam suatu rancangan pabrik merupakan

  syarat penting untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan dan kelistrikan. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga dapat diperoleh perhitungan biaya yang terperinci sebelum pendirian pabrik.

8.1 Lokasi Pabrik

  Secara geografis, penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan serta kelangsungan dari suatu industri kini dan pada masa yang akan datang karena berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di sekitar lokasi pabrik (Peters, 2004).

  Susunan peralatan dan fasilitas dalam rancangan proses merupakan syarat penting dalam mempersiapkan biaya sebelum mendirikan pabrik atau untuk design yang meliputi design perpipaan, fasilitas bangunan fisik, tata letak peralatan dan kelistrikan. Lokasi suatu pabrik merupakan bagian penting untuk mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan. Penentuan lokasi pabrik yang tepat tidak semudah yang diperkirakan, banyak faktor yang dapat mempengaruhinya. Idealnya, lokasi yang dipilih harus dapat memberikan keuntungan untuk jangka panjang dan dapat memberikan kemungkinan untuk memperluas pabrik. Dengan adanya penentuan lokasi pabrik yang baik dan tepat akan menentukan hal- hal sebagai berikut : a. Kemampuan untuk melayani konsumen dengan memuaskan.

  b. Kemampuan untuk mendapatkan bahan-bahan mentah yang cukup dan kontinue dengan harga yang layak dan memuaskan.

  c. Kemudahan untuk mendapatkan tenaga buruh yang cukup. d. Memungkinkan diadakannya perluasan pabrik dikemudian hari.

  Oleh karena itu, pemilihan tempat bagi berdirinya suatu pabrik harus memperhatikan beberapa faktor yang berperan yaitu :

  1. Faktor-faktor utama/primer dan 2. Faktor-faktor sekunder.

8.1.1 Faktor-Faktor Utama/Primer

  Faktor-faktor ini secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari usaha pabrik yaitu meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut macam dan kualitasnya. Yang termasuk dalam faktor utama menurut Peter dan Timmerhaus, 2004 adalah:

  1. Letak dari pasar Pabrik yang letaknya dekat dengan pasar dapat lebih cepat melayani konsumen atau barang hasilnya dapat cepat sampai di pasar, sedangkan biayanya juga lebih rendah terutama biaya angkutan.

  2. Letak sumber bahan baku Idealnya, sumber bahan baku tersedia dekat dengan lokasi pabrik. Hal ini lebih menjamin penyediaan bahan baku, setidaknya dapat mengurangi keterlambatan penyediaan bahan baku, terutama untuk bahan baku yang berat. Hal – hal yang perlu diperhatikan mengenai bahan baku adalah :

  a. Lokasi sumber bahan baku

  b. Besarnya kapasitas sumber bahan baku dan berapa lama sumber tersebut dapat diandalkan pengadaannya c. Cara mendapatkan bahan baku tersebut dan cara transportasinya

  d. Harga bahan baku serta biaya pengangkutan

  e. Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku yang lain

  3. Fasilitas pengangkutan Pengangkutan merupakan suatu faktor yang penting diperhatikan, karena kegiatan pengangkutan meliputi mengangkut dan memindahkan sampai pada tempat tujuan kadang-kadang memakan waktu dan biaya yang sangat besar. Untuk melaksanakan kegiatan pengangkutan ada empat jenis fasilitas penangkutan yang sering digunakan, yaitu : kereta api, truk/angkutan jalan raya, pengangkutan melalui air, dan pengangkutan melalui udara.

  4. Tersedianya tenaga kerja menurut kualifikasi tertentu merupakan faktor pertimbangan pada penetapan lokasi pabrik tetapi tenaga terlatih atau skilled

  labor di daerah setempat tidak selalu tersedia. Jika didatangkan dari daerah lain diperlukan peningkatan upah atau penyediaan fasilitas lainnya sebagai daya tarik.

  5. Pembangkit tenaga listrik Pabrik yang menggunakan tenaga listrik yang besar akan memilih lokasi yang dekat dengan sumber tenaga listrik.

8.1.2 Faktor Sekunder

  Yang termasuk ke dalam faktor sekunder antara lain adalah :

  1. Harga tanah dan gedung Harga tanah dan gedung yang murah merupakan daya tarik tersendiri. Perlu dikaitkan dengan rencana jangka panjang. Jika harga tanah mahal mungkin hanya dapat diperoleh luasan tanah yang terbatas, sehingga perlu dipikirkan untuk membuat bangunan bertingkat walaupun pembangunan gedungnya lebih mahal.

  2. Kemungkinan perluasan Perlu diperhatikan apakah perluasan di masa yang akan datang dapat dikerjakan di satu tempat atau perlu lokasi lain, apakah di sekitar sudah banyak pabrik lain.

  Hal ini menjadi masalah tersendiri dalam hal perluasan pabrik di masa mendatang.

  3. Fasilitas servis Terutama untuk pabrik kimia yang relatif kecil yang tidak memiliki bengkel sendiri. Perlu dipelajari adanya bengkel–bengkel di sekitar daerah tersebut yang mungkin diperlukan untuk perbaikan alat–alat pabrik. Perlu juga dipelajari adanya fasilitas layanan masyarakat, misalnya rumah sakit umum, sekolah– sekolah, tempat–tempat ibadah, tempat–tempat kegiatan olahraga, tempat–tempat rekreasi, dan sebagainya.

  4. Fasilitas finansial Perkembangan perusahaan dibantu oleh fasilitas finansial, misalnya adanya pasar modal, bursa, sumber–sumber modal, bank, koperasi simpan pinjam, dan lembaga keuangan lainnya. Fasilitas tersebut akan lebih membantu untuk memberikan kemudahan bagi suksesnya usaha pengembangan pabrik.

  5. Persediaan air Suatu jenis pabrik memerlukan sejumlah air yang cukup banyak, misalnya pabrik kertas. Karena itu, di daerah lokasi diperlukan adanya sumber air yang kemungkinan diperoleh dari air sungai, danau, sumur (air tanah), atau air laut.

  6. Peraturan daerah setempat Peraturan daerah setempat perlu dipelajari terlebih dahulu, mungkin terdapat beberapa persyaratan atau aturan yang berbeda dengan daerah lain.

  7. Masyarakat daerah Sikap, tangggapan dari masyarakat daerah terhadap pembangunan pabrik perlu diperhatikan dengan seksama, karena hal ini akan menentukan perkembangan pabrik di masa yang akan datang. Keselamatan dan keamanan masyarakat perlu dijaga dengan baik. Hal ini merupakan suatu keharusan sebagai sumbangan kepada masyarakat.

  8. Iklim di daerah lokasi Suatu pabrik ditinjau dari segi teknik, adakalanya membutuhkan kondisi operasi misalnya kelembaban udara, panas matahari, dan sebagainya. Hal ini berhubungan dengan kegiatan pengolahan, penyimpanan bahan baku atau produk. Disamping itu, iklim juga mempengaruhi gairah kerja dan moral para karyawan. Keaktifan kerja karyawan dapat meningkatkan hasil produksi.

  9. Keadaan tanah Sifat–sifat mekanika tanah dan tempat pembangunan pabrik harus diketahui. Hal ini berhubungan dengan rencana pondasi untuk alat–alat, bangunan gedung, dan bangunan pabrik.

  10. Perumahan Bila di sekitar daerah lokasi pabrik telah banyak perumahan, selain lebih membuat kerasan para karyawan juga dapat meringankan investasi untuk perumahan karyawan.

  11. Daerah pinggiran kota Daerah pinggiran kota dapat menjadi lebih menarik untuk pembangunan pabrik.

  Akibatnya dapat timbul aspek desentralisasi industri. Alasan pemilihan daerah lokasi di pinggiran kota antara lain :

  • Upah buruh relatif rendah
  • Harga tanah lebih murah
  • Servis industri tidak terlalu jauh dari kota

  Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan Biogas ini direncanakan berlokasi di Perbaungan, Sumatera Utara yang diperlihatkan pada

Gambar 8.1 dibawah ini :Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Biogas

  Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah :

  a. Bahan baku Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Bahan baku pabrik merupakan limbah cair proses pengolahan Crude Palm Oil (CPO) yang diperoleh dari Pabrik Minyak Kelapa Sawit (PMKS). Pabrik ini direncanakan akan terintegrasi dengan PMKS yang ada di sekitar lokasi pabrik. Adapun sumber utama bahan baku direncanakan berasal dari PTP Nusantara IV Adolina. Kapasitas terpasang di pabrik tersebut adalah 45 ton tandan buah segar/jam sehingga menghasilkan limbah cair sekitar 27 ton/jam. Jumlah limbah cair tersebut telah mencukupi kebutuhan kapasitas pabrik yang akan dibangun. b. Transportasi Pengangkutan merupakan suatu faktor yang penting diperhatikan, karena kegiatan pengangkutan meliputi mengangkut dan memindahkan sampai pada tempat tujuan kadang-kadang memakan waktu dan biaya yang sangat besar. Pembelian bahan baku dapat dilakukan melalui jalan darat. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini merupakan kawasan perluasan industri, yang dekat dengan sarana pelabuhan Belawan. Selain itu, fasilitas transportasi darat dari industri ke tempat sekitar juga sangat baik dan dekat dengan jalan utama.

  c. Pemasaran Kebutuhan akan energi listrik yang terus berkembang dengan pesat, sehingga pemasaran produk ini cukup menguntungkan. Selain itu, daerah lokasi pabrik dekat dengan perumahan penduduk dan pabrik kelapa sawit sehingga mempermudah untuk melakukan pemasaran.

  d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Ular yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas dan kebutuhan domestik.

  e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Listrik untuk kebutuhan pabrik diperoleh dari generator pembangkit tenaga listrik milik Pabrik Kelapa Sawit PTPN IV Adolina Disamping itu, disediakan juga cadangan dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) Wilayah Perbaungan. Bahan bakar solar untuk generator dapat diperoleh dari PT.

  Pertamina.

  f. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Di daerah ini tersedia tenaga kerja terdidik maupun yang tidak terdidik serta tenaga kerja yang terlatih maupun tidak terlatih.

  g. Biaya tanah Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang terjangkau. h. Kondisi iklim dan cuaca Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil.

  Pada tengah tahun pertama mengalami musim kemarau dan tengah tahun berikutnya mengalami musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil. i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi

  Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan di sekeliling lahan tersebut belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu pemukiman penduduk. j. Sosial masyarakat

  Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan gas Hidrogen karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.

8.2 Tata Letak Pabrik

  Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk.

  Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut (Peters, 2004) :

  1. Urutan proses produksi.

  2. Pengembangan lokasi baru atau penambahan / perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang.

  3. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan baku

  4. Pemeliharaan dan perbaikan.

  5. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja.

  6. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat.

  7. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi.

  8. Masalah pembuangan limbah cair.

  9. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja.

  Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti (Peters, 2004) :

  1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.

  2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown.

  3. Mengurangi ongkos produksi.

  4. Meningkatkan keselamatan kerja.

  5. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik.

8.3 Perincian Luas Tanah

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah No Penggunaan Areal Tanah Luas (m

  2 )

  1 Perkantoran 100

  Pendirian pabrik pembuatan Biogas ini direncanakan menggunakan areal seluas adalah 3180 m².Adapun perinciannya dapat dilihat pada Tabel 8.1 berikut ini:

  50

  3 Stasiun operator 100

  4 Daerah proses 2000

  5 Areal perluasan 500

  6 Gudang bahan dan perlengkapan 100

  7 Tempat ibadah

  80

  8 Jalan 200

  9 Pemadam Kebakaran

  50 Total

  3180

  2 Laboratorium

  Tata Letak Pabrik Pembuatan Biogas menjadi energi listrik dapat dilihat pada gambar terlampir, Gambar 8.2 7 5

  1

  2

  6

  8 a 3 lin do

  A

  4 rik ab P an m Ta

  Areal Pabrik Adolina

Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Pembuatan Biogas Tanpa Skala

  Universitas Sumatera Utara

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini

  menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara otomatis organisasi akan berkembang (Madura, 2000).

9.1 Organisasi Perusahaan

  Perkataan organisasi, berasal dari kata Latin “organum” yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan: “Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama”, sedangkan Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai: “Suatu sistem daripada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih” (Siagian, 1992).

  Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing-masing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu (Sutarto, 2002):

  1. Adanya sekelompok orang

  2. Adanya hubungan dan pembagian tugas

  3. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Siagian, 1992):

  1. Bentuk organisasi garis

  2. Bentuk organisasi fungsionil

  3. Bentuk organisasi garis dan staf

  4. Bentuk organisasi fungsionil dan staf

  9.1.1 Bentuk Organisasi Garis

  9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil

   Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan tanggung jawab kepada fungsinya.

   Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsi- fungsinya Keburukan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

   Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin

   Pembagian tugas-tugas jelas

  Kebaikan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

  Ciri-ciri dari organisasi fungsionil adalah segelintir pimpinan tidak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut (Siagian, 1992).

   Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang.

  Ciri dari organisasi garis adalah: organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi (Siagian, 1992).

   Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter.

   Seluruh kegiatan dalam organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran.

  Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu:

   Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling mengenal.

   Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali.

   Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan.

  Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu :

   Para karyawan mementingkan bidang pekerjaannya, sehingga sukar dilaksanakan koordinasi.

  9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf

  Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah:

   Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya.

   Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil, karena adanya staf ahli.

  Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah:

   Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan.

   Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang sukar diharapkan.

  9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf

  Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk organisasi yang dikombinasikan (Siagian, 1992).

9.2 Manajemen Perusahaan

  Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin, merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki manajemen yang baik antara atasan dan bawahan (Siagian, 1992).

  Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktor-faktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan.

  Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari pembelanjaan perusahaan (financing).

  Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian, penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan (Siagian, 1992).

  Menurut Siagian (1992), manajemen dibagi menjadi tiga kelas pada perusahaan besar yaitu:

  1. Top manajemen

  2. Middle manajemen

  3. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Menurut Madura (2000), syarat-syarat manajer yang baik adalah:

  1. Harus menjadi contoh (teladan)

  2. Harus dapat menggerakkan bawahan

  3. Harus bersifat mendorong

  4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas

  5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi

  6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang diambil.

  7. Berjiwa besar.

9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha

  Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan itu secara terus-menerus, maka harus dipilih bentuk perusahaan apa yang harus didirikan agar tujuan itu tercapai. Menurut Sutarto (2002), bentuk-bentuk badan usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah:

  1. Perusahaan Perorangan

  2. Persekutuan dengan firma

  3. Persekutuan Komanditer

  4. Perseroan Terbatas

  5. Koperasi

  6. Perusahaan Negara dan Perusahaan Daerah Bentuk badan usaha dalam Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Biogas dari hasil fermentasi thermofilik limbah cair pabrik kelapa sawit sistem recycle menjadi energi adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian, melakukan kegiatan usaha dengan modal dasar yang seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 tentang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya.

  Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah :

  1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan “orang” adalah orang perseorangan atau badan hukum.

  2. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris.

  3. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit Rp.20.000.000,- (dua puluh juta rupiah) atau 25 % dari modal dasar, tergantung mana yang lebih besar dan harus telah ditempatkan dan telah disetor.

  Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah :

  1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris

  2. Pengesahan oleh Menteri Kehakiman

  3. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita Negara.

  Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut :

  1. Kontinuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti.

  2. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain.

  3. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham.

  4. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang perusahaan.

  5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas.

  Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa kerja sama antar sumber daya manusia di dalam suatu perusahaan yang baik diperlukan agar tercipta lingkungan kerja yang baik dan menghasilkan kinerja kerja yang baik. Oleh karena itu diperlukan struktur organisasi yang tersusun dengan baik. Perusahaan akan didirikan dalam bentuk Perseroan Terbatas (PT). Kekuasaan tertinggi dalam perusahaan akan dipegang oleh Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Perwakilan dari pemegang saham akan dipilih oleh RUPS sebagai general manager yang akan mengawasi jalannya perusahaan. Struktur organisasi perusahaan dapat dilihat pada Gambar 9.1.

Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Pembuatan biogas dari hasil fermentasi thermofilik limbah cair

  Pabrik kelapa sawit Menjadi Energi Listrik

  BAGAN STRUKTUR ORGANISASI

PABRIK PEMBUATAN BIOGAS DARI HASIL FERMENTASI THERMOFILIK LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT MENJADI ENERGI LISTRIK

  Keterangan Garis Komando Karyawan Proses Karyawan Laboratorium Karyawan Gudang / Logistik Petugas Kebersihan & supir

  General Manajer Universitas Sumatera Utara

  9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab

  1. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang memiliki tugas sebagai berikut :

  • Menyusun AD/ART (Anggaran Dasar/Anggaran Rumah Tangga) dan mengesahkannya
  • Mengangkat dan memberhentikan General Manajer perusahaan
  • Mengawasi kinerja General Manajer
  • Membuat kebijakan gaji bagi pegawai
  • Meminta pertanggung-jawaban dari General Manajer jika terjadi penyimpangan yang terjadi dalam perusahaan.

  2. Pimpinan utama di Pabrik Pembuatan Biogas dijabat oleh seorang general manager yang bertanggung jawab langsung kepada Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) memiliki tugas sebagai berikut :

  • Meneruskan kebijakan yang telah ditetapkan oleh manajer produksi PKS Adolina
  • Menentukan strategi untuk mencapai tujuan perusahaan
  • Mengontrol Segala kegiatan dan kinerja dari para karyawan Pabrik pembuatan Biogas
  • Bertanggung jawab pada Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).

  9.5 Struktur Tenaga Kerja

9.5.1 Pembagian Struktur Tenaga Kerja

  Pabrik pembuatan Biogas ini direncanakan beroperasi 365 hari per tahun secara kontinu 24 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu karyawan reguler atau non-shift dan karyawan shift.

  a. Karyawan non-shift Waktu kerja bagi karyawan reguler atau non-shift adalah 5 hari kerja, dimana hari Sabtu dan Minggu dijadikan hari libur. Untuk karyawan shift digunakan jadwal kerja berdasarkan giliran shift masing-masing. Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan sesuai Keputusan Menteri Tenaga Kerja Dan Transmigrasi Republik Indonesia Nomor: Kep.234/Men/2003 yaitu 8 jam sehari atau 40 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perhitungan uang lembur menggunakan acuan 1/173 dari upah sebulan (Pasal 10 Kep.234/Men/2003) dimana untuk jam kerja lembur pertama dibayar sebesar 1,5 kali upah sejam dan untuk jam lembur berikutnya dibayar 2 kali upah sejam. Adapun perincian waktu kerja baik bagi karyawan reguler maupun karyawan shift adalah sebagai berikut :

  Senin s.d. Kamis : 08.00-17.00 WIB (istirahat : 12.00-13.00 WIB) Jumat : 08.00-17.00 WIB (istirahat : 11.30-13.00 WIB)

  b. Karyawan shift Untuk pekerjaan yang langsung berhubungan dengan proses produksi yang membutuhkan pengawasan terus menerus selama 24 jam, para karyawan diberi pekerjaan bergilir (shift work). Pekerjaan dalam satu hari dibagi tiga shift, yaitu tiap

  

shift bekerja selama 8 jam dan 15 menit pergantian shift dengan pembagian sebagai

  berikut:

  Shift pagi (I) : 07.00-15.00 WIB Shift siang (II) : 15.00-23.00 WIB Shift malam (III) : 23.00-07.00 WIB

  Karyawan yang termasuk dalam kerja shift dibagi menjadi empat kelompok, yaitu kelompok A, B, C, dan D. Pola pembagian waktu kerja adalah pergantian dari

  

shift pagi, sore, malam, dan hari libur. Karyawan yang telah bekerja selama 2 kali

shift malam akan mendapatkan hari libur selama 2 hari.

  Berikut ini adalah Tabel 9.1 jadwal giliran kerja untuk karyawan shift :

Tabel 9.1 Pembagian Shift Karyawan Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu Minggu Senin

  A

  I I

  II II -- --

  III

  III

  II II

  III

  III -- B

  I I --

  III

  III -- -- C

  I I

  II II

  • D

  I I

  II II

  III

  III

9.5.2 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan

  Dari data karyawan shift dan non-shift jumlah karyawan pada Pabrik pengolahan limbah pabrik kelapa sawit menjadi energi listrik adalah 37 orang. SDM yang digunakan pada Pabrik pengolahan limbah perlu diperhatikan, adapun perinciannya dapat dilihat pada Tabel 9.2 dibawah ini : Gaji pokok karyawan diatur berdasarkan tingkat jabatan, keahlian dan kecakapan karyawan, masa kerja, serta prestasi kerja. Kenaikan gaji pokok dilakukan per tahun sesuai dengan pertumbuhan ekonomi serta prestasi dari karyawan. Daftar gaji karyawan dapat dilihat pada Tabel 9.3

Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya Jabatan Jumlah Pendidikan

  General Manajer

  1 Teknik Kimia (S1) dan Berpengalaman minimal 3 tahun

  Karyawan Proses

  27 Teknik Kimia (S1)/ Politeknik (D3) Karyawan Laboratorium, R&D

  3 MIPA Kimia (S1)/Kimia Analis (D3)

  Karyawan Gudang / Logistik

  3 SLTP/STM/SMU/D1 Petugas Kebersihan

  2 SLTP/SMU Supir

  1 SMU/STM

  Jumlah

  37 Hak dan Kewajiban Karyawan

  Setiap karyawan di perusahaan memiliki hak dan kewajiban yang diatur oleh undang-undang ketenagakerjaan. Terdapat dua jenis karyawan berdasarkan jenis kontrak kerjanya, yaitu :

  • Karyawan Pra-Kontrak merupakan karyawan baru yang akan mengalami masa percobaan kerja selama 6 bulan. Setelah 6 bulan, kinerja karyawan akan dievaluasi untuk kemudian diambil keputusan mengenai pengangkatan menjadi karyawan tetap.
  • Karyawan Tetap merupakan karyawan yang telah memiliki kontrak kerja secara tertulis dengan perusahaan. Baik karyawan pra-kontrak maupun karyawan tetap memiliki hak serta kewajiban yang sama. Hak karyawan meliputi masalah gaji, tunjangan, serta cuti karyawan.
  • Gaji pokok

  1. Hak Karyawan

Tabel 9.3 Proporsi Gaji Karyawan per 1 shift Gaji/oran

  Jumla Total Gaji Jabatan g Lembur h (Rp) (Rp) (Rp)

  General Manajer 1 12000000 12000000 69364 Karyawan Proses 27 2500000 67500000

  390173 Karyawan Laboratorium, 3 2500000 7500000 R&D

  43353 Karyawan Gudang / Logistik 3 2000000 6000000

  34682 Petugas Kebersihan 2 1000000 2000000

  11561 Supir 1 1250000 1250000

  7225

  Jumlah

  37 96250000

  556358

  (Anonim, 2011)

  • Tunjangan dan fasilitas bagi karyawan

  Selain gaji pokok, setiap karyawan juga mendapatkan tunjangan yang diatur oleh perusahaan. Beberapa jenis tunjangan dan fasilitas yang diberikan oleh perusahaan antara lain adalah :

  a. Tunjangan makan Makan siang disediakan oleh perusahaan dan setiap karyawan berhak makan siang yang disediakan. Namun karyawan juga dapat makan siang di luar wilayah perusahaan dan akan diberikan uang makan yang besarnya disesuaikan dengan jabatan karyawan.

  b. Tunjangan kesehatan Setiap karyawan akan memiliki asuransi yang diatur oleh perusahaan, sesuai dengan undang-undang Republik Indonesia nomor 40 tahun 2004 tentang Sistem Jaminan Sosial Nasional Pasal 18. Jenis program jaminan sosial meliputi: jaminan kesehatan;

  

  jaminan kecelakaan kerja;

  

  jaminan hari tua;

  

  jaminan pensiun dan kematian

  

  sehingga jika karyawan mengalami kecelakaan ataupun sakit dan harus dirawat, maka perusahaan akan mengganti seluruh biaya perawatan. c. Tunjangan hari raya Setiap karyawan akan mendapatkan tunjangan hari raya sebesar 1 bulan gaji setiap tahunnya.

  d. Tunjangan keluarga Karyawan yang telah memiliki keluarga akan mendapatkan tunjangan bagi istri dan anaknya (maksimal 2 anak) yang ketentuannya telah diatur oleh perusahaan.

  e. Tunjangan hari tua Karyawan yang telah berumur 60 tahun akan memasuki usia pensiun dan akan diberikan uang pensiun sebesar 10% dari gaji total selama karyawan tersebut bekerja.

  f. Fasilitas transportasi Perusahaan menyediakan sarana transportasi bagi karyawan berupa bus antar jemput yang berjumlah dua buah.

  • Cuti dan Hari Libur Nasional Setiap karyawan tetap akan mendapatkan cuti kerja sebanyak 15 hari per tahunnya dan hal ini tidak berlaku akumulatif. Selain itu pada hari libur nasional, karyawan non-shift akan libur, namun karyawan shift yang memiliki jadwal kerja pada hari tersebut tidak libur namun jam kerjanya akan dihitung sebagai jam kerja lembur.

  2. Kewajiban Karyawan Hak yang diterima oleh karyawan perlu diimbangi juga dengan kewajiban yang harus diberikan oleh setiap karyawan. Beberapa kewajiban karyawan antara lain adalah :

  • Wajib turut serta menyukseskan visi dan misi perusahaan.
  • Wajib mentaati kontrak kerja yang telah disepakati sebelumnya antara perusahaan dan karyawan.
  • Wajib menjaga kerahasiaan proses produksi pabrik.
  • Wajib untuk menciptakan lingkungan kerja yang kondusif

9.5.4 Keselamatan Kerja

  Keselamatan kerja bagi karyawan sangat penting. Hal ini pun diatur oleh pemerintah dalam undang-undang. Oleh karena itu diperlukan adanya staf ahli kesehatan dan keselamatan kerja (K3) yang berfungsi untuk memberikan pelatihan kepada seluruh karyawan, terutama karyawan yang berada di area produksi untuk memperhatikan keselamatan kerja. Pelatihan juga dapat berupa uji coba sirine bahaya kebakaran, dll.

  Perusahaan juga menyediakan beberapa jenis alat pelindung diri (APD) bagi setiap karyawan, dan setiap karyawan wajib memakai di dalam area produksi. APD tersebut antara lain adalah sepatu pengaman, earplug, helmet, baju tangan panjang, serta masker. Unit K3 juga menyediakan poster-poster yang berisikan himbauan kepada karyawan tentang keselamatan kerja.

BAB X EVALUASI EKONOMI Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat

  pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan.

  Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain:

  1. Modal investasi / Capital Investment (CI)

  2. Biaya produksi total / Total Cost (TC)

  3. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM)

  4. Titik impas / Break Even Point (BEP)

  5. Laju pengembalian Modal / Return On Investment (ROI)

  6. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT)

  7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)

10.1 Modal Investasi

  Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari:

10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)

  Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari:

  1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Modal investasi tetap langsung ini meliputi:

  Modal untuk tanah - Modal untuk bangunan - Modal untuk peralatan proses - Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol - Modal untuk perpipaan - Modal untuk instalasi listrik - Modal untuk insulasi - Modal untuk investaris kantor - Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan -

  • Modal untuk sarana transportasi Dari hasil perhitungan pada Lampiran D diperoleh modal investasi tetap langsung, MITL sebesar = Rp 104.048.180.398,-

  2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital

  Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik

  (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini meliputi:

  Modal untuk pra investasi -

  • Modal untuk engineering dan supervise

  Modal untuk biaya kontraktor (contractor’s fee) - Modal untuk biaya tak terduga (contigencies) -

  Dari perhitungan pada Lampiran D diperoleh modal investasi tetap tak langsung, MITTL sebesar Rp 44.269.302.319,-

  Maka total modal investasi tetap, MIT = MITL + MITTL = Rp. 104.048.180.398,- + Rp 44.269.302.319,- = Rp. 148.317.482.717,-

10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)

  Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 1 – 3 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 1 bulan. Modal kerja ini meliputi:

  • Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas
  • Modal untuk kas

  Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, dan biaya lainnya.

  • Modal untuk mulai beroperasi (start-up)
  • Modal untuk piutang dagang

  Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk. Rumus yang digunakan:

  HPT

  12 IP PD × =

  dimana: PD = piutang dagang

  IP = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan) HPT = hasil penjualan tahunan

  Dari hasil perhitungan pada Lampiran D diperoleh modal kerja, MK sebesar Rp. 23.905.481.039,-

   Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

  = Rp 148.317.482.717,- + Rp. 23.905.481.039,-

  

= Rp 172.222.963.756,- Modal investasi berasal dari: Modal sendiri/saham-saham sebanyak 60

  • Dari Lampiran D diperoleh modal sendiri = Rp 103.333.778.253,-
  • Pinjaman dari bank sebanyak 40

  % dari modal investasi total

  % dari modal investai total

  Dari Lampiran D diperoleh pinjaman bank = Rp 68.889.185.502,-

10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC)

  Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi :

  10.2.1 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC)

  Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliputi: Gaji tetap karyawan - Depresiasi dan amortisasi - Pajak bumi dan bangunan - Bunga pinjaman bank -

  • Biaya perawatan tetap

  Biaya tambahan - Biaya administrasi umum - Biaya pemasaran dan distribusi - Biaya asuransi -

  Dari hasil perhitungan pada Lampiran D diperoleh biaya tetap, BT sebesar = Rp 74.913.913.940,-

  10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC)

  Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi: Biaya bahan baku proses - Biaya karyawan tidak tetap/tenaga kerja borongan - Biaya pemasaran - Biaya laboratorium serta penelitian dan pengembangan (litbang) - Biaya pemeliharaan - Biaya tambahan -

  Dari hasil perhitungan pada Lampiran D diperoleh biaya variabel, BV sebesar = Rp 1.315.328.291,-

  Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

  = Rp 74.913.913.940,- + Rp Rp 1.315.328.291,- = Rp 76.229.242.231

  10.3 Total Penjualan (Total Sales)

  Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk Listrik yaitu sebesar Rp 141.554.154.000,-.

  10.4 Bonus Perusahaan

  Sesuai fasilitas tenaga kerja dalam pabrik pembuatan Biogas menjadi energi listrik, maka perusahaan memberikan bonus 0,5% dari keuntungan perusahaan yaitu sebesar Rp 326.624.559,-

  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha

  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh:

  1. Laba sebelum pajak = Rp 64.998.287.210,-

  2. Pajak penghasilan = Rp 19.481.986.163,-

  3. Laba setelah pajak = Rp 45.516.301.047,-

  10.6 Analisa Aspek Ekonomi

10.6.1 Profit Margin (PM)

  Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan.

  Laba sebelum pajak PM =

  × 100 %

  total penjualan Rp 64.998.287 .210,-

  PM = x 100% Rp 141.554.15 4.000,-

  = 45,92 %

  Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 45,92 %maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.

  10.6.2 Break Even Point (BEP) Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil

  penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi.

  Biaya Tetap BEP =

  × 100 %

  Total Penjualan Biaya Variabel

  −

  Rp 74.913.913 .940,- BEP = x 100%

  Rp 141.554.15 4.000,- - Rp 1.315.328. 291,- = 53,42%

  Kapasitas produksi pada titik BEP = 12.292,004 MWh/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = Rp 75.616.546.680,- Dari perhitungan diperoleh BEP = 53,42%, maka pra rancangan pabrik ini layak.

  10.6.3 Return on Investment (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih.

  Laba setelah pajak ROI =

  

× 100 %

  Total modal investasi Rp 45.516.301 .047,-

  ROI = x 100% Rp 172.222.96 3.756,-

  = 26,43 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah:

  • ROI

  ≤ 15 % resiko pengembalian modal rendah

  • 15

  ≤ ROI ≤ 45 % resiko pengembalian modal rata-rata

  • ROI

  ≥ 45 % resiko pengembalian modal tinggi

  Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 26,43 %, sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.

  10.6.4 Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu

  pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun.

  1 POT = x 1 tahun 0,2867

  POT = 3,78 tahun Dari harga di atas dapat dilihat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 3,78 tahun operasi.

  10.6.5 Return on Network (RON) Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri.

  Laba setelah pajak RON =

  × 100 %

  Modal sendiri Rp 45.516.301 .047,-

  RON = x 100% Rp 103.333.77 8.253,-

  RON = 44,05 %

  10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan

  keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan besarnya sama.

  Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi. Dari perhitungan Lampiran D diperoleh IRR = 42,02

  %,

  sehingga pabrik akan menguntungkan karena, IRR yang diperoleh lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini, sebesar 13 % (Bank Mandiri, 2011).

BAB XI KESIMPULAN Hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan sistem Recycle diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu :

  1. Kapasitas Listrik yang dihasilkan rancangan pabrik Pembuatan Biogas direncanakan 76,043 MWh/hari.

  2. Perusahaan dirancang melakukan kerjasama dengan PTPN IV Adolina dalam hal pengolahan limbah.

  3. Bentuk organisasi yang direncanakan adalah organisasi sistem garis dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan 37 orang.

  4. Luas tanah yang dibutuhkan adalah 3180 m

  2

  5. Analisa Ekonomi :

  • Total Modal Investasi : Rp 172.222.963.756,-
  • Total Biaya Produksi : Rp 76.229.242.231,-
  • Hasil Penjualan : Rp 141.554.154,-
  • Laba Bersih : Rp 45.516.301.047,-
  • Profit Margin (PM) : 45,92 %
  • Break Even Point (BEP) : 53,42 %
  • Return on Investment (ROI) : 26,43 %
  • Pay Out Time (POT) : 3,78 tahun
  • Return on Network (RON) : 44,05 %
  • Internal Rate of Return (IRR) : 42,07 %

  Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Biogas Menjadi Energi Listrik ini layak untuk didirikan.

DAFTAR PUSTAKA

  Alibaba.com Hong Kong Limited and licensors. [3 Mai 2011] Amaru, Kharistya. 2004. Rancang Bangun Dan Uji Kinerja Biodigester Plastik Poltethilene Skala

Kecil. Tugas Akhir Mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Universitas Padjadjaran.

  

Anonim. 2007. Renewable biological systems for alternative sustainable energy production.

  Agriculture and Consumer Protection Anonim, 2011. Harga Tanah. http://www.rumah.com/listings.php?CategoryID=4 13 Mei 2011.

  Aryati, Vincensia dan Audra Ayu, 2010. Biogas ProductionUsing Anaerobic Biodigester From

  Cassava Strach Effluent With Ruminant Bacteria As Biocatalyst. Thesis Mahasiswa Departemen Teknik Kimia, Universitas Diponegoro.

  Asia link, 2010. A Case Study of Cassava Starch Industry. Integrated Waste Management Modules For Different Courses of Graduate Studies, Thailand. Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI. 2009. Data Premi Perusahaan Asuransi Indonesia. Bank Mandiri. 2011. Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha. Jakarta. Bernasconi. 1995. Teknologi Kimia. Jakarta : Penerbit Pradnya Paramita. Brownell, L.E., Young E.H. 1959. Process Equipment Design. New Delhi: Wiley Eastern Ltd. Budhiarto, Adhi. 2010. Teknologi Proses Kilang Minyak Bumi. Buku Pintar Migas Burke, Dennis A. 2001. Dairy Waste anaerobic Digestion Handbook. Environmental Energy Company. Olympia. Can. 2008. Manfaat Biogas. http://www.wordpress.Reallife.com. 1 Maret 2009.

  rd

  Considine, Doughlas M., 1985, Instruments And Controls Handbook, 3 edition. McGraw- Hill.inc : USA

  rd

  Geankoplis, C.J. 1997. Transport Process and Unit Operation. 3 Edition. New Delhi: Prentice- Hall of India.

  th

  Geankoplis, C.J. 2003. Transport Process and Separation Process Principles. 4 Edition. New Jersey: Prentice-Hall.

  ICIS. 20119. Sample Report. http://www.icispricing.com. [3 Mai 2011] Iqbal, Rois. 2008. Biogas. http: [31 Oktober 2010] Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engineering. New York: John Wiley and Sons Inc.

  Kern, D.Q. 1965. Process Heat Transfer. New York: McGraw-Hill Book Company.

  ISBN: 0-88415-220-0. 1414p Kubota, Kokan. 2010. Present Status and Future Prospects Of Biogas Powered Fuell Cell Power Units. Jurnal Fuji Electric Review, Volume 29, No.2.

  Edition. New York: McGraw-Hill Book Company. Perry, Robert H. dan Dow W. Green. 1999. Chemical Engineering HandBook. 7

  Development of Oil Palm Industry in Indonesia, International Oil Palm Conference, Nusa Dua, Bali.

  Poeloengan, Zulkarnain, 2002, Natural and Human Resources Capacity for Sustainable

  Chemical Engineer. 5 th Edition. International Edition. Singapura: Mc.Graw-Hill.

  Edition. New York: McGraw-Hill Book Company. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 2004. Plant Design and Economics for

  th

  Edition. New York: McGraw-Hill Book Company. Perry, Robert H. dan Dow W. Green. 2008. Chemical Engineering HandBook. 8

  th

  th

  Lorch, Walter. 1981. Handbook of Water Purification. Britain : McGraw-Hill Book Company, Inc. Madura, Jeff. 2000. Introduction to Business. 2

  Perry, Robert H. dan Dow W. Green. 1997. Chemical Engineering HandBook. 5

  Energi Alternatif. [31 Oktober 2010] Novaviro, 2010. Design, Supply, Fabrication, Installation, Testing and Commissioning Of A

POME Biogas-Capture Anaerobic Digester System. Novaviro Technology Sdn Bhd.

  Othmer, D.F. dan Kirk, R.E. 1968. Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc. Nandiyanto, Asep Bayu. 2007. Biogas Sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif. Jurnal

  nd Edition. New York: McGraw-Hill Book Company.

  Nalco. 1988. The Nalco Water Handbook. 2

  Jakarta: Penerbit Erlangga. Montgomery, Douglas C. 1992. Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji (Terjemahan). Kuala Lumpur: Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang.

  Edition. USA: South-Western College Publishing. Metawater. Co. Ltd. 2010 McCabe, Warren L., Julian C. Smith, dan Peter Harriott. 1999. Operasi Teknik Kimia. Jilid 1.

  nd

  PT. Bratachem chemical. 2011. Price Product List. Jakarta.[3 Mai 2011]

  PT. Jamsostek (Persero). 2007. Jaminan Kecelakaan Kerja. [28 November 2007] PT. Pertamina. 2011.

  Speece, R.E. 1996. Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters. USA: Archae Press. Stephanopoulus, G. 1984. Chemical Process Control An Introduction to Theory and Practise.

  th Edition, McGraw-Hill : New York.

  Timmerhaus, Klaus D., 2004, Plant Design and Economics For Chemical Engineering, 5

  th Edition, McGraw-Hill : New York.

  Timmerhaus, Klaus D., 1991, Plant Design and Economics For Chemical Engineering, 5

  Thermodynamics. 3 rd Edition. New York: McGraw- Hill Book Company.

  Prentice Hall. New Jersey. Sutarto. 2002. Dasar-dasar Organisasi. Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Smith, J.M., H.C. Van Ness dan M.M. Abbott. 1996. Introduction to Chemical Engineering

  Siagian, Sondang P. 1992. Fungsi-fungsi Manajerial. Jakarta : Offset Radar Jaya. Siregar, Parpen. 2009. Produksi Biogas melalui Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Digester Anaerob. 2 November 2010.

  Rahman, Burhani. 2005. Biogas, Sumber Energi Alternatif. [31 Oktober 2010)

  Reforming For Synthetic Diesel Fuel Production From Steam-hydrogasifier Product Gases. Journal Korean ChemEng Volume 25, No 6.

  Senafati dan Amalia Yolanda. 2010. Pengaruh Pengembalian Lumpur (Recycle Sludge) Terhadap Fermentasi Limbah Cair Kelapa Sawit. Departemen Teknik Kimia. USU. Seok, Ku Jeon, Seok, Ku Jeon, Byung Ho Song dan Chan Park Seung. 2008. Methane Steam

  Rusjdi, Muhammad. 2004. PPh Pajak Penghasilan. Jakarta: PT Indeks Gramedia Rusjdi, Muhammad. 2004. PPN dan PPnBM: Pajak Pertambahan Nilai dan Pajak atas Barang Mewah. Jakarta: PT Indeks Gramedia.

  Reklaitis,G.V. 1983. Introduction to Material and Energy Balance. New York: McGraw-Hill Book Company.

  Liquids. 4 th Edition. R.R. New York: Donneley & Sons Company.

  Reid, Robert C., John M. Prausnitz, dan Bruce E. Poling. 1987. The Properties of Gases and

  Treyball, Robert E. 1981. Mass Transfer Operations. USA: Mc.GrawHill Book Company.

  nd Twigg, Martyn V., Catalyst Handbook 2 edition, Wolfe Publishing Ltd (1989), London.

  Ulrich, G.D. 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. New York: John Wiley and Sons. Walas, Stanley M. 1988. Chemical Proses Equipment. Departement of Chemical and Petroleum

  Engineering. University of Kansas Waluyo. 2000. Perubahan Perundang-undangan Perpajakan Era Reformasi. Jakarta: Penerbit Salemba Empat.

  Wahyuningsih, Fajriatin. 2009. Makalah Biogas. http://www.om. [31 Oktober 2010]

  Wikipedia. 2007. Biogas,November 2010] Wikipedia. 2008. Anaerobic Digestion,November 2010] Wikipedia. 2010. Carbon Dioxide[4 November 2010] Wikipedia. 2010. Cobalt Chloride[4 November 2010] Wikipedia. 2010. Ferrous Chloride[4 November 2010] Wikipedia. 2010. Methane4 November 2010] Wikipedia. 2010. Nickel Chloride[4 November 2010] Wikipedia. 2010. Sodium Carbonate[4 November 2010] Wikipedia. 2010. Water[4 November 2010] Winter, Josef dan Claudia Gallert, 2002, Material Recycling from Waste and Wastewater of Palm

  Oil Production for Sustainable Environmental Production, International Oil Palm

  Conference, Nusa Dua, Bali. [30 Oktober 2010] Wulfert, K., et.al., 2002, Treatment of POME in Anaerobic Fixed Bed Digester, International Oil

  Palm Conference, Nusa Dua, Bali. [30 Oktober 2010]

  

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

  Basis perhitungan : 1 hari operasi Kapasitas TBS : 45 ton/jam Konversi TBS ke POME : 60 % (Novaviro Technology, 2010) Maka, jumlah produksi POME = 60 % x 45 ton/jam

  = 27 ton/jam ton jam hari 27 x 20 x 300

  = jam hari tahun = 162000 ton/tahun

  ton 1 tahun

  Jumlah kebutuhan POME = 162000 x

  tahun 365 hari

  = 443,8356 ton/hari

  3

  = 443,8356 m /hari = 443835,6 L/hari

  Karakteristik POME : COD input : 53000 mg/L .......................(Senafati, 2010).

  % Dekomposisi COD : 84,9%....................................(Senafati, 2010).

  mg .L

  COD input : 53000 x 443835 ,

  6 L hari

  : 23.523,288 kg/hari COD output : COD input – 0,85 x COD input

  : 23.523,288 kg/hari – 0,849 x 23.523,288 kg/hari : 3550,6849 kg/hari

  COD terkonversi : 23.523,288 kg/hari – 3550,6849 kg/hari : 19.972,603 kg/hari

  CH4 yang diproduksi kgCH 4

  (Novaviro Technology, 2010)

  ,

  25 =

  COD yang terkonver si kgCOD Maka, CH yang diproduksi = 0,25 x 19.972,603 kg/hari

  4

  = 4993,1507 kg/hari

  3 Densitas CH 4 (30

  C) = 0,6 kg/m

  3 Volume CH = 8321,9178 m /hari

4 Komposisi Biogas, % Volume (Novaviro Technology, 2010)

  62,5 % CH

  4 

  37 % CO

  2 

  0,49 % H

  2 O 

  0,01 % H

  2 S 

  Jumlah CH4 yang diproduksi

  Maka jumlah biogas

  = % CH4 dalam biogas

3

  8321,9178 m /hari =

  0,625

  

3

  = 13.315,068 m /hari

  A.1 Penentuan Komposisi Bahan Baku A.1.1 Komposisi Senyawa Tambahan 2 , 5 gr kg kg

  Massa NaHCO

  1

  3 = x 443 . 835 , 6 :

1 L POME hari L

  = 1109,589 kg/hari 6

  −

  300 x

  10 L 29 , 9 gr kg kg Massa FeCL

  2 = x 443 . 835 ,

  6 :

  1

  1 L POME 100 ml hari L = 39,812 kg/hari 6

  −

  300 x

  10 L , 4 gr kg kg Massa NiCL

  2 = x 443 . 835 ,

  6 :

  1

  1 L POME 100 ml hari L = 0,5326 kg/hari 6

  −

  300 x

  10 L 1 , 13 gr kg kg Massa CoCl =

  2 x 443 . 835 ,

  6 :

  1

  1 L POME 100 ml hari L = 1,5046 kg/hari

  A.2 Perhitungan Neraca Massa A.2.1 Bak Neutraliser (M-01)

  = 39,8121 kg/hari

  Fungsi: sebagai tempat mencampur POME dari Neutraliser dengan Nutrisi dan umpan recyle.

  A.2.1 Tanki Pencampur

  = 444.987,0547 kg/hari

  6

  Neraca massa total: F

  5 CoCl2 = 1,5046 kg/hari

  2 : F

   CoCl

  4 NiCl2 = 0,5326 kg/hari

  2 : F

   NiCl

  3 FeCl2

  Fungsi: sebagai tempat pncampur POME dengan padatan NaHCO

  : F

  2

   FeCl

  2 NaHCO3 = 1109,589 kg/hari

  3 : F

   NaHCO

  1 POME = 443.835,6164 kg/hari

   POME : F

  M-01 2

5

6 3 4 1 Neraca massa komponen:

  Nutrisi

  3 , dan

  

M-02

6 21 7

21 F

  • F

  Reaksi: (C

  : Neraca Massa total : F

  7

  = F

  6

  7

  = 444.987,0547 kg/hari + F

  21

  ……………………(a)

  A.2.2 Reaktor Tangki Berpengaduk (R-01)

  Fungsi : sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan biogas dengan menggunakan bakteri thermofilik.

  6 7 19+20

  21 10 22 Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam reaktor fermentasi :

6 H

  10 O 5 ) n CH 4(g) + CO 2(g) + H

  • 18.905,7 kg/hari F

  22

    →  mikroba

  • F

  = 568.108,47 kg/hari

  19+20

  F

  19+20

  426.081,35 kg/hari = 0,75 F

  19+20

  = 0,75 F

  = 426.081,35 kg/hari Dari data diketahui bahwa jumlah limbah yang di recycle 25%, maka

  F

  2 S (g) + H

  22

  22

  444.987,0547 kg/hari = F

  10

  22

  = F

  6

  443.835,6164 kg/hari Neraca Massa Total :

  2 O POME Biogas

  F

  • F

  19+20

  3 CoCl2 = 1,5046 kg/hari

  F

  22 Air = F

  13

  13 VS + F

  13 Abu + F

  13 NaHCO3 + F

  13 FeCl2 + F

  13 NiCl2 +

  F

  13 CoCl2 ) = 419368,708 kg/hari.

  

  Alur 19+20 F

  = 568108,47 kg/hari

  F

  VS = 0,0325 kg/L F

  19+20

  VS

  = 19.278,851 kg/hari F

  19+20 NaHCO3 = F

  21 NaHCO3 / 0,75 = 369,86 kg/hari

  F

  19+20 FeCl2 = F

  21 FeCl2 / 0,75 = 13,27 kg/hari

  F

  19+20 NiCl2

  = F

  21 NiCl2

  22 CoCl2 = F

  3 NiCl2 = 0,5326 kg/hari

  / 0,75 = 0,71 kg/hari

  VS : 0,0325 kg/L Discharge

  F

  21

  = F

  

19+20

  22 F

  21

  = 142.027,1179 kg/hari F

  7

  = 587.014,172 kg/hari Karakteristik keluaran POME (Senafati, 2010):

  POME ,

  VS = 0,0426 kg/L Maka VS POME = 0,0426 kg/L x F POME

  = 0,0426 kg/L x 443836 L/hari = 18907,4 kg/hari

  Digester,

  VS : 0,0125 kg/L

  22 NiCl2 = F

  

  Alur 22 F

  22

  = 426.081,35 kg/hari = 444897 L/hari

  VS = 0,0125 kg/L F

  22 VS = 5561,207 kg/hari

  F

  22 NaHCO3 = F

  3 NaHCO3 = 1109,589 kg/hari

  F

  22 FeCl2

  = F

  3 FeCl2

  = 39,812 kg/hari F

  • – (F

21 CoCl2 / 0,75 = 2,006 kg/hari

  /hari x 1,45 kg/m

  3

  /hari = 4926,5753 m

  3

  /hari x 2,814 kg/m

  3

  = 13.863,383 kg/hari F

  10 H2S = 0,01x F

  16

  = 0,01% x 13.315,068 m

  3

  /hari = 1,3315 m

  3

  3

  3

  = 1,93068 kg/hari F

  10 H2O

  = 0,49 x F

  16

  = 0,49% x 13.315,068 m

  3

  /hari = 65,2438 m

  3

  /hari x 0,724 kg/m

  3

  = 47,236 kg/hari Maka F

  10

  = 18905,7 kg/hari

  /hari = 4926,5753 m

  F

  19+20 CoCl2 = F

  F

  F

  19+20 Air

  = 547294,36 kg/hari

  

  Alur 21 F

  21

  = 142027,118 kg/hari F

  21 VS = 13.717,644 kg/hari

  F

  21 NaHCO3 = 369,863 kg/hari

  F

  21 FeCl2 = 13,27068 kg/hari

  21 NiCl2 = 0,1775 kg/hari

  16

  F

  21 CoCl2 = 0,50153 kg/hari

  F

  21 Air = 127.925,66 kg/hari.

  

  Alur 10 F

  10

  = 13.315,068 m

  3

  /hari F

  10 CH4 = 4993,150685 kg/hari

  F

  10 CO2 = 0,30698 x F

  = 0,37 x 13.315,068 m

  A.2.4 Water Trap

  F

  F

  13 CO2 = 13.863,383 kg/hari

  F

  13 CH4 = 4.993,1507 kg/hari

  = 18.858,464 kg/hari F

  13

  Alur 13 F

  

  = 47,236 kg/hari

  11 H2O

  11 H2S = 1,93068 kg/hari

  Fungsi : Memisahkan air yang terkandung didalam biogas, dimana air terpisahkan 100 %

  F

  11 CO2 = 13.863,383 kg/hari

  = 4.993,1507 kg/hari F

  11 CH4

  = 18905,7 kg/hari F

  11

  Alur 11 F

  12 

  11

  13

  13 H2S = 1,93068 kg/hari

  A.2.4 Desulfurisasi

  Fungsi : untuk menyerap gas H S yang terkandung dalam biogas, gas H S

  2

  2

  terserap sempurna CH

  4 14 CO

  2 CH

  4 H

  2 S = 0,01% 13 CO

  2 Neraca Massa Total :

  13 F = 18.856,5337 kg/hari

  13 F H2S = 1,93068 kg/hari

  13 F CH4 = 4.993,1507 kg/hari

  13 F = 13.863,383 kg/hari CO2

  14 F CH4 = 4.993,1507 kg/hari

  14 F CO2 = 13.863,383 kg/hari

  14 F = 18.856,5337 kg/hari A.2.5 Generator

  15 udara

  16

14 Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam Generator

  Reaksi : CH4(g) + 2O2(g) CO2(g)+ 2H2O(g)

  H2O yang dihasilkan dalam bentuk steam. Dari literatur, di dapat bahwa 1 m3 biogas dapat menghasilkan 6 KWh listrik. (Anonim, Tanpa Tahun) Dalam hal ini berarti gas methan yang mengalami reaksi dengan oksigen yang menghasilkan energi listrik, sehingga dapat disimpulkan bahwa dari 60% gas methane dalam biogas dapat menghasilkan 6 KWh listrik.

  Neraca Massa Komponen: Kesetimbangan reaksi II :

  CH

  4 + 2O

  2 CO 2 + 2H

  2 O

  • Mula-mula : 312,41 624,82 Bereaksi : 312,41 624,82 312,41 624,82 Sisa : 0 312,41 624,82

  16

  14 CH 4 : F CH 4 = F CH 4 – (312,41kmol/hari x 16 kg/kmol)

  = 4.998,63 kg/hari – 4.998,63kg/hari = 0 kg/hari

  16

  14 CO 2 : F CO 2 = F CO 2 + (312,41kmol/hari x 44 kg/kmol)

  = 10.536,88 kg/hari + 13.746,04 kg/hari = 24.282,92 kg/hari

  16

  14 O 2 :F O2 = F O 2 – (624,82kmol/hari x 32 kg/kmol)

  = 23.993,08 kg/hari – 19.994,24 kg/hari = 3.998,84 kg/hari

  16

  14 N 2 : F N 2 = F N

  2

  = 15.043,25 kg/hari

16 H O : F H O = (624,82kmol/hari x 18 kg/kmol)

  2

  2

  = 11.246,76 kg/hari Neraca Komponen Total F16 = F14+ F15

  14

  14

  14

  15

  = F CH4 + F CO2 + F O2 + F N2 = 4.998,63 kg/hari + 10.536,88 kg/hari + 23.993,08 kg/hari + 90.259,68 kg/hari =129.788,27kg/hari

  

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

  Basis perhitungan : 1 hari operasi Satuan operasi : kJ/jam

  o

  Temperatur basis : 25 C Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:

  • Perhitungan panas untuk bahan dalam fasa cair dan gas T

  Q i = H i = (Smith, 2001) n Cp dT T 1 298

  ∫ =

  • Perhitungan panas penguapan

  Q

  V VL = N ΔH

  • Perhitungan Cp beberapa padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode Hurst dan Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom.

  Tabel LB.1 Nilai kontribusi Unsur Atom Unsur Atom E

  Δ

  C 10,89 H 7,56 O 13,42

  Fe 29,08 Cl 14,69 Ni 25,46

  Co 25,71 Ca 26,19

  K 28,78 Sumber : Perry, 1999

  Rumus Metode Hurst dan Harrison:

  n N

  = i ⋅ ∆ Ei pS

  Ci

  1 =

6 H

  ∫ ∫

  KHCO

  3 87,49

  Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) : 3 2 Cp dT cT bT a

  ................................................................................. (1) Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi :

  CT dT dT bT a CpdT T T T T

  ) ( 3 2 2 1 2 1

  ................................................................ (2) ) (

  K

  4 ) (

  3 ) (

  2 ) ( 4 1 4 2 3 1 3 2 2 1 2 2 1 2 2 1 T T

  d T T c T T b T T a CpdT T T

  − + − + − + − = ∫

  ..................... (3) Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah :

  ∫ ∫ ∫

  2 CO 3 108,71

  2 55,09

  Dimana : Cps = Kapasitas panas padatan pada 298,15 K ( J/mol.K ) n = Jumlah unsur atom yang berbeda dalam suatu senyawa N i = Jumlah unsur atom I dalam senyawa

  

Tabel LB.2 Kapasitas panas beberapa senyawa pada 298,25 K (J/mol.K)

  Δ Ei

  = Nilai dari distribusi atom I pada tabel LB.1 Menghitung Cp glukosa: Cp = 6.

  Δ EC + 12.

  Δ EH + 6.

  Δ EO

  = 6 (10,89) + 12 (7,56) + 6(13,42) = 236,58 J/mol.K

  Komponen Cp C

  CoCl

  12 O 6 236,58

  NaHCO

  3

  84,9 FeCl

  2

  58,46 NiCl

  2 54,84

  • =
  • =
  • ∆ + =
  • 2 2 1 T 1 T T v T T T Vl l b b Cp dT H dT Cp CpdT ................................................................. (4) Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi : T T 2 2

      dQ

      r H N CpdT N CpdT = ∆ R outout

    • ............................................................ (5)

      ∫ ∫ dt T T 1 1

    • Data Cp untuk fasa gas: Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

      Komponen a b c d e Air 34,047 -9,65E-03 3,299E-05 -2,044E-08 4,302E-12

      Methan 38,387 -2,36E-02 2,9E-04 -2,638E-07 8,007E-11 Karbonmonoksida 29,006 2,49E-03 -1,8E-05 4,798E-08 -2,873E-11

      Karbondioksida 19,022 7,96E-02 -7,37E-05 3,745E-08 -8,133E-12 Hidrogen 17,638 6,7E-02 -1,314E-4 1,058E-07 -2,918E-11

      H

    2 S 34,52 -1,76E-02 6,77E-05 -5,32E-08 1,41E-11

      Sumber: Reklaitis, 1983

    • Data Cp untuk fasa cair: Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

      Senyawa A b c d

      1 -1 -3 -6

      H

    2 O (l) 1,82964.10 4,7211.10 -1,3387.10 1,3142.10

    • 3 -5

      CH 4(l) -5,70709 1,02562 -1,6656.10 -1,9750.10

      1 -3 -5

      CO 2(l) 1,1041.10 1,1595 -7,2313.10 1,55019.10 Sumber: Reklaitis, 1983

      Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan (kkal/mol)

      Komponen

      ΔHf

      CH 4(g) -17,89 CO -94,05

      2(g)

      H S -4,82

      2 H

      2 O (l) -57,8

      H

      2 SO 4 -0,1945

      H

    2 CO -26,42

      Sumber: Reklaitis, 1983 Perhitungan (kkal/mol) dengan menggunakan metode Benson et al, dimana

      ΔHf

      kontribusi gugusnya adalah:

      

    Tabel LB.6 Tabel Kontribusi Gugus dengan Metode Benson et al

      Sumber : Perry, 1999 Rumus metode Benson et al:

      o 298 = 68,29 + ΔHf ∑Ni x Δhi o

      Dimana : 298 = entalpi pembentukkan pada 298 K (kJ/mol)

      ΔHf

      Ni = jumlah group atom i di dalam molekul = nilai dari kontribusi gugus atom pada tabel LB.6

      Δhi o 298 = 68,29 +

      ΔHf ∑Ni x Δhi

      = 68,29 + 6.(-OH-) + 1(COH) + 4. (CH) + 1. (-CH2-) = 68,29 + 6.(-208,04) + 1.(2,09) + 4.(29,89) + 1.(-20,64) = -1.078,94 kJ/mol

      B.1 Tangki Neutraliser (M-01)

      Fungsi: Melarutkan NaHCO

      3 , FeCl 2 , NiCl 2 dan CoCl 2 dengan POME o

      Alur 1 (30

      C, 1 atm) 3 4 5

      o 2 Alur 2 (30

      C, 1 atm)

      o

      Alur 3 (30

      C, 1 atm)

      o

      Alur 4 (30

      C, 1 atm) 1 6

      o

      Alur 5 (30

      C, 1 atm)

      303 303 303

      1

      1

      2 Energi masuk = N C6H12O6 CpdT + N H2O CpdT + N NaHCO3 CpdT + ∫ ∫ ∫

      298 298 298 303 303 303

      3

      4

      5 N FeCl2 CpdT + N NiCl2 CpdT + N CoCl2 CpdT ∫ ∫ ∫

      298 298 , 15 298

    Tabel LB.7 Perhitungan Energi yang masuk ke dalam Tangki Neutraliser

    Laju N CpdT N.Cp dT

      Komponen (kg/hari) (kmol/hari) (kJ/kmol) (kJ/hari)

      Glukosa 18907.397 105.041 1182.9 124253.1077 Air 424928.203 23607.122 374.69 8845301.677

      NaHCO3 1109.589 13.209 424.5 5607.387476 FeCl2 39.812 0.314 292.3 91.7460077 NiCl2 0.533 0.004 274.2 1.125893695

      CoCl2 1.505 0.012 275.45 3.18973928

      Q (kJ/hari) 8975258.234

      Dari data termodinamika Perry, 1999 :

      3

      panas pelarutan NaHCO

      3 dalam air = -4,1 kkal/mol = -17,166 x10 kJ/kmol

      3

      panas pelarutan NiCl

      2 dalam air = +19,23 kkal/mol = 80,516 x10 kJ/kmol

      3

      panas pelarutan FeCl

      2 dalam air = +17,9 kkal/mol = 74,947 x 10 kJ/kmol

      3

      panas pelarutan CoCl dalam air = +18,5 kkal/mol = 77,459 x10 kJ/mol

    2 N . = (13.209 x -17,166 + 0.3138 x 80,516 + 0.0041 x 74,947

      ∆H

      3

    • 0.011 x 77,459 ) x10 = -200284,9047 kJ

      dQ

      = ∆ pelaru tan outin dt

    • N . H Q Q

      = -200284,9047 kJ + Q out – 8975258,234 kJ Qout = 9175543,138 kJ Temperatur pada alur keluar diperoleh dengan menggunakan metode trial and error.

      T T T

      6

      6

      6 Energi keluar = N C6H12O6 CpdT + N H2O CpdT + N NaHCO3 CpdT + ∫ ∫ ∫

      298 298 298 T T T

      6

      6

      6 N FeCl2 CpdT + N NiCl2 CpdT + N CoCl2 CpdT ∫ ∫ ∫

      298 298 298 Temperatur pada alur keluar diperoleh dengan menggunakan metode trial and error,

      o

      sehingga didapat T = 30,113 C = 303,113 K

      out Tabel LB.8 Perhitungan Energi yang Keluar dari Tangki Neutraliser Komponen F (kg/hari) N(kmol/hari) N x ∫CpdT ∫CpdT

      Glukosa 18907.397 105.041 1182.9 124253.108

      Air 424928.203 23607.122 383.17 9045586.581

      NaHCO3 1109.589 13.209 424.5 5607.387

      FeCl2 39.812 0.314 292.3 91.746

      NiCl2 0.533 0.004 274.2 1.126

      CoCl2 1.505 0.012 275.45 3.190

      Q (kJ/hari) 9175543,138 B.2 Tangki Pencampur (M-02)

      Fungsi : Mencampur umpan POME dari bak Neutraliser dengan POME

       dari Alur Reycle 6 8

    21 Panas masuk alur 6 sama dengan panas keluar tangki Neutraliser yaitu 9175543,138

      kJ/hari. Temperatur aliran reycle adalah 37

      C, sehingga dapat dihitung panas dari alur Reycle.

      Tabel LB.9 Perhitungan Energi Alur Reycle dari Tangki Sedimentasi Komponen F(kg/hari) N (kmol) Nx ∫CpdT ∫CpdT

      Glukosa 13717.644 76.209 1182.9 90147.785 Air 127925.661 7106.981 900.20 6397712.881

      NaHCO3 369.863 4.403 424.5 1869.129 FeCl2 13.271 0.105 292.3 30.582 NiCl2 0.178 0.001 274.2 0.375

      CoCl2 0.502 0.004 275.45 1.063

      Q (kJ/hari) 6489761.816 Sehingga total panas keluar M-02 : Q = 9175543,138 kJ/hari. + 6489761.816 kJ/hari.

      total

      = 15665304.954 kJ/hari Untuk mengetahui suhu keluaran dari M-02, maka dilakukan trial error, sehingga didapatkan suhu 31,708

      C,

      

    Tabel LB.10 Perhitungan Temperatur Keluar M-02

    BM N Komponen F (kg/hari)

      N x ∫ Cp dT ∫Cp dT (kg/kmol) (kmol/hari)

      Glukosa 32625.041 180 181.250 1182.9 214400.893 Air 552853.864 18 30714.104 502.81 15443299.463

      NaHCO3 1479.452 84 17.613 424.5 7476.517 FeCl2 126.84

      53.083 0.419 292.3 122.328 NiCl2 0.710 129.71 0.005 274.2 1.501

      CoCl2 2.006 129.93 0.015 275.45 4.253

      Q (kJ/hari) 15665304.954 B.3 Reaktor Fermentasi (R-01)

      Fungsi: sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan biogas Alur 8 (1 atm, 31,708 ºC)

      o CH4 T=30 C CO2

      H S

      2 H

      2 O

      10 Glukosa Glukosa Air

      Air

      3 NaHCO Reaktor Fermentasi

      3 NaHCO

      2 FeCl

      7

      19

      2 FeCl

      2 NiCl o

      T=55 C

      2 NiCl CoCl

      2 CoCl

      2 Temperatur basis = 25ºC

      Reaksi: C H O + H SO + 4CO + 2H O + H S

      6

      12

      6

      2

      4

      4

      2

      2

      2 → 2CH

      2. ° CH + 4. ° CO ° H

      2 O (g) ° H

    • f 4 (g) f 2 (g) + 2.ΔH f f

      2 S (g) ] ΔHr = [ ΔH ΔH ΔH

    • – [ ° C H O °H SO ]

      2

      4 ΔH f

      6 12 6 (s) + ΔH f

    7 Kj/ hari

    11 C6H12O6

      T 298 15 ,

      = (2x-17,89 + 4x -94,05 + 2 x -57,8 + -4,82 ) – (-257,866 + -0,194) kkal/mol = -1.147.861,1 kJ/ kmol

    11 FeCl2

      

    Tabel LB.11 Entalpi POME yang keluar dari Fermentor

    Komponen F (kg/hari) N (kmol/hari) ∫ Cp dT N x Cp dT

      Glukosa 19278.851 107.105 1182.9 126694.184

      Air 547294.369 30405.243 2256.08 68596771.387

      NaHCO3 1479.452 17.613 424.5 7476.517

      FeCl2 53.083 0.419 292.3 122.328

      NiCl2 0.710 0.005 274.2 1.501

      CoCl2 2.006 0.015 275.45 4.253

      Entalpi biogas = N

      Q (kJ/hari) 68731070.170

      ∫ out T

      298 15 ,

      CpdT + N

      16 CO2 ∫ out

      T 298 15 ,

      CpdT + N

      16 H2S ∫ out

      T 298 15 ,

      CpdT

      11 CoCl2 ∫ ouy

      CpdT

      T 298 15 ,

      11 NiCl2 ∫ ouy

      74,145 kmol/hari 180

      19.278 - 32.625 Glukosa BM

      Fglukosa sisa - awal Fglukosa r

      = = =

      r

      ΔHr = -1,8638 x 10

      Panas masuk reaktor (R-01) = panas keluar tangki pencampur (M-02) = 15665304.954 kJ

      Energi keluar = N

      ∫ out T

      298 15 ,

      CpdT + N

      

    11

    H2O ∫ out

      T 298 15 ,

      CpdT + N

      11 NaHCO3 ∫ out

      T 298 15 ,

      CpdT + N

      ∫ ouy T

      298 15 ,

      CpdT + N

      CpdT + N

    16 CH4

    16 H2O

    • N

      CpdT

      298 15 ,

      ∫ out T

      

    Tabel LB.12 Entalpi Biogas yang keluar dari Fermentor

    Komponen F (kg/hari)

    N

    (kmol/hari)

      = 848376.593 kJ + 68731070.170 kJ + -1,8638 x 10

      (273,52 m - 146,545 m) = 35276141,81 kJ/hari 126,975 m = 35276141,81 kJ/hari m = 277819,585 kg/hari

      = m.4,187.(60-25) = 146,545 m dQ = dHr/dT

      ΔT)

      Qout air pemanas = m.Cp.(

      = m.4,208.(90-25) = 273,52 m

      ΔT)

      C. Keluaran air pemanas = 60 C Qin air pemanas = m.Cp.(

      Digunakan air pemanas pada suhu T = 90

      kJ - 15665304.954 kJ = 35275794.144 kJ

      7

      − ∆ + =

      ∫Cp dT (kJ/kmol) N x ∫Cp dT

      Q (kJ/hari) 848376.593 Qin Hr r Qout dT dQ

      47.237 2.624 1010.24 2651.134

      2 O(v)

      1.931 0.057 1023.99 58.010 H

      2 S

      13863.383 315.077 1133.78 357226.546 H

      2 (g)

      4993.151 312.072 1565.15 488440.902 CO

      4 (g)

      CH

      = 11575,816 Kg/jam Sehingga total kebutuhan air pemanas untuk 2 buah reaktor adalah = 23151,63 Kg/jam.

      

    LAMPIRAN C

    PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

    LC.1 Bak Umpan POME (BP-01)

      Fungsi : Menampung POME Bentuk : Bak Silinder vertikal dengan alas datar Bahan konstruksi : Beton Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30 C

      Waktu tinggal ( τ ) : 7 hari

      Laju alir massa (F) = 443835,6164 kg/hari

      3 Densitas ( = 1.000 kg/m ρ)

      Viskositas ( = 0,824 cP

      µ)

      Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, 1999) Menghitung volume tangki :

      443835,616 4 kg / hari

      3 Laju alir volumetrik (Q) = = 443,835 m /hari 3 1000 kg/m

      3

      3 Volume larutan /hari = 3106,849 m = τ x Q = 7 hari x 443,835 m

      3 Volume tangki, V T = ( 1+ 0,2 ) x 3106,849 m

      3

      = 3728,219 m Perhitungan ukuran bangunan

      Ukuran bak : Panjang bak (p) = 2 x lebar bak (l) maka p = 2l Tinggi bak (t) = ½ x lebar bak (l) maka t = ½ l Maka : Volume bak (V) = p x l x t

      3

      3728,219 m = 2l x l x ½ l Lebar bak (l) = 10,58m

      Dengan demikian, Panjang bak (p) = 21,17 m Tinggi bak (t) = 5,3 m Lebar bak (l) = 10,58 m

      3106,849

      Tinggi larutan dalam bak = x 5,3 m = 4,41 meter

      3728,22 LC.2 Pompa Umpan POME (P-01)

      Fungsi : Memompa POME ke Bak Neutralisasi Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

      o

      Temperatur = 30 C Laju alir massa (F) = 443835,6 kg/hari = 11,325 lbm/sec

      3

      3 Densitas ( = 1000 kg/m = 62,427 lbm/ft ρ)

      Viskositas ( = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s

      µ)

      F 11,325 lb /sec m

      3 Laju alir volumetrik, 0,181 ft

      Q

      = = = 3

      62,427 lb / ft

      ρ m

      Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

      0,45 0,13

      Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

      ρ) 0,45 0,13

      = 3,9 (0,181) (62,427) = 3,09 in

      Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel :

      1 Ukuran nominal : 3 in

      2 Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 3,548 in = 0,2956 ft Diameter Luar (OD) : 4,00 in = 0,3333 ft

      2 Inside sectional area : 0,0687 ft

      3

      0,0051 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,64 ft/s 2

      0,0687 ft

      v D ρ × ×

      Bilangan Reynold : N Re =

      µ 3 =

      ( 62 , 427 lbm / ft )( 2,64 ft / s )( 0,2956 ft ) 0,000538 lbm/ft.s 5 = 90664,98 (Turbulen)

      −

      4 , 6 x

      10 = 0,0005 (Geankoplis, 1993)

      ε/D = D

      Pada N = 90664,98 dan

      Re ε/D = 0,0005

      Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,0048

      Friction loss : 2 A 2  v

      1 Sharp edge entrance= h c = 0,55

      1  −

      A 1

      2 α

      

     

    2

      2,64

       = 0,55

      1 = 0,054 ft.lbf/lbm

      −

      2

      1 32 , 174

      ( ) ( )( ) 2 2

    v 2,64

    2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,162 ft.lbf/lbm

      2 . g c

      2

      1 32 , 174 2 ( )( ) 2

      

    v 2,64

    1 check valve = h = n.Kf. = 1(2,0) = 0,216 ft.lbf/lbm

    f

      2 . g c

      2

      1 32 , 174 2 ( )( )

      L . v

      Pipa lurus 40 ft = F = 4f

      f D .

      2 . g c 2 40 . 2,64

      ( )( )

      = 4(0,005) = 0,281 ft.lbf/lbm 0,2956 . 2 . 32 , 174

      ( ) ( )

    2

    2 A v 1 

      1 Sharp edge exit = h ex =

      1

       − A 2 c 2 . . g

      α   2

      2,64 = 1 = 0,108 ft.lbf/lbm

      −

      2

      1 32 , 174

      ( ) ( )( ) Total friction loss :

      ∑ F = 0,823 ft.lbf/lbm

      Dari persamaan Bernoulli : 2

      1 P 2 P 2 1

      

    v v g z z F W (Geankoplis, 1993) 2 − 1 2 − 1 ∑ s =

      ( ) ( )

      2

      α ρ

      dimana : v

      1 = v

      2 P 1 = P

      2 ∆Z = 12 ft

      Maka : 2 32 , 174 ft / s 12 ft , 823 ft . lbf / lbm W

    • 2 ( )

      s =

      32 , 174 ft . lbm / lbf . s Ws = - 12,823 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

      η= 75 %

      Ws = -

      η x Wp

    • 12,823 = -0,75 x Wp Wp = 17,097 ft.lbf/lbm

      Daya pompa : P = m x Wp 1 hp

      = 11,325 lbm/s 17,097 ft.lbf/lbm x

      ×

      550 ft . lbf / s = 0,35 Hp 1 Maka dipilih pompa dengan daya motor = Hp 2 LC.3 NaHCO

    3 Screw Conveyor (T-01)

      Fungsi : Mengalirkan NaHCO

      3 ke bak Neutralisasi

      Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Horizontal scew conveyor Jumlah : 1 unit

      Umpan L Keluaran Horizontal scew conveyor NaHCO

      3 Temperatur T = 30°C (303,15 K)

      Tekanan operasi P = 1 atm Jarak angkut L = 30 ft = 9,144 m Laju alir bahan F = 1109,589 kg/hari = 46,23kg/jam

      = 101,712 lb/jam

      3

      3 Densitas bahan = 66,081 lb/ft ρ = 1059 kg/m

      Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit)

      F

      

    3

      1

      3 Q /jam = 9,2214 ft /jam = = 101,712/66,0816 = 1,539 ft ×

      1 ρ

      6 Dipilih screw conveyor dengan diameter 12 in,

      Dari Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 Walas, 1988 didapatkan harga: Kecepatan putaran maximum( max ) = 60 rpm,

      ω

      3 Kapasitas masksimum (Q max ) = 90 ft /jam

      Faktor S = 171 Horse Power factor (f ) = 0,7 Sehingga, kecepatan putaran (

      ω), Q max

      × ω

      (Walas, 1988)

      = ω Q max

      9 , 2214 x

      60 =6,156 rpm = 6,5 rpm

      ω =

      90 Daya conveyor : P = (Walas, 1988) [ sx fxQx ] xL

      ω + ρ

      P = [171 x 6,5 + 0,7x9,2214x66,081]x30 = 35480,96

      Faktor keamanan 20%, P =1,2 x 35480,96

      = 44351,2 Efisiensi 80%, P = 55439

      = 0,055 Hp Maka dipilih conveyor dengan daya 0,1 Hp

      LC.4 FeCl

    2 Screw Conveyor (T-02)

      2 ke bak Neutralisasi

      1 ×

      Umpan Keluaran L

      /jam

      3

      ) = 90 ft

      max

      Kapasitas masksimum (Q

      ω max ) = 60 rpm,

      /jam Dipilih screw conveyor dengan diameter 12 in, Dari Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 Walas, 1988 didapatkan harga: Kecepatan putaran maximum(

      3

      = 0,111 ft

      1

      Bahan konstruksi : Carbon steel Bentuk : Horizontal scew conveyor Jumlah : 1 unit

      6

      Fungsi : Mengalirkan FeCl

      3 Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) ρ F Q

      = 197,184 lb/ft

      3

      ρ = 3160 kg/m

      = 3,649 lb/jam Densitas bahan

      Tekanan operasi P = 1 atm Jarak angkut L = 30 ft = 9,144 m Laju alir bahan F = 39,8121 kg/hari = 1,658 kg/jam

      2 Temperatur T = 30°C

      

    Horizontal scew conveyor FeCl

      = = (3,649 / 197,184 )x Faktor S = 171 Horse Power factor (f ) = 0,7 Sehingga, kecepatan putaran (

      ω),

      LC.5 Tangki Neutralisasi (M-01)

      3 Viskositas ( µ)

      = 1000,20 kg/m

      ρ)

      Laju alir massa (F) = 444987,054 kg/hari Densitas (

      Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

      T = 30,2 C

      Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm

      Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-285 grade C

      3 dan Nutrisi

      Fungsi : Mencampur POME dengan NaHCO

      Maka dipilih conveyor dengan daya 0,01 Hp

      max max

      Efisiensi 80%, P = 8734,109 = 0,0087 Hp

      P =1,2 x 5589,83 = 6987,287

      = 5589,83 Faktor keamanan 20%,

      (Walas, 1988) P = [171 x 1 + 0,7x0,111x197,184]x30

      ρ ω +

      =0,074 rpm = 1 rpm Daya conveyor : P = xL fxQx sx ] [

      90 , 60 111 x

      ω =

      (Walas, 1988)

      × =

      Q Q ω ω

      = 0,8 cP Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, 1999) Menghitung volume tangki : 444987,054 kg / hari

      3 Laju alir volumetrik (Q) = = 444,89 m /hari 3

      1000,20 kg/m

      3 Volume tangki, V T = ( 1+ 0,2 ) x 444,89 m

      3

      = 533,87 m Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H S : D T ) = 3 : 2

      1 2 Volume silinder = D H H : D 3 :

      2 π T S S T =

      ( )

      4

      3 3

      = D

      π T

    8 D T ( diameter tangki ) = 7,68 m = 302,45 in

      H S ( tinggi silinder ) = 3/2D T = 3/2 x 7,68 = 11,523 m Menghitung diameter dan tinggi tutup

      Diameter tutup = diameter tangki = 7,63 m Asumsi Hh : Di = 1 : 4

      1 Tinggi tutup 1,92 m

      x

      7 ,

      63

      = =

      4 Tinggi total = 11,52 + 1,92 = 13,44 m Menghitung tebal shell tangki

      PR

      (Perry, 1999)

      = SE ,

    • t n . C

      6 P

      −

      Dimana: t = tebal shell (in) P = tekanan desain (Psia) R = jari-jari dalam tangki (in) S = allowable stress (Psia) E = joint efficiency n = umur alat (tahun) C = corrosion allowance (m/tahun)

      3 Volum larutan = 444,89 m

      3 Volum tangki = 533,87 m

      444 ,

      89 Tinggi larutan dalam tangki = x 13 ,

      44 11 , 2 m

      =

      533 ,

      87 Tekanan hidrostatik P =

      ρ x g x l

      3

      2

      = 1000,2 kg/m x 9,8 m/det x 11,2 m = 109815,67 Pa = 15,92 psia

      Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

      = 1,2 ( 14,696 + 15,92) = 36,75 psia

    • Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C - Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)
    • Joint efficiency (E) : 0,8 (Peters et.al., 2004)
    • Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun (Perry, 1999)
    • Umur alat : 10 tahun

      1 36 , 75 x 302 ,

      45

      (

      2 )

      t

      10 x , 125

      = )

    • ( 13700 x ,

      8 ) , 6 x 36 ,

      75

      − ( ) (

      t = 1,75 in tebal shell standar yang digunakan adalah 2 in (Brownell, 1959) menghitung tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell Tebal tutup atas = 2 in (Brownell, 1959) Perancangan Sistem pengaduk

      Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah Kecepatan putaran (N) : 0,3 rps (Geankoplis, 1993) Efisiensi motor : 80 % Pengaduk didesain dengan standar berikut : D a : D t = 0,3 J : D t = 1 : 12 W : D a = 1 : 5 L : D = 1 : 4 E : D = 1:1 (Geankoplis, 1993)

      a a

      Jadi :

      1. Diameter impeller (D a ) = 0,3 x D t = 2,3 m = 7,56 ft

      2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = D = 2,3 m

      a

      3. Lebar baffle ( J) = 0,64 m

      4. Lebar daun baffle (W) = 0,46 m

      5. Panjang daun impeller (L) = 0,58 m Daya untuk pengaduk : 2 2 N D

      ,

      3 2 , 3 1000 ,

      2

      × a × ρ × ×

      Bilangan Reynold (N ) =

      Re =

      , 0008

      µ

      = 1992270,71 Dari tabel 3.4-5 (Geankoplis, 1993 ) diperoleh Np = 4 3 5 3 3 5 5 3 N N D P a 4 , 3 det 7 , 56 ft 62 , 44 lbm / ft

      × × × ρ × × ×

      P =

      = 2 g c 32 , 147 lbm . ft / lbf . det

      = 5185,843 ft.lbf/det = 9,426 hp Efisiensi motor,

      η = 80 %

      Jadi daya motor = 11,78 hp

      LC.6 Pompa Neutraliser (P-02)

      Fungsi : Memompa bahan baku ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

      o

      Temperatur = 30,113 C = 303,113 K Laju alir massa (F) = 37082,25 kg/jam = 22,7087 lbm/s

      

    3

      3 Densitas ( = 1000,203 kg/m = 62,44 lbm/ft ρ)

      Viskositas ( = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s

      µ)

      22,7087 lb /sec F

    m

      3 Laju alir volumetrik, Q 0,36368 ft /s = = = 3

      62,44 lb / ft

      ρ m

      Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

      0,45 0,13

      Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

      ρ) 0,45 0,13

      = 3,9 (0,36368) (62,44)

      = 4,2345 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in

      Schedule number : 40

      Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,1723 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,1979 ft

      2 Inside sectional area : 0,139 ft 3

      0,363686 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,6164 ft/s 2

      0,139 ft v D

      ρ × ×

      Bilangan Reynold : N =

      Re µ 3

      ( 62 , 44 lbm / ft )( 2,6164 ft / s )( 0,42057 ft ) =

      0,000538 l bm/ft.s 5 = 127.816,349 (Turbulen)

      −

      4 , 6 x

      10 = 0,000358 (Geankoplis, 1993)

      ε/D = D

      Pada N Re = 127.816,349 dan

      ε/D = 0,000358

      Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,0048

      Friction loss : 2 A v

    2 

    1 Sharp edge entrance= h c = 0,55

      1  −

      A

    1

      2 α

        2

      2,6164

       = 0,55

      1 = 0,05319 ft.lbf/lbm

      −

      2

      1 32 , 174 2 ( ) ( )( ) 2

      v 2,6164 2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,15958 ft.lbf/lbm

      2 . g c

      2

      1 32 , 174 2 ( )( ) 2

      v 2,6164 1 check valve = h f = n.Kf. = 1(2,0) = 0,21277 ft.lbf/lbm

      2 . g c

      2

      1 32 , 174 2 ( )( )

      L . v

      Pipa lurus 40 ft = F = 4f

      f D .

      2 . g c

      2

      40 . 2,6164

      ( )( )

      = 4(0,0075) = 0,19426 ft.lbf/lbm 0,42058 . 2 . 32 , 174

      ( ) ( ) 2 2 A v 1 

    1 Sharp edge exit = h =

      ex

      1

       − A 2 c 2 . . g

      

    α

      2

      2,6164 = 1 = 0,1063 ft.lbf/lbm

      −

      2

      1 32 , 174

      ( ) ( )( )

      Total friction loss :

      ∑ F = 0,7262 ft.lbf/lbm

      Dari persamaan Bernoulli : 2

      1 P P

      v v g z z F W (Geankoplis,1993) 2 1 2 1 s − − ∑ = 2 + + 2 − 1

      ( ) ( )

      2

      α ρ

      dimana : v

      1 = v

      2 P 1 = P

      2 ∆Z = 12 ft

      Maka : 2 32 , 174 ft / s

    • 12 ft 0,7262 ft . lbf / lbm W s
    • 2 + + +

        = ( )

        32 , 174 ft . lbm / lbf . s Ws = - 12,7262 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

        η= 75 %

        Ws = -

        η x Wp

      • 12,7262 = -0,75 x Wp Wp = 16,96827 ft.lbf/lbm

        Daya pompa : P = m x Wp 3 3 1 hp = 0,3636 ft /s x 62,44 lbm/ft

        1 6 , 617 ft.lbf/lbm x

        ×

        550 ft . lbf / s = 0,7006 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

        LC.7 Pompa Sedimentasi (P-05)

        Inside sectional area : 0,0233 ft

        0,45

        (50,64)

        0,13

        = 1,982 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 2 in

        Schedule number : 40

        Diameter Dalam (ID) : 2,067 in = 0,1722 ft Diameter Luar (OD) : 2,375 in = 0,1979 ft

        2 Kecepatan linear, v = Q/A = 2 3

        ρ) 0,13

        0,0233 / 0,00715

        ft s ft = 2,6014 ft/s

        Bilangan Reynold : N

        Re

        =

        µ × × ρ

        (Walas,1988) = 3,9 (0,0715)

        (

        Fungsi : Memompa umpan recycle ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 37

        3 Viskositas ( µ)

        o

        C Laju alir massa (F) = 5917,7965 kg/jam = 3,624 lbm/s Densitas (

        ρ)

        = 811,169 kg/m

        3

        = 50,64 lbm/ft

        = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s Laju alir volumetrik,

        0,45

        = = = 3 m m

        / ft lb 50,64 /sec lb 5917,7965

        ρ

        F Q 0,0715 ft

        3

        /s Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

        Di ,opt = 3,9 (Q)

        D v

        3

        ( 50 , 64 lbm / ft )( 2,6014 ft / s )( 0,1722 ft ) =

        0,000538 lbm/ft.s 5 = 42.210,907 (Turbulen)

        −

        4 , 6 x

        10 = 0,00087 (Geankoplis, 1993)

        ε/D = D

        Pada N Re = 127.816,349 dan

        ε/D = 0,00087

        Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,007

        Friction loss : 2 A v

      2 

        1 Sharp edge entrance= h c = 0,55

        1  −

        A 1 α

        2   2

        2,6014

         = 0,55

        1 = 0,052587 ft.lbf/lbm

        −

        2

        1 32 , 174 2 ( ) ( )( ) 2

        v 2,6014 2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,15776 ft.lbf/lbm

        2 . g c

        2

        1 32 , 174 2 ( )( ) 2

        v 2,6014 1 check valve = h f = n.Kf. = 1(2,0) = 0,210346 ft.lbf/lbm

        2

        1 32 , 174 2 . g c 2 ( )( )

        L . v

        Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D . 2 . g c 2 40 . 2,6014

        ( )( )

        = 4(0,007) = 0,6838 ft.lbf/lbm 0,17224 . 2 . 32 , 174

        ( ) ( ) 2 2 A v 1

        1 Sharp edge exit = h ex =

        1

         − A 2 α c 2 . . g

          2

        2,6014 = 1 = 0,105173 ft.lbf/lbm

        −

        2

        1 32 , 174

        ( ) ( )( )

        Total friction loss :

        ∑ F = 1,20972 ft.lbf/lbm

        Dari persamaan Bernoulli :

      • − + − s
        • 13,2097 = -0,75 x Wp Wp = 17,613 ft.lbf/lbm

        ρ)

        1 x ft.lbf/lbm 17,613 lbm/ft 50,639 x /s ft 0,0715 3 3

        ×

        = 0,1202 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor =

        1

        /

        8 Hp LC.8 Pompa Sedimentasi (P-06)

        Fungsi : Memompa umpan recycle ke tangki pencampur Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm Temperatur = 37

        o

        C Laju alir massa (F) = 5917,7965 kg/jam = 3,624 lbm/s Densitas (

        = 811,169 kg/m

        s lbf ft hp

        3

        = 50,64 lbm/ft

        3 Viskositas ( µ)

        = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s Laju alir volumetrik,

        = = = 3 m m

        / ft lb 50,64 /sec lb 5917,7965

        ρ

        F Q 0,0715 ft

        3

        / . 550

        =

        ( ) ( )

        Maka :

        2

        1 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ +

        −

        W F P P z z g v v

        ρ α

        (Geankoplis,1993) dimana : v

        1 = v

        2 P 1 = P

        2 ∆Z = 12 ft

        ( )

        Daya pompa : P = m x Wp

        / . 1,20972

        12 . / . 174 ,

        32 / 174 ,

        32 2 2

        = + + + + s W lbm lbf ft ft s lbf lbm ft s ft

        Ws = - 13,2097 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

        η= 75 %

        Ws = -

        η x Wp

        /s Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

        0,45 0,13

        Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

        ρ) 0,45 0,13

        = 3,9 (0,0715) (50,64) = 1,982 in

        Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 2 in

        Schedule number : 40

        Diameter Dalam (ID) : 2,067 in = 0,1722 ft Diameter Luar (OD) : 2,375 in = 0,1979 ft

        2 Inside sectional area : 0,0233 ft 3

        0,00715 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,6014 ft/s 2

        0,0233 ft v D

        ρ × ×

        Bilangan Reynold : N Re =

        µ 3

        ( 50 , 64 lbm / ft )( 2,6014 ft / s )( 0,1722 ft ) =

        0,000538 lbm/ft.s 5 = 42.210,907 (Turbulen)

        −

        4 , 6 x

        10 = 0,00087 (Geankoplis, 1993)

        ε/D = D

        Pada N Re = 127.816,349 dan

        ε/D = 0,00087

        Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,007

        Friction loss : 2 A v 2 

      1 Sharp edge entrance= h = 0,55

        c

        1  −

        A 1

        2 α

          2

        2,6014

         = 0,55

        1 = 0,052587 ft.lbf/lbm

        −

        2

        1 32 , 174 2 ( ) ( )( ) 2

        v 2,6014 2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,15776 ft.lbf/lbm

        2 . g c

        2

        1 32 , 174

        ( )( )

        2 2 v 2,6014 1 check valve = h = n.Kf. = 1(2,0) = 0,210346 ft.lbf/lbm f

        2 . g c

        2

        1 32 , 174 2 ( )( )

        L . v

        Pipa lurus 40 ft = F = 4f

        f D .

        2 . g c 2 40 . 2,6014

        ( )( )

        = 4(0,007) = 0,6838 ft.lbf/lbm 0,17224 . 2 . 32 , 174

        ( ) ( ) 2 2 A v 1 

      1 Sharp edge exit = h =

        ex

        1

         − A 2 c 2 . . g

        

      α

        2

        2,6014 = 1 = 0,105173 ft.lbf/lbm

        −

        2

        1 32 , 174

        ( ) ( )( )

        Total friction loss :

        ∑ F = 1,20972 ft.lbf/lbm

        Dari persamaan Bernoulli : 2 2 P P

        1 2 − 1

        v v g z z F W (Geankoplis,1993) 2 − 1 2 − 1 ∑ s =

        ( ) ( )

        2

        α ρ

        dimana : v

        1 = v

        2 P 1 = P

        2 ∆Z = 12 ft

        Maka : 2 32 , 174 ft / s 12 ft 1,20972 ft . lbf / lbm W 2 + + + s =

      • 32 , 174 ft . lbm / lbf . s

        ( )

        Ws = - 13,2097 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

        η= 75 %

        Ws = -

        η x Wp

      • 13,2097 = -0,75 x Wp Wp = 17,613 ft.lbf/lbm

        Daya pompa : P = m x Wp

        3 3 1 hp = 0,0715 ft /s x 50,639 lbm/ft 17,613 ft.lbf/lbm x

        ×

        550 ft . lbf / s = 0,1202 Hp

        1 Maka dipilih pompa dengan daya motor = /

        8 Hp LC.9 Tangki pencampur (M-02)

        Fungsi : Mencampur POME dengan umpan recycle Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-285 grade C

        Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm

        T = 31,708 C

        Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

        Laju alir massa (F) = 48917,84 kg/hari

        3 Densitas ( = 952,945 kg/m ρ)

        Viskositas ( = 0,8 cP

        µ)

        Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, 1999) Menghitung volume tangki :

        48917,8477 kg / hari

        3 Laju alir volumetrik (Q) = = 51,33 m /hari 3

        952,945 kg/m

        3 Volume tangki, V T = ( 1+ 0,2 ) x 51,33 m

        3

        = 61,6 m Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H : D ) = 3 : 2

        S T

        1 2 Volume silinder = D H H : D 3 :

        2 π T S S T =

        

      ( )

        4

        3 3

        = D

        π T

      8 D T ( diameter tangki ) = 3,74 m = 147,24 in

        H S ( tinggi silinder ) = 3/2D T = 3/2 x 3,74 = 5,61 m Menghitung diameter dan tinggi tutup

        Diameter tutup = diameter tangki = 3,74 m Asumsi Hh : Di = 1 : 4

        1 Tinggi tutup 0,94 m

        x

        3 ,

        74

        = =

        4 Tinggi total = 5,61 + 0,94 = 6,55 m Menghitung tebal shell tangki

        PR

        (Perry, 1999)

        = SE ,

      • t n . C

        6 P

        −

        Dimana: t = tebal shell (in) P = tekanan desain (Psia) R = jari-jari dalam tangki (in) S = allowable stress (Psia) E = joint efficiency n = umur alat (tahun) C = corrosion allowance (m/tahun)

        3 Volum larutan = 51,33 m

        3 Volum tangki = 61,6 m

        51 ,

        33 Tinggi larutan dalam tangki = 5,45 m

        x

        6 ,

        55

        =

        61 ,

        6 Tekanan hidrostatik P =

        ρ x g x l

        3

        2

        = 952,945 kg/m x 9,8 m/det x 5,45 m = 50935,9 Pa = 7,388 psia

        Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

        = 1,2 ( 14,696 + 7,388) = 26,5 psia

      • Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C - Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)
      • Joint efficiency (E) : 0,8 (Peters et.al., 2004)
      • Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun (Perry,1999)
      • Umur alat : 10 tahun 147 ,

        24 26 , 5 x

        2

         

        10 x , 125

        = )

      • t

        ( 13700 x , 8 ) , 6 x 26 ,

        5

        − ( ) (

        t = 1,428 in tebal shell standar yang digunakan adalah 1 1 in (Brownell, 1959) 2 menghitung tebal tutup tangki

        Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell Tebal tutup atas = 1 1 in (Brownell, 1959)

        2 Perancangan Sistem pengaduk Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah Kecepatan putaran (N) : 0,5 rps (Geankoplis, 1993) Efisiensi motor : 80 % Pengaduk didesain dengan standar berikut : D a : D t = 0,3 J : D t = 1 : 12 W : D a = 1 : 5 L : D = 1 : 4 E : D = 1:1 (Geankoplis, 1993)

        a a

        Jadi :

        6. Diameter impeller (D a ) = 0,3 x D t = 0,3 x 3,69 = 1,12 m

        7. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = D a = 1,12 m

        8. Lebar baffle ( J) = 0,31 m

        9. Lebar daun baffle (W) = 0,22 m

        10.Panjang daun impeller (L) = 0,28 m Daya untuk pengaduk : 2 2 N D , a

        8 1 , 12 952 , 945

        × × ρ × ×

        Bilangan Reynold (N Re ) =

        =

        , 0008

        µ

        = 11998656,465 Dari tabel 3.4-5 (Geankoplis, 1993 ) diperoleh Np = 4

        3 5 3 3

      5

      5 3 N N D P × × a × 4 , 8 det 1 , 12 ft 59 , 492 , 674 lbm / ft ρ × × ×

        P =

        = 2 g c 32 , 147 lbm . ft / lbf . det

        = 2561,663 ft.lbf/det = 4,657 hp Efisiensi motor,

        η = 80 %

        Jadi daya motor = 5,467 hp

        LC.10 Pompa Umpan Bioreaktor Berpengaduk (P-04)

        Fungsi : Memompa bahan baku ke Reaktor Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

        o

        Temperatur = 31,708 C Laju alir massa (F) = 21500,03 kg/jam = 13,166 lbm/s

        3

        3 Densitas ( = 952,945 kg/m = 59,49 lbm/ft ρ)

        Viskositas ( = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s

        µ)

        F 13,166 lb /sec m

        3 Laju alir volumetrik, 0,2213 ft /s

        Q

        = = = 3

        59,49 lb / ft

        ρ m

        Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

        0,45 0,13

        Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

        ρ) 0,45 0,13

        = 3,9 (0,2213) (59,49) = 3,365 in

        Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel :

        1 Ukuran nominal : 3 in

        2 Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 3,548 in = 0,2956 ft Diameter Luar (OD) : 4,00 in = 0,3333 ft

        Inside sectional area : 0,0687 ft

        ε/D = D x 5

        Friction loss :

        Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,005

        

      ε/D = 0,0005

        = 103186,9378 dan

        Re

        = 0,0005 (Geankoplis, 1993) Pada N

        −

        4

        10 6 ,

        = 103186,9378 (Turbulen)

        A

      

        ft s ft ft lbm

        59 ( 3

        = lbm/ft.s 0,000538 ) 0,2956 )( / 3,153 )( / 49 ,

        

      × ×

        

      µ

      ρ D v

        =

        Re

        Bilangan Reynold : N

        ft s ft = 3,153 ft/s

        0,0687 / 0,2213

        2 Kecepatan linear, v = Q/A = 2 3

      1 Sharp edge entrance= h c = 0,55

        1 2

      1

      2

      v A

        = 4(0,005)

        32

        1

        2 3,153 2

        = 0,3091 ft.lbf/lbm Pipa lurus 40 ft = F f = 4f c

        D g L v

        . 2 .

        . 2

        ∆

        ( )( ) ( ) ( )

        ( )( )

        174 , 32 . 0,2956 2 . 3,153 .

        40 2 = 0,4182 ft.lbf/lbm

        1 Sharp edge exit = h ex = c g

      v

      A

        A . .

        2

        1 2 2 2 1

        

      α

        

         −

        174 ,

        2 2 = 1(2,0)

        2

        = 0,077 ft.lbf/lbm

          − = 0,55

        ( ) ( )( )

        174 ,

        32

        1

        2 3,153

        1 2

        α

        2 elbow 90° = h f = n.Kf. c g v

        .

        .

        2 2 = 2(0,75)

        ( )( )

        174 ,

        32

        1

        2 3,153 2

        = 0,23184 ft.lbf/lbm

        1 check valve = h f = n.Kf. c g v

        −

        2

        3,153 = 1 = 0,15456 ft.lbf/lbm

        −

        2

        1 32 , 174

        ( ) ( )( )

        Total friction loss :

        

      ∑ F = 1,191 ft.lbf/lbm

        Dari persamaan Bernoulli : 2 P P

        1

        − v v g z z F W (Geankoplis, 1993) 2 − 1 2 − 1 ∑ s = 2 2

      1

      + + +

      • 2

        ( ) ( )

        α ρ

        dimana : v

        1 = v

        2 P 1 = P

        2 ∆Z = 12 ft

        Maka : 2 32 , 174 ft / s

      • 12 ft 1,191 ft . lbf / lbm W
      • 2 + + + s =

          ( )

          32 , 174 ft . lbm / lbf . s Ws = - 13,19103 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

          η= 75 %

          Ws = -

          η x Wp

        • 13,19103 = -0,75 x Wp Wp = 17,588 ft.lbf/lbm

          Daya pompa : P = m x Wp 1 hp

          = 13,166 lbm/s 17,588 ft.lbf/lbm x

          ×

          550 ft . lbf / s = 0,4121 Hp

          Maka dipilih pompa dengan daya motor =

          1 Hp

          2 LC. 11 Fermentor (R-01) Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Tipe : Bioreaktor berpengaduk

          Bentuk : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-285 grade C

          Jumlah : 1 unit

          Waktu Tinggal : 6 hari Kondisi operasi : P = 1 atm

          T = 55 C

          Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

          Laju alir massa (F) = 293507,0863 kg/hari

          3 Densitas ( = 952,945 kg/m ρ)

          Viskositas ( = 0,8 cP

          µ)

          Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, 1999) Menghitung volume tangki :

          293507,086 3 kg / hari

          3 Laju alir volumetrik (Q) = = 308 m /hari 3

          952,945 kg/m

          3 Volume tangki, V T = ( 1+ 0,2 ) x 308 m

          3

          = 2217,6 m Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H S : D T ) = 3 : 2

          1 2 Volume silinder = D H H : D T S S T 3 :

          2 π =

          ( )

          4

          3 3

          = D T

          π

        8 D T ( diameter tangki ) = 12,3 m

          H ( tinggi silinder ) = 3/2D = 3/2 x 12,3 = 18,5 m

          S T

          Menghitung diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = 12,34 m Hh : Dt = 1 : 6 (Brownell, 1959)

          1 Tinggi tutup 2,06 m

          x

          12 ,

          2

          = =

          6 Tinggi total = 18,3 + 2,03 =20,58 m

          volume bahan dalam tangki x tinggi tangki

          Tinggi bahan dalam tangki =

          volume tangki

          1848 x 20 ,

          58 = 2217 ,

          6 = 17,15 m

          Perancangan Sistem pengaduk Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah Kecepatan putaran (N) : 0,1 rps (Geankoplis, 1993) Efisiensi motor : 80 % Pengaduk didesain dengan standar berikut : D : D = 0,3 J : D = 1 : 12 W : D = 1 : 5

          a t t a

          L : D a = 1 : 4 E : D a = 1:1 (Geankoplis, 1993) Jadi :

          Diameter impeller (D a ) = 0,3 x D t = 0,3 x 12,3 m = 3,7 m Tinggi pengaduk dari dasar (E) = D a = 3,7 m Lebar baffle ( J) = 1,03 m

          Lebar daun baffle (W) = 0,74 m Panjang daun impeller (L) = 0,93 m

          Daya untuk pengaduk : 2 2 N D , a

          1 3 , 7 952 , 945

          × × ρ × ×

          Bilangan Reynold (N Re ) =

          =

          , 0008

          µ

          = 1634940,35 Dari tabel 3.4-5 (Geankoplis, 1993 ) diperoleh Np = 4 3 5 3 3 5 5 3 N N D P × × a × ρ × × × 4 , 1 det 12 , 15 ft 59 , 492 , 674 lbm / ft

          P =

          = 2 g c 32 , 147 lbm . ft / lbf . det

          = 1963,76 ft.lbf/det = 3,57 hp Efisiensi motor,

          η = 80 %

          Jadi daya motor = 4,5 hp

          Menghitung Tebal Tangki :

          Menghitung tebal shell tangki

          PR

          (Perry, 1999)

          = SE ,

        • t n . C

          6 P

          − Dimana: t = tebal shell (in) P = tekanan desain (Psia) R = jari-jari dalam tangki (in) S = allowable stress (Psia) E = joint efficiency n = umur alat (tahun) C = corrosion allowance (m/tahun)

          3 Volum larutan = 1779,586 m

          3 Volum tangki = 2135,5035 m

          Tinggi larutan dalam tangki = 17,15 m Tekanan hidrostatik

          P =

          ρ x g x l

          3

          2

          = 952,945 kg/m x 9,8 m/det x 17,15 m = 158176,223 Pa = 22,944 psia

          Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

          = 1,2 ( 14,696 + 22,944) = 45,16 psia

        • Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C - Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)
        • Joint efficiency (E) : 0,8 (Peters et.al., 2004)
        • Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun (Perry, 1999)
        • Umur alat : 10 tahun 486 ,

          19 45 , 168 x

          2

            t

          10 x , 125

          = )

        • +

          ( 13700 x ,

          8 ) , 6 x 45 , 168 ,

          39

          − ( ) (

          t = 2,24 in tebal shell standar yang digunakan adalah 2 1 in (Brownell, 1959)

          2 menghitung tebal tutup tangki Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell Tebal tutup atas = 2 1 in (Brownell, 1959)

          2 Jaket Pemanas Jumlah Steam = 388,124 kg/hari

          ID = OD = 480,114 inchi

          Jaket shell

          Tinggi Jaket = Tinggi Reaktor = 720 inchi Jarak Jaket = 12 inchi OD = 480,114 in +2x12in

          Jaket

          = 504,115 inchi 2 2

          π

          Luas laluan air = D D

          × 2 − 1

          4

          2

          = 11,969 m

          LC.12 Pompa Umpan Reaktor Floating Roof (P-03)

          Fungsi : Memompa bahan baku ke Reaktor Jenis : Pompa screw pump Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

          o

          Temperatur = 31,708 C Laju alir massa (F) = 21500,03 kg/jam = 13,166 lbm/s

          3

          3 Densitas ( = 952,945 kg/m = 59,49 lbm/ft ρ)

          Viskositas ( = 0,8 cP = 0,000538 lbm/ft.s

          µ)

          F 13,166 lb /sec m

          3 Laju alir volumetrik, Q 0,2213 ft /s = = = 3 ρ 59,49 lb / ft m

          Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

          0,45 0,13

          Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

          ρ) 0,45 0,13

          = 3,9 (0,2213) (59,49) = 3,365 in

          Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel :

          1 Ukuran nominal : in

          3

          2 Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 3,548 in = 0,2956 ft Diameter Luar (OD) : 4,00 in = 0,3333 ft

          2 Inside sectional area : 0,0687 ft

        3

          0,2213 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,153 ft/s 2

          0,0687 ft

          

        v D

        × × ρ

          Bilangan Reynold : N =

          Re µ

        3

          ( 59 , 49 lbm / ft )( 3,153 ft / s )( 0,2956 ft ) =

          0,000538 lbm/ft.s 5 = 103186,9378 (Turbulen)

          −

          4 , 6 x

          10 = 0,0005 (Geankoplis, 1993)

          ε/D = D

          Pada N Re = 103186,9378 dan

          ε/D = 0,0005

          Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,005

          Friction loss : 2 A v 2 

        1 Sharp edge entrance= h = 0,55

          c

          1  −

          

        A

        1

          2 α

          

         

        2

          3,153

           = 0,55

          1 = 0,077 ft.lbf/lbm

          −

          2

          1 32 , 174 2

        ( ) ( )( )

        2

          v 3,153

        2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,23184

          2 . g c

          2

          1 32 , 174

          ( )( )

          ft.lbf/lbm 2 2

          

        v 3,153

        1 check valve = h = n.Kf. = 1(2,0) = 0,3091

        f

          2 . g c

          2

          1 32 , 174

          ( )( )

          ft.lbf/lbm 2 L . v

          ∆

          Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D . 2 . g c

          2

          40 . 3,153

          

        ( )( )

          = 4(0,005) = 0,4182 ft.lbf/lbm 0,2956 . 2 . 32 , 174

          ( ) ( ) 2 2 A v 1 

        1 Sharp edge exit = h =

          ex

          1

           −

        A

        2 c 2 . . g

          α

         

        2

          3,153 = 1 = 0,15456 ft.lbf/lbm

          −

          2

          1 32 , 174

          ( ) ( )( )

          Total friction loss :

          ∑ F = 1,191 ft.lbf/lbm

          Dari persamaan Bernoulli : 2

          1 P P 2 2 − 1

          v v g z z F W (Geankoplis, 1993) 2 − 1 2 −

        1 ∑ s =

          ( ) ( )

          2

          α ρ

          dimana : v = v

          1

          2 P 1 = P

          2 ∆Z = 12 ft

          Maka : 2 32 , 174 ft / s

        • 12 ft 1,191 ft . lbf / lbm W
        • 2 + + + s =

            ( )

            32 , 174 ft . lbm / lbf . s Ws = - 13,19103 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

            η= 75 %

            Ws = -

            η x Wp

          • 13,19103 = -0,75 x Wp Wp = 17,588 ft.lbf/lbm

            Daya pompa : P = m x Wp 1 hp

            = 13,166 lbm/s 17,588 ft.lbf/lbm x

            ×

            550 ft . lbf / s = 0,4121 Hp

            Maka dipilih pompa dengan daya motor =

            1 Hp

            2

            LC.13 Bioreaktor Floating Roof (R-02)

            Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Bentuk : Floating Roof Tank Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-285 grade C

            Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : P = 1 atm

            T = 55 C

            Waktu tinggal ( τ ) : 6 hari

            Laju alir massa (F) = 293507,1 kg/hari

            3 Densitas ( = 952,945 kg/m ρ)

            Viskositas ( = 0,8 cP

            µ)

            Faktor kelonggaran = 20 % (Perry, 1999) Desain Tangki 1.

            Menghitung volume tangki : 293507,1 kg / hari

            3 Laju alir volumetrik (Q) = = 308 m /hari 3

            952,945 kg/m

            3 Volume Bahan = 1848 m

            3 Volume tangki, V T = ( 1+ 0,2 ) x 1848 m

            3

            = 2217,6 m Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H : D ) = 3 : 2

            S T

            1 2 Volume silinder = D H H : D 3 :

            2 π T S S T =

            ( )

            4

            3 3

            = D

            π T

          8 D T ( diameter tangki ) = 12,34 m = 486,19 in

            H S ( tinggi silinder ) = 3/2D T = 3/2 x 12,34 = 18,52 m Menghitung tebal shell tangki

            3 Volum larutan = 1848 m

            3 Volum tangki = 2217,6 m

          • Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C - Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Peters et.al., 2004)
          • Joint efficiency (E) : 0,8 (Peters et.al., 2004)
          • Corossion allowance (C) : 0,125 in/tahun (Perry, 1999)
          • Umur alat : 10 tahun
            • − =

            ( ) ( )

            387 ,

            16

            } = 15,82 kPa

            m x

            43 ,

            15 52 , 18 2217 6 ,

            1848

            = ( )

            125 ,

            C T

          B

            10 41 ,

            42 ) 6 ,

            ( 13700 8 , 486 19 ,

            2

            1 41 ,

            42

            x x x x t

            C n P SE PR t .

          • − =

            = exp{ 230 17 , 55 3885 7 ,

            P setimbang (kPa) = exp{

            6 ,

            Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) (P operasi)

            Tinggi larutan dalam tangki = Tekanan hidrostatik

            P =

            ρ x g x l

            = 952,945 kg/m

            3

            x 9,8 m/det

            2

            x 15,43 m = 20,65 Psia

            = 1,2 ( 14,696 + 20,65) = 42,41 psia

            2 = Po + Psetimbang

            (Perry, 1999) t = 1,25 in = 0,0317 m tebal shell standar yang digunakan adalah 1,25 in

            2. Desain Tangki Atas Diameter

            2 = D 1 - 2xTebal shell

            1

            = 12,2 m – 2 x (0,0317) = 12,13 m

            P

            1

            = 1 atm P

          • A
            • +

              }
            P

            2 = 1 atm + 15,82 kPa

            = 1,256 atm P

            2

            1 V 1 = P

          2 V

            1. 2135,504 = 1,156 x V

            2

          3 V = 1847,107 m

            2 V 2 = A x h

            1847 h =

            1 2 D 2

            π

            4 = 15,98 m

            Maka jarak tangki kedua ke dasar tangki pertama = 18,3 m- 15,98 m = 2,3 m

            Jaket Pemanas Jumlah Steam = 388,124 kg/hari

            ID Jaket = OD shell = 480,114 inchi Tinggi Jaket = Tinggi Reaktor = 720 inchi Jarak Jaket = 12 inchi OD = 480,114 in +2x12in

            Jaket

            = 504,115 inchi 2 2

            π

            Luas laluan air = D D

            × 2 − 1

            4

            2

            = 11,969 m Desain blower,

            3 Dari Metawater Co.Ltd, 2010, untuk volume tangki 407 m maka jumlah gas yang

            3

            disirkulasikan 3,6 m /min

            3

            3 Maka untuk volume 1779,58 m , jumlah gas yang sirkulasikan 15,75 m /min.

            Daya blower dapat dihitung dengan persamaan, Tekanan hidrostatik bejana

            P =

            ρ x g x l

            3

            2

            = 952,945 kg/m x 9,8 m/det x 15,43 m = 144,16 kPa

            = 1,2 atm P blower > P bejana, maka fluida bisa mengalir

            144 efisiensi Q × ×

            P

            (Perry, 1999)

            = 33000

            Efisiensi blower,

            η = 75 %

            3

          3 Q = 15,75 m /min = 944,4 m /jam

            Sehingga,

            144 0,75 944,4 × ×

            P = 4,144 hp =

            33000

            Maka dipilih blower dengan daya 4 ¼ hp

            LC.14 Tangki Sedimentasi (RC-01/02)

            Fungsi : Mengendapkan sebagian padatan-padatan yang keluar dari fermentor. Jenis : Gravity Thickner Jumlah : 2 unit Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212, GradeC

            Data : Laju massa (F ) = 40098,52 kg/2jam

            1

            3 Densitas air = 811,17 kg/m

            Diameter dan tinggi tangki Dari Metcalf, 1984, diperoleh : Kedalaman air = 3-10 m

            Settling time = 1-3 jam

            Dipilih : kedalaman air (h) = 5 m, waktu pengendapan = 2 jam Diameter dan Tinggi tangki

            40098,52 kg/2jam

            3 Volume , V = = 49,43 m /2jam 3

            811,17 kg/m Faktor kelonggaran = 20%

            3

            3 Volume = 1,2 × 49,43 m = 59,32 m

          a. Diameter dan tinggi tangki

            H s

            ½ D

            Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (H : D) = 4:3 2 s H

            πD s

            Volume silinder tangki (V ) = Vs = (Brownell, 1959)

            s ∼ 3

            4

            πD

            Vs =

            3 Volume alas berupa kerucut (V c )

            ∼ ½ D H c 2 H

            πD c

            Vs = ..................................................................... (Perry, 1999)

            12 Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut (H c : D) = 1:2 3

            πD

            V c = ..................................................................... (Perry, 1999)

            24 Volume (V)

            ∼ 3

            3 D

            π

            V = V s + V c =

            8

            3

            3

            59,319 m = 1,178097 D D = 3,69 m

            H s = (4/3) × D = 4,92 m

          b. Diameter dan tinggi kerucut

            Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter (H : D) = 1: 2

            h

            Diameter tutup = diameter tangki = 3,69 m

            3,69 m  

            Tinggi tutup = = 1,84 m

             

            2  

            Tinggi total = 6,77 m

            LC.15 Pompa Bak Penampungan Akhir (J-221) Fungsi : Memompa POME sisa menuju bak penampungan akhir.

            Bentuk : Pompa sentrifugal Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

            o

            Temperatur = 40 C Laju alir massa (F) = 30073,89 kg/jam = 18,4169 lbm/s

            

          3

            3 Densitas ( = 811,1699 kg/m = 50,6395 lbm/ft ρ)

            Viskositas ( = 0,08 cP = 0,000538 lbm/ft.s

            µ)

            F 18,4169 lb /sec m

            3 Laju alir volumetrik, 0,363 ft /s

            Q

            = = = 3

            50,6395 lb / ft

            ρ

          m

            Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

            0,45 0,13

            Di ,opt = 3,9 (Q) ( (Walas,1988)

            ρ) 0,45 0,13

            = 3,9 (0,363) (50,6395) = 4,120 in

            Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1993), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 5 in

            Schedule number : 40

            Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,42058 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,4635 ft

            2 Inside sectional area : 0,139 ft

            3

            0,0103 ft / s Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,61644 ft/s 2

            0,139 ft

            v D × × ρ

            Bilangan Reynold : N =

            Re µ 3

            ( 50 , 6395 lbm / ft )( 2 , 61644 ft / s )( , 42058 ft ) =

            0,000538 lbm/ft.s 5 = 103659,7 (Turbulen)

            −

            4 , 6 x

            10 = 0,000359 (Geankoplis, 1993)

            ε/D = D

            Pada N = 103659,7 dan

            Re ε/D = 0,000359

            Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1993), diperoleh harga f = 0,0051

            Friction loss : 2 A v

          2 

            1 Sharp edge entrance= h c = 0,55

            1  −

            A

          1

            2 α

              2

            2,61644

             = 0,55

            1 = 0,053 ft.lbf/lbm

            −

            2

            1 32 , 174 2 ( ) ( )( ) 2 2,61644

            v 2 elbow 90° = h f = n.Kf. = 2(0,75) = 0,159 ft.lbf/lbm

            2 . g c

            2

            1 32 , 174 2 ( )( ) 2

            v 2,61644 1 check valve = h f = n.Kf. = 1(2,0) = 0,212 ft.lbf/lbm

            2 . g c

            2

            1 32 , 174 2 ( )( )

            L . v

            Pipa lurus 40 ft = F f = 4f D . 2 . g c 2 40 . 2,61644

            ( )( )

            = 4(0,0051) = 0,206 ft.lbf/lbm 0,2956 . 2 . 32 , 174

            ( ) ( ) 2 2 A v 1 

            1 Sharp edge exit = h ex =

            1

             − A 2 α c 2 . . g

              2

            2,61644 = 1 = 0,106 ft.lbf/lbm

            −

            2

            1 32 , 174

            ( ) ( )( )

          • − + − s

            Daya pompa : P = m x Wp

            32 2 2

            = + + + + s W lbm lbf ft ft s lbf lbm ft s ft

            Ws = - 12,7383 ft.lbf/lbm P Effisiensi pompa ,

            η= 75 %

            Ws = -

            η x Wp

            =

            12 . / . 174 ,

            s lbf ft hp

            / . 550

            1 x ft.lbf/lbm 16,984 lbm/s 18,417

            ×

            = 0,5687 Hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 Hp

            LC.16 Water Trap (DT-01) Fungsi : Sebagai wadah pemisah air dan biogas.

            32 / 174 ,

            / . 0,7383

            Bahan konstruksi : Carbon Steel SA –285 Grade C Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : Tekanan = 1 atm

            −

            Total friction loss :

            ∑ F = 0,7383 ft.lbf/lbm

            Dari persamaan Bernoulli :

            ( ) ( )

            2

            1 1 2 1 2 2 1 2 2 = + ∑ +

            W F P P z z g v v

            ( )

            ρ α

            (Geankoplis, 1993) dimana : v

            1

            = v

            2 P 1 = P

            2 ∆Z = 12 ft

            Maka :

          • 12,7383 = -0,75 x Wp Wp = 16,984 ft.lbf/lbm
          o

            Temperatur = 30 C = 303,15 K Kebutuhan perancangan = 3 hari

            Laju massa Laju mol Komponen (kg/jam) (kmol/jam)

            CH

            4 4993,15 312,07

            H

          2 S 1,93068 0,0559

            CO

            2 13863,38 315,07

            H

          2 O 47,23 2,62

            Total 18858,463 4251,86 Volume air untuk penyimpanan 3 hari (72 jam)

            Laju alir air = 47,23 kg/hari

            3 cairan = 995,68 kg/m ρ

            47 ,

            23

            3

            , 047 Volume Cairan = m /hari

            =

            995 ,

            68 Waktu Tinggal = 3 hari

            3 Volume = 0,142 m

            3 Volume Tangki(1,5xVolume Cairan) = 1,5 x 0,142 m

            3

            = 0,213 m Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H s : D) = 3:2 Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (H t :D) = 1:4 2

            3

          3

          π π

            Volume silinder =

            D H D × s =

            4 3

            8 π

            Volume tutup elipsoidal =

            D ×

          24 V = V + 2V

            t s h

            11 3 π

            V t = D

            ×

            24

            24 V t

          24 0,213

          3 3 ×

            Diameter tangki = , 397 m = 15,64 in

            

          = =

            11

          11 3,14

          π ×

            3 Tinggi tangki = , 397 1 , 58 m × =

            2

            1 Tinggi tutup elipsoidal = , 397 , 099 m

            × =

            4 Tinggi total tangki = H s + 2H e = 1,79 m

            Tebal tangki Allowable stress(S) = 13700 psi

            LC.17 Desulfuriser (D-01)

            = −

            6 ( 3

            ) 1 /( 1250 188 ,

            = 6,188 kg volume adsorbent = hari m / 00825 , ) 4 ,

            = 4,9504 kg/hari Faktor keamanan 20% Jumlah katalis aktual = (1+0,2) x 4,9504

            (Mann & Spath, 2001) Jumlah katalis = 1,9306 x 100/30

            ε = 0,4

            (Mann & Spath, 2001) Porositas pada design adsorber ( )

            3

            /100 kg adsorbent. Densitas adsorbent = 1250 kg/m

            Katalis yang digunakan adalah ZnO (Mann & Spath, 2001) Sebanyak 30 kg

            Volume adsorbent :

            P = 1 atm Jumlah gas terserap (F) = 1,9306 kg/hari

            Fungsi : menyerap gas H 2 S. Jenis : Fixed bed ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA-283, grade C Kondisi operasi T = 65 C (Walas, 1988)

            maka digunakan silinder dengan tebal tangki 1,5 in (0,032m).

            Efisiensi sambungan (E) = 0,8

            × =

            = × + × − ×

            15

            1 ( 431 ,

            2

            15

            ) 64 ,

            15 6 , 13700 8 ,

            25 , 1 ( 431 ,

            1 ) 10 /

            26 ,

            in tahun tahun in t

            Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan design = 1,05 x 14,696 = 15,431 psia n (tahun pemakaian) = 10 tahun

            Corrosion factor (C A ) = 0,125 in/tahun

          H2S

            Direncanakan banyak nya katalis selama 10 bulan operasi, maka : 3 m Volume adsorbent = 0,00825 x 30 10bulan

            hari ×

            hari bulan

            3

            = 2,4752 m

            Ukuran adsorber :

            3 Volume total = 2,4752 m

            Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (H : D) = 3:2 2 s

            3 3 π π

            Volume silinder = D H D

            × s =

            4

            8

          8 V

            3 t × 3

            

          8

          13 , 823

            Diameter tangki = 1,281 m

            = =

            3 3 3,14 π ×

            3 Tinggi tangki =

          1 , 281 1,921 m

          × =

          2 Direncanakan tangki mempunyai tutup dan alas berbentuk ellipsoidal,

            Perbandingan tinggi elipsoidal dengan diameter tangki (H :D) = 1:4

            t

            1 Tinggi tutup elipsoidal = 1 , 281 , 32 m × =

            4 Tinggi total adsorber = H s + 2xH e = 2,56 m Tebal dinding tangki :

            Tekanan = 1 atm = 14,696 psi Tekanan design = (1,05 x 14,696) = 15,43 psi

            Allowable working stress (S) = 13700 psi

            Efisiensi sambungan (E) = 0,8

            Corrosion factor (C A ) =0,125 in/thn

            Umur alat (n) = 10 thn Tebal silinder (t) =

            PR

          • t s = n C A SE ,

            6 P

            −

            1

            1 5 , 43 ( 50 , 433 in)

            ×

            2

          • = ( 0,125 10)

            ×

            (13700 x 0,8) (0,6 x 15 , 43 )

            − = 1,28 in maka digunakan silinder dengan tebal tangki 1,5 in (0,0381m).

            LC.18 Generator (GE-01)

            Generator terdiri dari :

          • Kompresor - Turbin

            Kompresor

            Fungsi : Menaikkan tekanan udara luar menuju ruang bakar Jenis : Centrifugal compressor Jumlah : 1 unit Data: Laju alir massa = 129.788,270 kg/jam Densitas udara = 1126 kg/m3 = 70,294 lbm/ft3 = 34,47 ft3/menit

            5 . 407 ,

            84

          3

          LajualirVo lumetrik

          4 , 803 m / jam

          = =

            1 . 126

            Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :

            0,45 0,13

            De = 3,9 (Q) ( (Timmerhaus,1991)

            ρ ) 3 0,45 0,13

            = 3,9 (0,0471 ft /detik) (70,294 lbm/ft3) = 1,71 in

            Dipilih material pipa commercial steel 2 inchi Sch 40 : Diameter dalam (ID) = 2,067 in Diameter luar (OD) = 2,375 in Luas penampang (A) = 0,023 ft2 Tekanan masuk (P1) =1 atm = 2116,224 lb/ft2 = 14,696 psia Tekanan keluar (P2) = 6 atm = 12.679,344 lb/ft2 = 88,716 psia Temperatur masuk = 30 C Rasio spesifik (k) = 1,4 k 1 k 1

            − −   k k  

            P   2       kxP xQ 2

            1 1 , 4 x x

            1 − −  

            P   1        

                Daya ( P )

            = = = k 1 k

            1 − −

            P = 583,33 hp

            Jika efisiensi motor adalah 80 %, maka : 729,16 hp

            Turbin Fungsi : Menurunkan tekanan gas dari ruang pembakaran Jenis : Centrifugal expander Jumlah : 1 unit Data: Laju alir udara = kg/jam

            129.788,270

            Densitas udara = 1.126 kg/m

          3 Laju alir biogas = 15.535,51 kg/hari

            Densitas Biogas = 1,18 kg/m

            3

            129 . 788 ,

            27 15 . 535 ,

            51

            89 m / jam

            = = 3

          • Laju alir volumetrik (Q) 512 ,

            1 . 126 1 , 274 Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :

            0,45 0,13

            De = 3,9 (Q) ( (Timmerhaus,1991)

            ρ ) 3 0,45 0,13

            = 3,9 (0,1424 ft /detik) (70,294 lbm/ft3) = 0,376 in

            Dipilih material pipa commercial steel 0,5 inchi Sch 40 : Diameter dalam (ID) = 0,622 in Diameter luar (OD) = 0,84 in Luas penampang (A) = 0,00211 ft2 Tekanan masuk (P1) = 6 atm = 12.679,344 lb/ft2 = 88,716 psia Tekanan keluar (P2) = 1 atm = 2116,224 lb/ft2 = 14,696 psia Temperatur keluar = 28 0C Rasio spesifik (k) = 1,4 k 1 k 1

            − −     k k

            P2     

              kxP xQ 2 − −

            1 1 , 4 x x

            1    

            P 1       

            

              Daya ( P )

            = = = k 1 k

            1 − −

            P = -6.222,66 hp Jika efisiensi motor adalah 80 %, maka : -4.978,13 hp Daya generator yang dihasilkan per hari adalah = Daya kompresor + Daya Turbin

            729,16

            = hp + -4.978,13 hp

            = -4.248,97 hp Maka listrik yang dihasilkan per hari = -4.248,97 hp x 0,7457

            = -3,168MWh/jam = -76,043 MWh/hari

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 45 Ton TBS/Jam Bak Umpan POME BP-01 Pompa Umpan POME P-01 NaHCO FeCl Tangki Neutralisasi M-01 Pompa Neutraliser P-02 Pompa Sedimentasi P-05 Bentuk Hukum Badan Usaha Bentuk Organisasi Garis Bentuk Organisasi Fungsionil Bentuk Organisasi Garis dan Staf Biaya Pemasaran dan Distribusi Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan Hak Paten dan Royalti Biaya Asuransi Pajak Bumi dan Bangunan Biaya Tetap Perawatan Biaya Tambahan Industri Plant Overhead Cost Biaya Administrasi Umum Break Even Point BEP Return on Investment ROI Pay Out Time POT Return on Network RON Internal Rate of Return IRR Diameter dan tinggi tangki Persediaan Bahan Baku .1 Bahan baku proses Biaya Start – Up Piutang Dagang Elemen Primer Primary Element Elemen Pengukuran Measuring Element Elemen Pengendali Controlling Element Keselamatan Kerja Pabrik Faktor-Faktor UtamaPrimer Lokasi Pabrik Faktor Sekunder Lokasi Pabrik Gaji Tetap Karyawan Bunga Pinjaman Bank Depresiasi dan Amortisasi Hidrolisis Fermentasi Asidogenesis Asetogenesis Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan Kebutuhan Air Pemanas Kebutuhan Listrik Keselamatan Kerja Struktur Tenaga Kerja .1 Pembagian Struktur Tenaga Kerja Laba Sebelum Pajak Bruto Pajak Penghasilan Profit Margin PM Break Even Point BEP Return on Investment ROI Limbah Pabrik Pembuatan Biogas Manajemen Perusahaan ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Modal Investasi Tetap Fixed Capital Investment FCI Modal Kerja Working Capital WC Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik Perincian Harga Peralatan Natrium karbonat NaHCO NikelIIClorida NiCl Kobalt IIKlorida CoCl Metana CH Karbon Dioksida CO Palm Oil Mill Effluent POME Pengaruh Sistem Recycle Terhadap Proses Pengolahan POME Pengertian Biogas TINJAUAN PUSTAKA Pompa Sedimentasi P-06 Tangki pencampur M-02 Pompa Umpan Bioreaktor Berpengaduk P-04 Pompa Umpan Reaktor Floating Roof P-03 Sejarah Biogas TINJAUAN PUSTAKA Syarat Perancangan Pengendalian Elemen Pengendali Akhir Tangki Neutralisasi Tangki Pencampur Reaktor Fermentasi Bak Sedimentasi Water Trap Tata Letak Pabrik Perincian Luas Tanah Temperatur Derajat Keasaman pH
Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Ha..

Gratis

Feedback