Babar , Priyadi Mugi H

Ganang , Dwi Harjanto

Indonesian

Diponegoro University Institutional Repository

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PRA-RANCANGAN PABRIK KIMIA    PERANCANGAN PABRIK ETANOL FUEL GRADE  DENGAN KAPASITAS 1000 L/HARI     Oleh :  Babar Priyadi Mugi H.    L2C008020 Ganang Dwi Harjanto     L2C008047      JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011 EXECUTIVE SUMMARY JUDUL TUGAS PERANCANGAN PABRIK ETANOL FUEL GRADE  DENGAN KAPASITAS 1000 L/HARI KAPASITAS PRODUKSI 1000 L/Hari   I.  STRATEGI PERANCANGAN Latar Belakang  ·  Krisis energy. ·  Ketersediaan minyak bumi yang menipis yang mendorong kebutuhan untuk mencari sumber energi baru yang dapat diperbaharui. ·  Penggunaan  energi  alternatif  yang  berbasis  biomassa  sangat  strategis dikembangkan di Indonesia  ·  Kebijakan  energi  nasional  untuk  memenuhi  target  substitusi  bahan  bakar dengan bahan bakar nabati. ·  Fuel grade etanol diyakini akan menjadi sumber energi pengganti bahan bakar fosil (konvensional) di masa mendatang. Dasar Penetapan Kapasitas Produksi 1.  Ketersediaan bahan baku. Produksi etanol teknis 95% di Sukoharjo adalah 1.350.000 liter/hari. 2.  Kebutuhan produk. Total kebutuhan bioetanol untuk energi di Indonesia yaitu 30.833 kL per bulan dapat dipenuhi oleh pabrik – pabrik yang sudah beroperasi, terdapat kekurangan kebutuhan bioetanol sebesar 30.696 kL per bulan. 3.  Kapasitas minimum pabrik Kapasitas produksi salah satu pabrik bioetanol adalah 3156 kL/tahun. Atas  pertimbangan  –  pertimbangan  tersebut,  kapasitas  untuk  pabrik  bioetanol yang akan kami rancang adalah 1000 L/hari atau 300 kL/tahun. Dasar penetapan lokasi pabrik   1.  Ketersediaan Bahan Baku Utama Sukoharjo  merupakan  salah  satu  industri  rumah  tangga  penghasil  etanol teknis kadar 95% dengan kapasitas mencapai 1.350.000 liter/hari 2.  Pemasaran Produk dan Fasilitas Transportasi      Dasar penetapan lokasi pabrik (cont) Provinsi Jawa Tengah memiliki fasilitas pelabuhan yang dapat digunakan untuk memasok etanol ke daerah sekitarnya. Produk etanol dapat dipasarkan dengan  mudah  untuk  memenuhi  kebutuhan  Pulau  Jawa  dan  Bali  baik melalui jalur darat maupun laut, 3.  Ketersediaan Air dan Listrik serta Utilitas Lainnya Kebutuhan air diperoleh dari sungai maupun air PDAM setempat sedangkan kebutuhan  listrik  dipenuhi  dari  PLN  dan  menggunakan  generator  listrik. Kabupaten  Sukoharjo  dekat  dengan  beberapa  kota  besar  yang  memiliki jumlah  penduduk  yang  padat  sehingga  mudah  untuk  memperoleh  tenaga kerja. Kawasan industri di Bekonang, Sukoharjo dipilih karena berada dekat dengan beberapa sungai yang bermuara ke Laut Jawa sehingga pembuangan limbah yang telah diolah terlebih dahulu dapat dilakukan di sungai tersebut.   Pemilihan proses ·  Proses yang dipilih dalam produksi etanol ini adalah proses pemurnian etanol dengan membran pervaporasi sehingga diperoleh kemurnian etanol dengan kadar 99,7%.   Bahan baku utama Jenis  Etanol Teknis kadar 95%  Spesifikasi ·  Wujud      : cairan ·  Rumus Molekul  : C2H6O ·  Massa jenis    : 0.789 g/cm3 ·  Titik Lebur    : −114 °C, 159 K, -173 °F ·  Titik Didih    : 78 °C, 351 K, 172 °F ·  TitiK Nyala    : 13–14 °C ·  Tekanan Uap    : 5.95 kPa ( pada 20 °C) ·  Viskositas    : 0.0012 Pa s ( pada 20 °C) ·  Komposisi    : Etanol 95%                                     : Air maksimal 5 % (wikipedia, 2011) Ketersediaan  1.350.000 liter/hari Asal  Sukoharjo, Jawa Tengah Produk Jenis  Bioetanol Spesifikasi  Fuel grade (kadar 99,7%) Laju produksi  1000 L/Hari Daerah pemasaran Pulau Jawa dan sekitarnya  I.  DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN   2.1.  DIAGRAM ALIR PROSES  (Diagram alir proses terlampir)  2.2.  NERACA MASSA DAN PANAS 2.2.1.  Neraca Massa  1.  Neraca Massa di Unit Membran Pervaporasi PV-10A komponen input (kg/jam)  output (kg/jam) fA  pB  rC H2O  1,730263158  1,631341  0,098921765 C2H5OH  32,875  0  32,875 jumlah  34,60526316  1,631341  32,97392177  34,60526316  34,60526316      2.2.2.  Neraca Panas 1.  Neraca Panas di Unit Heat Exchanger PH-10A Komponen Input (kJ/jam)  Output (kJ/jam) Q 1  Qsuplai = Qc-Qs  Q 2 H2O  36,2847  162,1467 C2H5OH  12057,4393  129554,8637 Steam  117623,2864 Total  12093,7240  117623,2864  129717,0104    129717,0104  129717,0104  2,   Neraca Panas di COOLER C-10A Komponen Input (kJ/jam)  Output (kJ/jam) H17  H18  Q diserap H2O  9,4552  2,0786    C2H5OH  129815,2755  745,0286    Kondensat        129077,6235 Total 129824,7307  747,1072  231859,3289 129824,7307  129824,7307  III.  PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 3.1.  Perancangan Alat Proses     1. Pompa Kode    : P-10A   Fungsi   :  Mengalirkan  bahan  baku  etanol  95%  dari  tangki  bahan  baku menuju  koil pemanas. Tipe    : Centrifugal      Tenaga Pompa  : 7.378 ft lbf/lbm      Kapasitas  : 46 lt / jam     Power   : 1 HP (745.699 watt) heavy duty     NPSH   : 36.56 ft Ukuran pipa  : Nominal Size    : 0.25 in Schedule No.    : 40 OD      : 0.540 in   = 0.045 ft ID      : 0.364 in   = 0.0303ft Tebal dinding : 0.088 in   = 0.0073ft Inside section area  : 0.323 ft2  2. Tangki Bahan Baku Kode      : T-10A       Fungsi     : Menampung Bahan baku etanol       Material    : Carbon stell type SA – 283 grade C Kondisi    :    Tekanan  : 1 atm          Suhu    : 30oC Fase fluida  : Cair Tinggi     : 2.78 m Diameter    : 1.43 m Volume    : 6000 liter Jenis head dan bottom: Thorispherical head and flat bottom Head       :  torishperical  dengan  pipa  U  karena  cairan  yang  akan disimpan mudah menguap. Dilengkapi dengan sistem refrigerant.       3.  Koil pemanas Kode         : PH-10A Fungsi       : Memanaskan bahan baku etanol 95% sebelum masuk ke membran pervaporasi  Panas yang di pindahkan  : 521.034 Btu /jam Jumlah Turn      :1 turn Pemanas      : saturated steam 1300C Material pipa dan tanki  : stainless steel 304  Panjang pengaduk    : 0.5 ft Tekanan      : 1.5 atm Ukuran tangki      Diameter    : 1.9375 ft  Tinggi cairan    : 4 ft   (kern) Tinggi tangki    : 4.5 ft Ukuran Koil Pipa ukuran       : 0.5 in Diameter koil rata-rata  : 10 in  4. Membran Pervaporasi       Kode      : PV-10A     Fungsi     : Menaikkan kadar etanol menjadi 99,7% (fuel grade)       Tipe      : Pervaporasi       Modul     : Tube       Bahan      : Keramik Luas tube    : 0.005 m2 1 modul    : 19 tube Jumlah modul   : 24 Vakum     : 5 mbar       5. Koil Pendingin   Kode         : CL-10A Fungsi       : Mendinginkan produk etanol 99.7% sebelum masuk ke tanki produk  Panas yang di pindahkan  : 456.7673 Btu /jam Jumlah Turn      :1 turn Pendingin      : air suhu kamar (300C) Material pipa dan tanki  : stainless steel 304  Panjang pengaduk    : 0.5 ft Tekanan      : 1 atm Ukuran tangki      Diameter    : 1.9375 ft  Tinggi cairan    : 4 ft   (kern) Tinggi tangki    : 4.5 ft Ukuran Koil Pipa ukuran     : 0.5 in Diameter koil rata-rata : 10 in  6. Pompa Vakum (VP-10A) Kapasitas     : 89,79 liter / jam Vakum     : 5 mbar Digunakan pompa vakum N84.3ANI produk KNF inc. dengan spesifikasi sebagai berikut : ·  Head Configuration Two-Stage ·  Free-flow rate 4 l/min. ·  End Vacuum 7 mbar (5.25 Torr) ·  Motor Voltage/Hz 115 VAC (60 Hz) / 230 VAC (50 Hz) ·  Full Load Amps 1.2 Amps / 0.6 Amps ·  Motor Type IP00 Shaded Pole, BLDC avail. ·  Motor Protection Thermal Reset ·  Materials Head: Aluminum Diaphragm: EPDM Valves: NBR  3.2.  Utilitas  AIR Air untuk keperluan umum (service water)  2,4 m3/hari Air pendingin (cooling water)  0,1854 m3/hari Air umpan ketel (Boiler feed water)  1,2208 x 10-4 m3/hari Total kebutuhan air  2,58552208 m3/hari Didapat dari sumber  Air sungai STEAM Kebutuhan steam  6.1304 x 10-3   m3/hari Jenis boiler  water tube boiler LISTRIK Kebutuhan listrik  44,522  Kilowatt Dipenuhi dari  Generator               : 100 Kilowatt   PLN                       :  100 Kilowatt BAHAN BAKAR Jenis  Solar Kebutuhan  25,1649 lb/jam Sumber dari  Pertamina  IV.  PERHITUNGAN EKONOMI Physical plant cost  Rp 1.509.693.971,65 Fixed capital   Rp 2.228.308.302,00 Working capital  Rp    813.355.883,67 Total capital investment  Rp 3.186.594.807,10  ANALISIS KELAYAKAN Return on investment (ROI)  Before tax   : 64.84 % After tax      : 45,39 % Pay out time (POT)  Before tax   : 1,35 tahun After tax      : 1,83 tahun Break event point (BEP)  37,075 % Shut down point (SDP)  25.464 %  

PERANCANGAN PABRIK ETANOL FUEL GRADE 

DENGAN KAPASITAS 1000 L/HARI

http://eprints.undip.ac.id/36285/1/4EXECUTIVE_SUMMARY.pdf

PERANCANGAN PABRIK ETANOL FUEL GRADE DENGAN KAPASITAS 1000 L/HARI

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Diponegoro University Institutional Repository