PABRIK BIOETHANOL DARI JAMBU METE(Anacardium occidentale) DENGAN PROSES FERMENTASI

OlehOlehOlehOleh ::::

TRYAS RAFIKASARITRYAS RAFIKASARITRYAS RAFIKASARITRYAS RAFIKASARI (2307 030 006)(2307 030 006)(2307 030 006)(2307 030 006)

LINGGAR SEPTY P.LINGGAR SEPTY P.LINGGAR SEPTY P.LINGGAR SEPTY P. (2307 030 036)(2307 030 036)(2307 030 036)(2307 030 036)

Dosen Pembimbing : Dr.Ir. Soeprijanto, MSc

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIAFTI-ITS

2010

Latar Belakang

Keterbatasan CadanganEnergi Fosil

Pemanfaatan Biomassa SumberBahan Bakar Alternatif

Ketersediaan jambu mete diIndonesia yang melimpah

Potensi jambu mete Sebagai Bahan Baku Bioetanol

Perancangan Pabrik Bioetanol dariBuah semu jambu mete

� Lokasi pabrik : Kendari, Sulawesi Tenggara

Dasar pertimbangan:1. Tersedianya bahan baku2. Terdapat suplai air yang cukup

memadai3. Dekat dengan pelabuhan

KetersediaanKetersediaan BahanBahan BakuBaku

Ketersediaan bahan baku Jambu Mete di Ketersediaan bahan baku Jambu Mete di Sulawesi TenggaraSulawesi Tenggara

BahanBahan bakubaku JambuJambu Mete yang Mete yang digunakandigunakan

32.667 ton/32.667 ton/tahuntahun

23577,67 ton/tahun

EksporEksporINDONESIAINDONESIA

ProduksiProduksi

ImporImpor

KonsumsiKonsumsi

Rencana Operasi Pabrik : Semi kontinyuKapasitas produksi pabrik baru

= 1,7 % x kebutuhan dalam negeri 2014Kapasitas produksi pabrik baru = 751,32 ton/tahun

= 2,28 ton/hari

Penentuan Kapasitas Produksi

Bioethanol merupakan bahan kimia Bioethanol merupakan bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung pati seperti ubi kayu, yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, sorghum dan sagu. Serta ubi jalar, jagung, sorghum dan sagu. Serta bahan yang mengandung gula dan bahan yang mengandung gula dan selulosa melalui suatu proses fermentasi selulosa melalui suatu proses fermentasi dan destilasi.dan destilasi.

Dasar Teori

KEGUNAAN ETANOL

Sebagai pelarut dalam

pembuatan cat dan bahan-bahan

komestik

Digunakandalam

minumankeras

Sebagaibahan bakar

Digunakanpada industri

farmasidan kosmetik

dll...

TTitik bekuitik beku = = --114,1114,15 5 ooCC

SIFAT FISIKA

ETANOL

Titik didih Titik didih = = 78,378,39 9 ooCC

TitikTitik nyalanyala = 13= 13 ooCC AutoignitionAutoignition temperature temperature

= 425 = 425 ooCC

ViskositasViskositas = = 1,1,078 078 cPcPDensitasDensitas = = 00,,78937893 g/mlg/ml

Sifat Kimia Etanol� Dapat bereaksi dengan NaOH membentuk sodium etoxida

C2H5OH + NaOH C2H5ONa + H2O

� Dapat mengalami reaksi EsterifikasiEtanol dapat bereaksi dengan asam anhidrida atau asam halid untuk menghasilkan ester dan air

C2H5OH + H2SO4 C2H5OSO3H + H2O

� Dapat mengalami reaksi DehidrasiEtanol dapat didehidrasi untuk membentuk etilen atau dietil eter

CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O2 CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O

� Dapat mengalami reaksi DehidrogenasiDehidrogenasi etanol menjadi asetaldehid

CH3CH2OH CH3CHO + H2

(Douglas, 1974)

acidacid

BahanBahan UtamaUtama dandan BahanBahan PembantuPembantu

BahanBahan UtamaUtama�� BuahBuah SemuSemu JambuJambu MeteMete

BahanBahan PembantuPembantu�� SaccharomycesSaccharomyces cerevisiaecerevisiae�� AsamAsam phospatphospat�� AntifoamAntifoam�� Ammonium Ammonium SulfatSulfat (ZA)(ZA)�� AsamAsam sulfatsulfat�� ZeolitZeolit

Kandungan OrganikBuah Semu Jambu Mete

PROSESPROSES�� SeleksiSeleksi berdasarkanberdasarkan prosesproses

No.No. DasarDasar SeleksiSeleksi ProsesProses HidrasiHidrasi EtilenEtilen ProsesProses FermentasiFermentasi

11 BahanBahan BakuBakuTidakTidak dapatdapatdiperbaharuidiperbaharui

DapatDapat diperbaharuidiperbaharui

22HargaHarga BahanBahan

BakuBakuMahalMahal MurahMurah

33 ProsesProses HidrolisaHidrolisa ((sulitsulit)) FermentasiFermentasi ((mudahmudah))

44 AlatAlat UtamaUtamaReaktorReaktor, absorber, , absorber,

StripperStripperFermentorFermentor, , KolomKolom

distilasidistilasi

KecilSedangBesar1. Kebutuhan

Energi

SederhanaSederhanaSulit1. Proses

pemisahan

MurahMahalMahal1. Harga Alat

Adsorbsi dengan Molecular Sieve

Ekstraksi dengan Membran

Distilasi Azeotrop

Dasar Seleksi

Seleksi Berdasarkan Proses Pemisahan

Tahap Pengepresan

Tahap Pre Fermentasi & Fermentasi

Tahap Distilasi

Tahap Dehidrasi Molecular Sieve

Spesifikasi Alat UtamaTANGKI FERMENTORKondisi Proses :

� Fungsi : untuk menfermentasikan glukosa menjadi ethanol dengan bantuan bakteri sacharomyces cerevisae.

� Proses : batch

� Waktu operasi : 48 jam

� Suhu operasi : 32oC

� Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup dan dasar ”flanged and dished head”

� Volume tangki : 321,650 ft3

� Volume liquid : 257,320 ft3

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2S..cereviseae

Reaksi I

Reaksi pada Proses Fermentasi

2C6H12O6 + H2O C2H5OH + CH3COOH + 2CO2 + 2C3H8O3

S..cereviseae

Reaksi II

NERACA MASSA

TANGKI FERMENTOR

Total 71072,293Total 71072,293

Ke D-310-Air 40324,78-Glukosa 0,00-C2H5OH 14878,29-CH3COOH 252,032-C3H8O3 773-Biomass akhir 355,8-Mineral 146,91 -Protein 342,79-Lemak 293,82-Antifoam 0,612 CO2 ke gas waste-CO2 13704,35

Dari F-212-Air 38380,37-Glukosa 28750,39-Mineral 139,565-Protein 325,65 -Lemak 279,13 -H2SO4 0,0299Antifoam 0,612Dari R-210-Air 2016,29-Glukosa 0,00-C2H5OH 734,702-CH3COOH 12,446-C3H8O3 38,17-Biomass akhir 24,107-Mineral 7,346 -Protein 17,14-Lemak 14,69-CO2 711,88

KELUAR (kg)MASUK (kg)

NERACA PANAS

TANGKI FERMENTOR

338.135Total338.135Total

-76.732Q yg

diserap

-67.305,13∆H reaksi

total

482.171∆H bahan

keluar338.135∆H bahan

masuk

Keluar (kcal)Masuk (kcal)

UTILITASUTILITASUTILITASUTILITAS

Kebutuhan air dalam pabrik ini meliputi antara lain:

� Air sanitasi : 48 m3/hari

� Air pendingin : 1419,279 m3/hari

� Air umpan boiler : 22,057 m3/hari

� Air make up : 148,934 m3/hari

Total kebutuhan air : 1638,269 m3/hari

KESEHATAN DAN

KESELAMATAN

KERJA

KESELAMATAN KARYAWAN

KESELAMATAN PABRIK

K3

INSTRUMEN

TASI

INSTRUMENTASIINSTRUMENTASIINSTRUMENTASIINSTRUMENTASI

Temperature Controller (TC)Pressure Indikator (PI)

Flow Gas Indikator

Tangki Stater & Tangki Fermentor

5.

Level Indikator (LI)Temperatur Control (TC)

Tangki Sterilisasi4.

Temperatur Control (TC)Level Indikator (LI)

Tangki Mixing 3.

Level Indikator (LI)Flow Control (FC)

Tangki H2SO4 2.

Flow Control (FC)Tangki Feed Sari Buah1.

SISTEM INSTRUMENTASIALATNO.

Level Indikator (LI)Tangki Penampung Produk

10.

Temperatur Control (TC)Flow Control (FC)

Pressure Indikator (PI)

Molekular Shieve9.

Temperatur Control (TC)Heater8.

Temperatur Controller (TC)Pressure Indikator (PI)

Reboiler7.

Temperatur Controller (TC)Pressure Indikator (PI)

Flow Control (FC)Level Control (LC)

Beer Still dan RectifyingColumn

6.

SISTEM INSTRUMENTASIALATNO.

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA

PENGOLAHAN LIMBAH PENGOLAHAN LIMBAH PENGOLAHAN LIMBAH PENGOLAHAN LIMBAH

INDUSTRI KIMIAINDUSTRI KIMIAINDUSTRI KIMIAINDUSTRI KIMIA

LIMBAH

LIMBAH PADAT(AMPAS BUAH)

LIMBAH CAIR(BOTTOM PRODUCT)

LIMBAH GAS(CO2)

KESIMPULAN

1. Rencana Operasi� Pabrik Bioethanol ini direncanakan

beroperasi secara semi kontinyu selama330 hari/ tahun dan 24 jam/ hari.

2. Kapasitas Produksi.� Kapasitas produksi pabrik ini sebesar

2,28 ton/tahun� Produk utama bioethanol 99,5%.

3.Bahan Baku dan Bahan PembantuBahan Baku :

�Bahan baku utama pabrik ini adalah sari buah jambu mete.

Bahan Pembantu :�H2SO4, untuk menurunkan pH sari buah

dari 6 menjadi 5.�(NH4)2SO4 dan H3PO4, untuk nutrient

pertumbuhan bakteri.�Saccharomyces cerevisiae sebagai

inokulum bakteri.�Antifoam, untuk mencegah terjadinya busa

(foam) pada proses fermentasi.

4. UtilitasTotal kebutuhan air : 1638,269 m3/hari

5. Limbah�Limbah gas CO2 : dry ice, soft drink,

pemadam kebakaran.�Limbah cair berupa ”bottom product” dari

proses distilasi yang kemudian dilakukan treatment terlebih dahulu sebelum dibuang ke badan perairan

�Limbah padat : digunakan untuk bahan baku pupuk organik

MOHON SARAN DAN BIMBINGANNYA