Post on 09-Oct-2015
description
Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia 2009Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia 2009
KAJIAN PRODUKSI ARANG AKTIFKAJIAN PRODUKSI ARANG AKTIFDARI SEKAM PADIDARI SEKAM PADI
UNTUK PENGOLAHANUNTUK PENGOLAHANAIR LIMBAH INDUSTRIAIR LIMBAH INDUSTRI
Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia 2009Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia 2009
KAJIAN PRODUKSI ARANG AKTIFKAJIAN PRODUKSI ARANG AKTIFDARI SEKAM PADIDARI SEKAM PADI
UNTUK PENGOLAHANUNTUK PENGOLAHANAIR LIMBAH INDUSTRIAIR LIMBAH INDUSTRI
1
Frita YuliatiHerri Susanto
Program Studi Teknik KimiaFakultas Teknologi Industri ITB
Jl. Ganesha 10, Bandung
Bandung, Oktober 2009
Latar Belakang
Sekam Padi PertanianPadi
Industri tekstil/kayulapis/ cat / farmasi dll
Arang Sekam
2
Air limbahmengandung fenol
ADSORPSI
Arang SekamPadi Aktif
1. Penentuan kondisi operasi proses aktivasi arang sekam padi yang sesuaiuntuk menghasilkan arang sekam aktif untuk menyerap fenol dari air limbah.
2. Kajian awal mengenai keekonomian produksi arang sekam padi aktif.
Metodologi Penelitian
Gasifikasi skalalaboratorium
Gasifikasi di PLTD-GSekam Haurgeulis
Arangsekam
Model airlimbah
Arangsekam
Air limbahgasifikasi
Percobaan
Pengolahan airlimbah dengan
karbon aktif
3
Keterangan:Dilakukan dalam penelitian ini
Percobaanlaboratorium
Metodeproduksi arang
sekam aktif
Percobaanlaboratorium
Kondisi operasiproduksi arang
sekam aktif
Uji cobaEvaluasi kelayakan
ekonomi
Ruang Lingkup Penelitian1. Arang sekam padi diperoleh dari unit gasifikasi di PLTD-G Sekam
Haurgeulis2. Aktivasi arang sekam selama 3 jam menggunakan:
larutan NaOH 0,5 M pada 25-27 oC larutan NaOH 0,5 M pada 92 oC larutan NaOH 1 M pada 25-27 oC
3. Analisis luas permukaan spesifik, jari-jari pori, volume porimenggunakan Quantachrome Nova 1000 Surface Area and Pore SizeAnalyzer
4
Analyzer4. Sebagai pembanding, digunakan arang aktif KBW yang berbahan
kayu produksi PT Aimtopindo Nuansa Kimia5. Uji kapasitas adsorpsi fenol oleh arang sekam padi dan arang sekam
padi aktif dengan air limbah gasifikasi dari PLTD-G SekamHaurgeulis, dengan konsentrasi fenol antara 39-44 mg/L dan pH=6,55
6. Konsentrasi fenol dianalisa dengan metode 4-aminoantipirin7. Berdasarkan kondisi aktivasi dengan hasil terbaik, dilakukan kajian
kelayakan ekonomi fasilitas produksi arang sekam aktif
Uji Laju Adsorpsi Fenol dari Air LimbahGasifikasi
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
ASP
AN1
AN2
5
0,0
0,5
1,0
0 30 60 90 120Waktu (menit)
AN2
AN3
KBW
NamaNama AktivasiAktivasiASP -AN1 Larutan NaOH 0,5 M, suhu ruangAN2 Larutan NaOH 0,5 M mendidihAN3 Larutan NaOH 1 M suhu ruangKBW -
Hubungan antara Luas Permukaan Spesifikdan Jumlah Fenol Teradsorpsi
1,01,5
2,02,53,03,5
ASP
AN1
AN3
AN2KBW
6
0,00,5
0 50 100 150 200Luas Permukaan Spesifik Adsorben
(m2/g adsorben)
ASP
NamaNama AktivasiAktivasiASP -AN1 Larutan NaOH 0,5 M, suhu ruangAN2 Larutan NaOH 0,5 M mendidihAN3 Larutan NaOH 1 M suhu ruangKBW -
Rencana Pabrik Arang Sekam Padi AktifSkala Kecil Sinar matahari
Penyaringan PengeringanAktivasi
PembakaranArang sekamaktif kering
Pencucian Pencucian2
3
4
5
1
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Panas
16
7
Unit produksi arang sekam padi aktif ini terdiri dari: Satu unit tungku berbahan bakar sekam padi Satu unit tangki berpengaduk Satu unit penyaring Satu unit pengering arang sekam aktif bertenaga matahari.
Produksi: batch Kapasitas sesuai dengan kapasitas penggilingan gabah milik
perorangan yang umum di Indramayu, Jabar (30 ton gabah keringgiling /hari), yaitu 487 kg arang sekam aktif/hari
Evaluasi Kelayakan Ekonomi Asumsi-asumsi
Umur pabrik: 8 tahun. Biaya investasi: 50 % modal sendiri + 50 % hutang. Penggilingan gabah menghasilkan limbah sekam padi sebesar 6
ton/hari. Seluruh sekam padi digunakan sebagai bahan bakar, danarang sekam padi yang digunakan sebagai bahan pembuatan arangaktif adalah sisa pembakaran.
Harga pengadaan lahan: nol.
8
Pembangunan fasilitas ini berlangsung selama 6 bulan, sehinggaproduksi dapat dimulai pada semester ke-2 tahun ke-0.
Depresiasi dihitung dengan metode straight line. Harga perolehan arang sekam padi adalah nol. Harga bahan bakar sekam padi adalah nol. Harga jual arang sekam padi aktif adalah Rp 5.000,00 /kg.
Evaluasi Kelayakan Ekonomi -Perhitungan
Nilai (Rp)PendapatanPenjualan arang sekam aktif 717.883.844Penjualan abu sekam 29.800.514PengeluaranInvestasi 545.199.651
Kewajiban hutangPokok hutang 34.074.978Bunga 4.429.747Laba kotor - kewajiban hutang 341.399.167Pajak 51.209.875Laba bersih 290.189.292
9
Investasi 545.199.651NaOH 190.239.219Listrik 35.027.201Gaji (4 orang pegawai) 38.400.000Perawatan alat 10.903.993Pengolahan limbah 13.629.991Penyimpanan produk 35.894.192Depresiasi 43.685.869Laba kotor 379.903.893
Laba bersih 290.189.292NPV 1.507.294.608ROI (%) 27,02
Evaluasi Kelayakan Ekonomi NPV danAnalisis Sensitivitas
-500.000.000
0
500.000.000
1.000.000.000
1.500.000.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8NPV
(Rp)
10
-1.000.000.000
Waktu (tahun)
-350.000.000150.000.000650.000.000
1.150.000.0001.650.000.0002.150.000.0002.650.000.0003.150.000.000
-50%
-40%
-30%
-20%
-10% 0% 10% 20% 30% 40% 50%N
PV(R
p)
Kapasitas Penjualan M aterial
Kesimpulan Arang sekam padi aktif merupakan adsorben yang dapat digunakan
dalam pengolahan limbah yang mengandung fenol dan senyawaturunannya.
Aktivasi arang sekam menggunakan larutan NaOH 0,5 M pada 92oC meningkatkan luas permukaan dan kapasitas adsorpsi fenol lebihbesar, jika dibandingkan dengan larutan NaOH 0,5 M dan 1 M padatemperatur ruang. Produksi arang sekam padi aktif dengan skala478,6 kg arang sekam aktif/hari cukup ekonomis.
Pendirian pabrik arang sekam aktif di daerah penghasil beras dapat
11
Pendirian pabrik arang sekam aktif di daerah penghasil beras dapatmenyerap tenaga kerja serta mengurangi masalah limbah sekampadi yang tidak termanfaatkan.
Terima kasih kepada Yayasan Bhakti Tanoto yang telahmembiayai penelitian yang berjudul Pemanfaatan Arang
12
membiayai penelitian yang berjudul Pemanfaatan ArangSekam Padi Aktif sebagai Pengolah Air Limbah Gasifikasi
TERIMA KASIHTERIMA KASIH
13
TERIMA KASIHTERIMA KASIH
Produksi beras Indonesia
Tahun Berat (juta ton)2003 52,142004 54,092005 54,152006 54,452007 57,15
14
2007 57,152008 60,25Sumber: www.bps.go.id
Berat sekam yang dihasilkan adalah 22% dari berat gabah kering giling(Pakpahan, 2006).
Produksi Arang Sekam Padi Aktif
Produksikarbonaktif darisekam padi
Luas permukaanspesifik
Pengaruh kondisiaktivasi Peneliti
Karbonisasi Aktivasidengan basa
Hassler (1951) Benke dkk.(2006)
Penyisihan 75 % silika dgnlarutan NaOH 0,5 M, 80oC, 2 jam 285 m2/g
Luas permukaanspesifik berbandinglurus dgn jumlah
Benke dkk.(2006)
15
larutan NaOH 0,5 M, 80oC, 2 jam 285 m2/g
spesifik berbandinglurus dgn jumlahsilika tersisihkan
Kenaikan temperaturaktivasimeningkatkanjumlah silikatersisihkan
(2006)
Aktivasi arang sekam dgnlar H2SO4 49 % 112m2/g
Samudera (2008)
Tahap PercobaanArang sekam sisa gasifikasi
Pencucian
Arang sekam bersih
Aktivasi Larutan NaOH 0,5 M 25-27 oC Larutan NaOH 0,5 M 92 oC Larutan NaOH 1 M 25-27 oC
16
Arang sekam aktif
Uji Adsorpsi FenolAnalisis LuasPermukaanSpesifik
Air Limbah Gasifikasi
Pengolahan Data
Hasil: kondisi operasiproses aktivasi terbaik
Alat-alat Percobaan
17
Pencucian arangsekam padi Aktivasi arang sekam
padi AN1 dan AN3Aktivasi arang
sekam padi AN2Uji adsorpsi
fenol
Neraca Massa Proses Produksi ArangSekam Padi Aktif
Laju Alir (kg/hari)
Aliran 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Sekam padi 6000
Arang sekampadi 1077 60 1017 658 426 426 426
Air 120 5982 3616 2366 3018 3845 1539 76957 74236 4259 3266 994 53 941
18
Air 120 5982 3616 2366 3018 3845 1539 76957 74236 4259 3266 994 53 941
NaOH 120 118 1
Silika dankarbon 232
Abu sekam padi 199