Pabrik Hidrogen dari Biomassa (Kelompok 5)

Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang

Maha Esa atas karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

makalah ini tepat pada waktunya. BerkatNya pula, penulis dapat

menyelesaikan makalah dengan judul “Pabrik Hidrogen dari

Biomassa” untuk memenuhi tugas besar dari kuliah Perancangan

Pabrik dan Produk Kimia.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari

berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan

makalah ini, sangatlah sulit bagi penulis untuk

menyelesaikannya. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima

kasih yang kepada:

(1) Prof. Ir. Widodo Wahyu Purwanto, DEA, Prof. Dr. Ir. Setijo

Bismo, DEA, Dr. Ing. Ir. Misri Gozan M.Tech, dan Dr. rer.

nat. Ir. Yuswan Muharam M.T selaku dosen pengampu yang

telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk

mengarahkan kami dalam perancangan pabrik ini serta

membantu akademik perkuliahan selama ini.

(2) Para dosen Departemen Teknik Kimia FTUI yang telah

bersedia memberikan ilmu dan wawasannya mengenai

perancangan ini;

(3) Teman-teman Departemen Teknik Kimia, khususnya DTK 2008,

yang selalu memberikan bantuan informasi, bimbingan dan

semangat yang tak terkira; dan

i Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


(4) Semua pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini,

secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak bisa

disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam makalah ini masih terdapat

banyak kekurangan, ibarat gading yang tak pernah retak. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun sehingga dapat menyempurnakan makalah ini dan

melaksanakan perbaikan di masa yang akan datang. Semoga

tulisan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi dunia

ilmu pengetahuan dan teknologi, demi pengembangan bangsa ini.

Akhir kata, proyek ini tak hanya berisi perhitungan dan

analisis keteknikan, tapi juga persahabatan dan kerja keras.

Terima kasih DTK 2008 .

.

Depok, 28 September

2011

Penulis

ii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


ABSTRAK

Pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) sebagai bahan bakupembuatan hidrogen merupakan hal positif yang sangat prospektif.Pemberdayaan ini mampu menjadi solusi bagi permasalahan ketergantunganIndonesia bahkan Dunia terhadap bahan baku yang non-renewable seperti gasalam dan batubara. Selain itu, produksi hidrogen ini bernilai tinggiterhadap pemberdayaan sumber daya alam lokal berupa limbah TKKS. Bertolakdari hal tersebut, pendirian pabrik hidrogen dari TKKS ini direncanakanakan berlokasi di Kawasan Industri Cilegon. Dengan menggunakan bahan bakudari Perkebunan Kertajaya PTPN VIII. Beberapa proses penting yang harusdilewati TKKS adalah feedstock processing, gasifikasi, char combustor, steamreformer, water gas shift, pressure swing adsorber, dan pengompresan gas untukpenyimpanan sementara dan distribusi. Pabrik ini akan layak berdiri biladilakukan scale up sebanyak 7 kali dan skenario tax holiday dimana TKKS yangakan digunakan berjumlah 35 ton/jam. Dengan demikian diperoleh Hidrogensebanyak 1.459,5 kg/jam. Pada perhitungan cost analysis, diperoleh perhitunganIRR (19,36%) yang lebih besar dari MARR (15%). Selain itu, dengan adanyapertimbangan NPV sebesar Rp. 461.594.708.454 dan pay back period selama 9,44tahun.

Kata Kunci: Tandan Kosong Kelapa Sawit, Pabrik Hidrogen.

iii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


RINGKASAN

Hidrogen merupakan salah satu zat yang memiliki banyak

fungsi strategis dalam industri kimia. Hidrogen mempunyai

fungsi sebagai bahan baku pembuatan amoniak, oxygenated

compound, keperluan elektrolisa, start up cracker, perengkahan

fraksi-fraksi minyak bumi, dan bahan baku berbagai zat kimia

lainnya. Potensi dan prospek pasar Hidrogen mencakup industri

petrokimia (polimer, peroxide dan pelarut), farmasi (vitamin

dan bahan kimia farmasi), makanan (produksi mentega),

purifikasi gas, dan microchip. Selain itu, gas hidrogen dapat

digunakan untuk proses reduksi. Dalam skala laboratorium, gas

ini juga digunakan sebagai gas carrier pada kromatografi gas

dan bahan percobaan. Industri-industri di Indonesia yang

menggunakan hydrogen antara lain PT. Amoco Mitsui Indonesia,

PT. Bakrie Kasei Corp., PT. Krakatau Steel, PT. Petrokimia

Nusantara Interindo, dan PT. Styrindo Mono Indonesia.

Prinsip pabrik Hidrogen dari biomassa adalah perubahan

hidrokarbon dengan menggunakan prinsip pembakaran dan

perekahan ataupun bisa digunakan prinsip fermentasi. Proses

produksi energi dari biomassa dapat dibagi menjadi 2 kategori

umum yaitu proses termokimia (thermochemical)dan biologi

(biological). Proses termokimia dibagi menjadi 4 yaitu

pembakaran (combustion), pirolisis, pencairan (liquefaction),

dan gasifikasi. Proses biologi dapat dibagi menjadi 5 yaitu

biofotolisislisis langsung (direct biophotolysis),

iv Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


biofotolisis tidak langsung (indirect biophotolysis),

biological water gas shift reaction, fotofermentasi (photo

frementation), dan fermentasi gelap (dark fermentation). Dalam

laporan ini, PT. Nermin Jaya Sentosa mennggunakan proses

gasifikasi dalam proses produksi hidrogen. Proses gasifikasi

itu sendiri adalah proses perubahan (konversi) biomassa dari

fasa solid menjadi fasa gas (gas sintesa). Pada dasaranya,

biomassa dikonversikan menjadi campuran CO, CO2, H2O, H2, dan

hidrokarbon-hidrokarbon ringan dan dalam pabrik ini akan

difokuskan pada produksi H2 disertai dengan pemurniannya dari

gas-gas hasil produksi yang lain.

Bahan baku biomassa yang dipakai adalah berupa tandan

kosong kelapa sawit yang berasal dari perkebunan Kertajaya

PTPN VIII, Lebak, Banten. Biomassa ini dipilih berdasarkan

pertimbangan: ketersediaan di Indonesia dan prospek kedepan

dalam pengembangan bahan baku, kandungan dalam biomassa, hasil

uji analisis proximat biomassa, dan hasil uji analisis ultimat

biomassa.

Proses produksi pada pabrik ini terdiri dari proses: Feed

Processing: proses ini terdiri dari proses penggilingan dan

proses pengering dan dari tandan kosong kelapa sawit sehingga

sesuai dengan spesifikasi masukan umpan dari proses

gasifikasi. Hasil dari proses ini adalah TKKS yang sudah

memiliki kandungan air sebesar 20% dan ukuran partikel sebesar

0,5-2cm. proses selanjutnya adalah gasifikasi, char combustor,

kedua proses ini berlangsung secara kontinyu dan dilakukan

pada suhu dan tekanan 23-25 psia dan suhu berkisar 800-10000C.

v Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


dari proses ini dohasilkan syngas berupa CO + H2. Selanjutnya

Syngas tersebut diproses dalam Water Gas Shift yang merupakan

proses dyang berjalan pada suhu 350-6000C. Dalam prosesnya WGS

terbagi menjadi 2 proses yaitu, High Temperature Shift (HTS) dan

Low Temperature Shift (LTS)., dimana Untuk HTS, katalis yang

digunakan adalah Fe2O3 yang dikombinasikan dengan krom dengan

pengaktivasi phyriphoric. Untuk LTS, katalis yang biasa digunakan

adalah campuran tembaga, zinc oxide, dan alumina. Selanjutnya

adalah proses pemurnian dari gas hidrogen dengan menggunakan

alat Pressure swing adsorber (PSA). Alat ini digunakan dengan 4

tahapan proses dimana terbagi menjadi beberapa kolom sampai

nantinya didapatkan keluaran hidrogen 99%.

PT. Nermin Jaya Sentosa terbagi menjadi beberapa area.

Area pertama merupakan area utama pabrik, yaitu area proses

produksi yang berdekatan dengan gudang penyimpanan TKKS serta

area loading TKKS dari truk. Selain itu, terdapat pula area

utilitas di bagian belakang pabrik dan juga area pengisian

Hidrogen kedalam tangki maupun tabung-tabung kecil. Untuk

keperluan administrasi dan kepegawaian, PT. Nermin Jaya

Sentosa terdapat kantor dengan 3 lantai beserta fasilitas

lainnya seperti klinik, rumah peribadatan, kantin, dan

lapangan olahraga. Untuk sumber listrik, terdapat ruang

generator listrik yang bersebelahan dengan ruang maintanance

alat dan juga ruang pengamanan kebakaran.

Dari segi keekonomian, proyek ini belum layak untuk

dijalankan. Nilai net present value (NPV) yang defisit Rp.

196.495.555.036 dan interest rate of return (IRR) sebesar 8,1437%

vi Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


yang jauh dibandingkan minimum acceptable rate of return (MARR)

sebesar 15%. Namun, proyek ini bisa layak untuk dijalankan

dengan beberapa scenario, yaitu scale up dan tax holiday

menjadi 5%. Hasil scenario ini menghasilkan NPV Rp

461.594.708.454 dengan payback period 9,44 tahun dan IRR

sebesar 19,36%. Hasil analisis sensitivitas, harga minimum

hydrogen adalah Rp 246.375/kg dan peningkatkan keuntungan

dapat dilakukan dengan lobbying harga beli TKKS.

vii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


DAFTAR ISI

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

ABSTRAK…. ii

RINGKASAN iii

DAFTAR ISI...................................................

v

DAFTAR TABEL.................................................ix

DAFTAR GAMBAR................................................xi

BAB 1 PENDAHULUAN............................................1

1.1. Deskripsi Pabrik Hidrogen dari Biomasa.............1

1.1.1...................................................Lat

ar Belakang.............................................1

1.1.2...................................................Pab

rik Hidrogen dari Biomasa...............................2

1.2. Tinjauan Pustaka...................................2

1.2.1...................................................Jen

is Proses Pembentukan Hidrogen..........................2

1.2.2...................................................Sel

eksi Proses.............................................3

1.2.2.1...............................................Gas

ifikasi..........................................4

1.2.2.2...............................................Pir

olisis...........................................7

1.2.2.3...............................................Ste

am Reforming.....................................8

viii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


1.2.2.4...............................................Fer

mentasi..........................................9

1.2.3...................................................Pen

garuh Proses Gasifikasi Hidrogen Terhadap Lingkungan

...................................................12

1.2.4...................................................Ris

iko Kecelakaan Pabrik Gas Hidrogen.................13

BAB 2 Analisis Perancangan Pabrik............................14

2.1. Analisis Bahan Baku................................14

2.1.1...................................................Kar

akteristik Bahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit. . .14

2.1.2...................................................Ket

ersediaan di Indonesia dan Prospek Kedepan dalam

Pengembangan Bahan Baku............................15

2.1.3...................................................Kan

dungan Tandan Kosong Kelapa Sawit..................18

2.1.4...................................................Has

il Uji Analisis Proximat...........................19

...................................................

2.1.5...................................................Has

il Uji Analisis Ultimat............................20

2.1.6...................................................Lok

asi Potensial Suplai Tandan Kosong Kelapa Sawit....21

2.2........................................................

Analisis Lokasi Pabrik..................................22

2.2.1...................................................Fak

tor Primer.........................................22

ix Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


2.2.2...................................................Fak

tor Sekunder.......................................23

2.3. Analisis Pasar.....................................25

2.3.1...................................................Kap

asitas Produksi Hidrogen...........................26

BAB 3 Deskripsi Proses.......................................32

3.1. Persiapan Bahan Baku...............................32

3.2. Gasifikasi.........................................33

3.3. Sistem Penghilangan Kandungan Sulfur...............33

3.4. Konversi pada Char Combustor dan Steam Reformer....35

3.5. Konversi pada Water Gas Shift.....................37

3.6. Proses Purifikasi.................................38

BAB 4 NERACA MASSA ENERGI...................................41

4.1. Neraca Massa Keseluruhan..............................41

4.2. Neraca Massa Per-Alat.................................43

4.3. Neraca Energi Keseluruhan.............................61

4.4. Neraca Energi Per-Alat................................62

BAB 5 ANALISIS HEAT EXCHANGER NETWORK DAN UNIT UTILITAS......67

5.1. Analisis HEN..........................................67

5.1.1. Klasifikasi Jenis Aliran.........................67

5.1.2. Pehitungan Neraca Energi pada Interval Temperatur 68

5.1.3. Skema Casade.....................................69

5.1.4. Kurva Grand Komposit.............................71

5.1.5. Analisis Pemanfaatan Panas.......................71

5.2. Unit Utilitas.........................................73

5.2.1. UnitmPenyediaan Air..............................73

5.2.2. Penyediaan Gas Alam..............................74

x Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


5.2.3. Unit Penyediaan Tenaga Liatrik...................75

BAB 6 SPESIFIKASI PERALATAN..................................79

6.1. Peralatan Utama Proses................................79

6.2. Peralatan Unit Utilitas...............................122

BAB 7 TATA LETAK DAN K3LL PABRIK.............................128

7.1. Tata Letak Pabrik.....................................128

7.2. K3LL Pabrik...........................................131

7.2.1. Hazard Identification and Risk Assesment.........131

7.2.2. Hazard Identification............................137

7.2.3. Hazard Operability Study.........................143

7.2.4. Peraturan Mengenai Keselamatan Kerja.............149

BAB 8 ANALISIS KEEKONOMIAN PABRIK............................150

8.1. Total Capital Investment..............................150

8.1.1. Total Bare Modul Cost............................150

8.1.2. Site Development Cost............................152

8.2. Biaya Operasional Tahunan.............................154

8.2.1. Biaya Operasional................................155

8.2.1.1. Biaya Bahan Langsung.........................155

8.2.1.2. Biaya Tenaga Kerja Langsung..................156

8.2.1.3. Biaya Tetap Pabrik...........................158

8.2.1.4. Biata Perawatan..............................163

8.2.1.5. Biaya Bunga..................................163

8.3. Perhitungan Laba Rugi.................................165

8.3.1. Pemasukan........................................165

8.3.2. Laba.............................................167

8.4. Analisis Kelayakan Investasi..........................167

8.4.1. Cash Flow Setiap Tahun...........................167

xi Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


8.4.2. IRR..............................................167

8.4.3. Analisis Net Present Value.......................168

8.4.4. Payback Period...................................169

8.5. Skenario..............................................177

8.5.1. Scale Up.........................................177

8.5.2. Holiday Tax......................................178

8.6. Analisis Sensitivitas.................................179

8.6.1. Perubahan Bahan Baku.............................180

8.6.2. Perubahan Harga Listrik..........................181

8.6.3. Perubahan Harga Jual Hidrogen....................182

BAB 9 KESIMPULAN.............................................184

DAFTAR PUSTAKA...............................................186

LAMPIRAN ...................................................187

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Seleksi Proses ...................................3

Tabel 1.2. Sekilas Produksi Bio-H2 dalam Proses Mikroba ......9

Tabel 1.3. Seleksi Proses 2 .................................11

Tabel 1.4. Seleksi Proses Berdasarkan Biochemical dan

Thermochemical ..............................................11

Tabel 1.5. Perbandingan Teknologi Peroduksi Hidrogen dari

Biomassa ....................................................11

Tabel 2.1. Komposisi Biopolimer Biomasa .....................18

Tabel 2.2. Hasil Uji Analisis Proximat Biomasa ..............19

Tabel 2.3. Contoh Hasil Uji Analisis Ultimat Biomasa ........20

xii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


Tabel 2.4. Perbandingan Lokasi untuk Pebangunan Pabrik Hidrogen

.............................................................23

Tabel 2.5. Jumlah dan Nominal Impor Hidrogen Indonesia ......26

Tabel 2.6. Proyeksi Kebutuhan Etilen Glikol di Indonesia ....26

Tabel 2.7. Perhitungan Kebutuhan Impor Hidrogen Nasional Hingga

Tahun 2030...................................................30

Tabel 3.1. Perbandingan Kinerja Proses Dasar Pembuatan Gas

Sintesis ....................................................36

Tabel 3.2. Perbandingan Kinerja Proses Gabungan Pembuatan Gas

Sintesis ....................................................36

Tabel 4.1. Contoh Hasil Uji Analisis Ultimat Biomasa ........42

Tabel 5.1. Klasifikasi Jenis Aliran .........................67

Tabel 5.2. Interval Temeperatur Fluida ......................68

Tabel 5.3. Perhitungan Neraca Energi pada Interval Temperatur

.............................................................69

Tabel 5.4. Skema Cascade .....................................70

Tabel 5.5. Listrik yang Diperlukan oleh Peralatan Proses ....75

Tabel 5.6. Liastrik yang Dihasilkan oleh Turbin ............77

Tabel 7.1. Kriteria Frekuensi dalam Penilaian Resiko ........131

Tabel 7.2. Kriteria Tingkat Kerusakan dalam Penilaian Resiko

untuk Faktor Manusia ........................................132

Tabel 7.3. Hazard Indentification and Risk Assesment Pabrik Hidrogen dari

Biomassa ....................................................132

Tabel 7.4. Parameter HAZID dalam Menentukan Efek Bahaya .....138

Tabel 7.5. Tingkat Kemungkinan Bahaya pada HAZID ............138

Tabel 7.6. HAZID Pabrik Hidrogen dari Biomassa .............139

Tabel 7.7. HAZOP Pabrik Hidrogen dari Biomassa ..............144

xiii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


Tabel 8.1. Cost Index ..........................................151

Tabel 8.2. Biaya Utilitas ...................................153

Tabel 8.3. Offsite Fasility Cost ....................................153

Tabel 8.4. Total Capital Investment ................................154

Tabel 8.5. Biaya Tandan Kosong Kelapa Sawit .................155

Tabel 8.6. Biaya Transportasi Bahan Baku ....................155

Tabel 8.7. Tabel Biaya Fixed Tenaga Kerja Langusng ............157

Tabel 8.8. Biaya Tenaga Kerja Langsung ......................158

Tabel 8.9. Tabel Biaya Fixed Tenaga Kerja Tidak Langsung ......158

Tabel 8.10. Biaya Tenaga Kerja Langsung .....................159

Tabel 8.11. Tabel Biaya Asuransi ............................160

Tabel 8.12. Tabel Biaya Depresiasi ..........................161

Tabel 8.13. Biaya Total Factory Overhead .......................163

Tabel 8.14. Bunga Bank ......................................164

Tabel 8.15. Bunga Investor ..................................164

Tabel 8.16. Total Biaya Pengeluaran Tahunan .................165

Tabel 8.17. Referensi Harga Hidrogen ........................165

Tabel 8.18. Harga Hidrogen dengan Berbagai Teknologi .......166

Tabel 8.19. Harga Jual Hidrogen yang Digunakan ..............166

Tabel 8.20. Tabel Cash Flow ...................................170

Tabel 8.21. Tabel Hasil Kalkulasi IRR .......................173

Tabel 8.22. Hasil Trial and Error IRR .......................174

Tabel 8.23. Perhitungan Nilai NPV ...........................174

Tabel 8.24. Perhitungan Payback Period .........................175

Tabel 8.25. Pengaruh Kelayakan Pabrik terhadap Peningkatan

Produksi ....................................................177

Tabel 8.26. Hasil Penurunan Pajak (Holiday Tax Scenario) .........179

xiv Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


Tabel 8.27. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Bahan Baku

.............................................................180

Tabel 8.28. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Harga Listrik

.............................................................181

Tabel 8.29. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Harga Listirk

.............................................................182

xv Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Prinsip Proses Gasifikasi........................5

Gambar 1.2. BFD Pirolisis Biomassa ..........................8

Gambar 1.3. Steam Reforming .................................8

Gambar 1.4. Pola Metabolisme Anaerob E Aerogenes ............10

Gambar 2.1. Peta Penyebaran Potensi Biomassa di Indonesia . . .14

Gambar 2.2. Tandan Kosong Kelapa Sawit ......................15

Gambar 2.3. Peta Wilayah Penyebaran Kelapa Sawit ............16

Gambar 2.4. Peta Persebaran Luas Lahan dan Produksi Kelapa Sawit

.............................................................16

Gambar 2.5. Estimasi Jumlah Limbah Kelapa Sawit terhadap

Produksi CPO ................................................17

Gambar 2.6. Alur Proses Pengolahan Kelapa Sawit .............18

Gambar 2.7. Lokasi Perkebunan Kertajaya .....................21

Gambar 2.8. Lokasi Pabrik Hidrogen ..........................25

Gambar 2.9. Grafik Proyeksi Kebutuhan Etilen Glikol Indonesia

.............................................................28

Gambar 2.10. Kebutuhan Baja Nasional ........................29

Gambar 3.1. Proses Pencacahan Tandan Kosong Kelapa Sawit ....32

Gambar 3.2. Block Flow Diagram...............................39

Gambar 3.3 Process Flow Diagram..............................40

Gambar 4.1. Diagram Neraca Massa Overall ....................41

Gambar 4.2. Diagram Neraca Energi Overall ...................61

Gambar 4.3. Neraca Energi yang Diperlukan dan Dihasilkan ....61

Gambar 5.1. Kurva Grand Komposit ............................71

xvi Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


Gambar 5.2. Diagram Panas yang Tersedia .....................72

Gambar 5.3. Diagram Panas yang Dimanfaatkan .................72

Gambar 5.4. PFD Utilitas ....................................78

Gambar 7.1. Tata Letak Pabrik ...............................129

Gambar 7.2. Tata Letak Peralatan Proses .....................130

Gambar 8.1. Grafik Index Value .................................151

Gambar 8.2. Cash Flow .........................................172

Gambar 8.3. Grafik Accumulative Present Worth .....................176

Gambar 8.4. Accumulative Present Worth Hasil Scale Up ..............178

Gambar 8.5. Accumulative Present Worth Skenario Kedua .............179

Gambar 8.6. Sensitivitas Harga Bahan Baku ...................181

Gambar 8.7. Sensitivitas Harga Dasar Listrik ................182

Gambar 8.8. Sensitivitas Harga Jual Hidrogen ................183

xvii Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Deskripsi Pabrik Hidrogen dari Biomasa

1.1.1. Latar Belakang

Dalam studi energi berkelanjutan, biomass adalah seluruh

hal yang berkenaan dengan tanaman yang masih hidup termasuk

limbah organik yang berasal dari tanaman, manusia, kehidupan

laut, dan hewan. Biomassa merupakan istilah yang digunakan

sebagai bahan bakar, terlebih kayu bakar, arang, kotoran

hewan, limbah pertanian, dan limbah padat yang dapat

terbiodegradasi. Perkembangan pemanfaatan dari biomass ini

telah diterapkan dengan pembentukan bahan bakar hidrogen dalam

bentuk gas dengan dari biomassa tersebut.

Energi baru dan terbarukan (EBT) adalah energi yang

berasal dari sumber daya nonfosil yang dapat diperbarui

sehingga sumber dayannya tidak akan habis. Saat ini,

pemanfaatan EBT seperti tenaga surya, tenaga angin, panas

bumi, mikrohidro, biomassa, gambut dan tenaga panas laut,

sebagai energi alternatif sudah mulai digalakan di beberapa

negara. Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki

potensi yang sangat besar dalam pengembangan EBT sebagai

sumber energi nasional dan biomassa adalah yang paling

potensial untuk menjadi energi alternatif. Namun untuk

sementara ini, biomassa masih sedikit pemanfaatnya secara luas

dalam bidang energi.

1 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia


Sehubungan dengan hal tersebut, maka dibuatlah suatu

perencanaan pabrik pembuatan hidrogen dari biomass. Hidrogen

mempunyai fungsi sebagai bahan baku pembuatan amoniak,

oxygenated compound, keperluan elektrolisa, start up cracker,

perengkahan fraksi-fraksi minyak bumi, dan bahan baku berbagai

zat kimia lainnya. Potensi dan prospek pasar hydrogen mencakup

industri petrokimia (polimer, peroxide dan pelarut), farmasi

(vitamin dan bahan kimia farmasi), makanan (produksi mentega),

purifikasi gas, dan microchip. Selain itu, gas hidrogen dapat




menggunakan hydrogen adalah PT. Amoco Mitsui Indonesia, PT.

Bakrie Kasei Corp., PT. Krakatau Steel, PT. Petrokimia

Nusantara Interindo, dan PT. Styrindo Mono Indonesia.

Hidrogen mempunyai energi hasil pembakaran yang paling

besar per satuan massa sehingga penggunaannya sebagai bahan

bakar cukup potensial. Salah satu aplikasi hidrogen sebagai

penghasil energi adalah fuelcell yang memenfaatkan reaksi

pembakaran hydrogen menjadi listrik secara langsung. Teknologi

terbaru dari fuel cell sedang mengalami perkembangan yang pesat

dengan melihat prospeknya sebagai pembangkit listrik.

Aplikasi ini menjanjikan proses yang semakin efisien

(mencapai 70%) dan ramah lingkungan (hasil pembakaran air

murni) dimana industri hidrogen akan berkembang pesat. Hal ini

menjadi salah satu potensi pengembangan industri hidrogen,

baik skala regional maupun internasional.



1.1.2. Pabrik Hidrogen dari Biomasa

Hidrogen pertama kali ditemukan oleh Paracelus pada tahun

1493-1541, beliau mengatakan apabila suatu asam sulfat

direaksikan dengan besi akan timbul udara yang menyembur

seperti angin. Pada tahun 1700, Lamery menyimpulkan bahwa

pencampuran antara hidrogen dengan udara akan meledak bila

dikenai dengan nyala api. Pada tahun 1766, Candevish membuktikan

bahwa hidrogen yang terbakar pada udara tidak akan membentuk

zat lain selain air. Pada tahun 1783, Lavosier memberika nama

kepada hidrogen yang terbakar pada udara tidak akan membentuk

zat lain selain air. Pada tahun 1783, Lavosier memberikan nama

kepada hidrogen.

Proses Catalitic Steam Reforming untuk pembuatan hidrogen

mulai beroperasi secara komersial pada tahun 1930, dengan

perkembangan lebih dari lima belas tahun. Pada tahun 1940,

sebanyak 90% produksi hidrogen di dunia dibuat dari batubara

dan kokas, kemudian, pada tahun 1954, perusahan Texaco

mengembangkan proses non-catalitic partial oxidation yang kemudian

dikembangkan lagi oleh shell dengan proses gasifikasi.

Biomass yang digunakan sebagai feedstock kebanyakan berasal

dari kayu dan limbah kayu, hasil pertanian dan limbah

pertanian serta tumbuhan laut dan alga. Energi dari biomass

biasanya digunakan untuk tenaga elektrik. Kebanyakan dari

biomass itu sendiri sedang difokuskan untuk perkembangannya

sebagai bahan energi yang ramah lingkungan dan potensial

sebagai energi alternatif minyak bumi.



1.2. Tinjauan Pustaka

1.2.1. Jenis Proses Pembentukan Hidrogen

Hidrogen plant dari biomassa adalah perubahan hidrokarbon

dengan menggunakan prinsip pembakaran dan perekahan ataupun

bisa digunakan prinsip fermentasi. Berikut ini adalah beberapa

proses dari pembuatan hidrogen dari biomassa.

Proses produksi energi dari biomassa dapat dibagi menjadi

2 kategori umum yaitu proses termokimia (thermochemical) dan

biologi (biological). Proses termokimia dibagi menjadi 4 yaitu

pembakaran (combustion), pirolisis, pencairan (liquefaction),

dan gasifikasi. Proses biologi dapat dibagi menjadi 5 yaitu

biofotolisislisis langsung (direct biophotolysis),

biofotolisis tidak langsung (indirect biophotolysis),

biological water gas shift reaction, fotofermentasi (photo

frementation), dan fermentasi gelap (dark fermentation).

Combution adalah pembakaran biomassa secara langsung di

udara untuk mengkonversi energi kimia biomassa menjadi panas,

energi mekanik atau listrik untuk digunakan dalam peralatan

seperti kompor, furnace, boiler, atau steam turbin. Karena

efisiensi energinya yang rendah (10-30%) dan emisi polutan

berupa hasil tambahan (by-product) maka combution tidak sesuai

untuk memproduksi hidrogen.

Proses biomassa liquefation dipanaskan pada temperatur

525-600 K dalam air di bawah tekanan 5-20 Mpa tanpa kehadiran

udara. Pelarut atau katalis dapat ditambahkan dalam proses.



Kelemahan dari proses ini adalah sulit untuk memperoleh

kondisi operasi dan produksi hidrogen yang diperoleh rendah.

Pemilihan jenis proses dari produksi hidrogen ini adalah

dengan menggunakan tinjauan berdasarkan kelebihan dan

kekurangan masing-masing proses dan dengan sistem tabulasi.

1.2.2. Seleksi Proses

Di bawah ini adalah tabulasi dari proses hidrogen:

Tabel 1.1. Seleksi Proses

Variabel

Jenis Proses

Gasifikasi Pirolisis Steam

reforming

Fermentationof waste

substratesJumlah Step Proses 7 7 7 3

Hasil (1000kg/day) 20-200

20-200cent.0.1-4onsite

0.1-20 Unknown

Efisiensi (HHV) 41-65% <

gasifikasi 25-40% 10-20%

Spesialisasiproduk Syn gas

Syn gasdan

biofuelSyngas Syngas dan

biofuel

Suhu operasi 750-1300°C 450-550 °C 750-1400°C 25-30 °C

Tekanan >0.1 0.1-0.5 >0.1 0.1

Status R&D R&D

Berdasarkan

Teknologiyang sudahditerapkan

Skalalaboratorium

SkalaIndustriMenengahdan Besar

IndustriMenengahdan Besar

IndustriKecil

Menengah

SkalaLaboratorium



KatalisTidak

memerlukan

Tidakmemerlukan

Tidakmemerlukan

Tidakmemerlukan(memerlukan

elemenbiologis)

Pengeringan Penting Penting

Tidakpenting,

tapi dapatmembantu

Tidak perlu

1.2.2.1. Gasifkasi

Proses gasifikasi adalah proses perubahan (konversi)

biomassa dari fasa solid menjadi fasa gas (gas sintesa). Pada

dasaranya, biomassa dikonversikan menjadi campuran CO, CO2,

H2O, H2, dan hidrokarbon-hidrokarbon ringan. Gasifikasi ini

dapat dilakukan dengan dua metode fluidisasi. Pertama dengan

menggunakan fluidisasi tekanan rendah pemanasan tidak langsung

yang dikembangkan oleh Institute of Gas Technology (IGT) dan

yang kedua dengan menggunakan fluidisasin tekanan rendah

pemanassan tidak langsung yang dikembangkan oleh Battle Columbus

Laboratory Technology (BCL). Tekanan operasi untuk gasifier dari

IGT adalah 24,5 atm dan temperatur operasinya 920°C. Di dalam

gasifier dari IGT ini, terjadi dua proses, yaitu pertama

pembakaran sebagian char dan biomassa yang mensuplai panas

untuk reaksi gasifikasi, kedua gasifikasi biomassa itu

sendiri. Kondisi operasi dari gasifikasi dengan metode

fluidisasi tekanan rendah adalah pada temperatur 870°C dengan

tekanan 23 psia. Gasifier dari BCL ini terdiri dari dua kolom

terpisah. satu kolom untuk gasifikasi biomassa, satu kolom

lagi untuk pembakaran char. Abu,char, dan pasir terbawa keluar



bersama gas sintesa dari kolom gasifikasi. Ketiganya

dipisahkan dengan cyclone dan dialirkan ke kolom pembakaran

char untuk memanasi oasir. Panas untuk reaksi gasifikasi

ditransfer antara dua kolom dengan mensirkulasi pasir yang

telah panas kembali ke kolom gasifikasi. Didalam gasfikasi itu

sendiri terdiri dari 4 tahapan besar yaitu:

1. Tahap pengeringan, tujuannya untuk meningkatkan suhu

feedstock ditingkatkan menjadi sekitar 100°C. Tahap

pengeringan ini bertujuan untuk mempersiapkan feedstock

agar suhu spesifikasi dari pirolisis dan untuk mengurangi

kandungan moisture dari feedstock itu sendiri.

2. Tahap pirolisis. Biomassa akan mengalami perengkahan pada

proses ini dengan temperatur mencapai 250°C, proses ini

berlangsung sampai temperatur 500°C. Hasil proses ini

adalah arang, uap air, uap tar, dan gas-gas. Tujuan dari

tahap ini adalah untuk mempermudah reaksi pembentukan gas

hidrogen di gasifier.

3. Tahap reduksi. Pada temperatur di atas 600°C arang

bereaksi dengan uap air dan karbon dioksida. Untuk

menghasilkan hidrogen dan karbon monoksida sebagai

komponen utama gas hasil. Pada tahap ini adalah tahap

yang terjadi di gasifier atau proses gasifikasi. Proses

ini bergantung dengan pemilihan jenis dari gasifier itu

sendiri dimana setiap gasifier itu sendiri memiliki

kelebihan dan kekurangan dari gasifier itu sendiri.

4. Tahap oksidasi. Sebagai kecil biomassa atau hasil

pirolisis dibakar dengan udara untuk menghasilkan panas



yang diperlukan oleh ketiga tahap tersebut di atas.

Proses oksidasi (pembakaran) ini dapat mencapai

temperatur 1200°C yang berguna untuk perekahan tar lebih

lanjut.

Gambar 1.1. Prinsip proses gasifikasi

Proses lengkap dari gasifikasi terdiri dari:

1. Feeding

Biomassa yang dijadikan feedstock harus dilakukan

preparasi terlebih dahulu dimana dilakukan drying untuk

mengurangi kandungan moisture dan meningkatkan suhu dari

feedstock itu sendiri agar sesuai dengan spesifikasi feed

untuk gasifier

2. Gasifkasi

Gasifikasi adalah proses pembentukan syngas dengan

menggunakan prinsip pereaksian hidrokarbon yang sudah

terekah terlebih dahulu di proses feeding untuk nantinya

direaksikan dengan steam dan oksigen dan menjadi syn-gas.8 Departemen Teknik Kimia

Universitas Indonesia


Proses gasifikasi ini sendiri sangat bergantung pada

pemilihan dari jenis gasifier itu sendiri dengan

kelebihan dan kekekurangannnya masing-masing.

3. Ash removal

Kuantitas dari ash yang akan dibuang relatif kecil

sekitar 1-2% dari berat feed stock itu sendiri.

4. Heat Recovery

Produk gas dari gasifier itu sendiri pasti memiliki panas

yang sangat tinggi sekitar 800-1100 C dan perlu dilakuakn

pendinginan 500-600 C, spesifikasi dari entire heat

recovery dan gas cleaning train.

5. Gas Cleaning

Sesi ini terdiri dari berbagai macam proses, yaitu:

Tar Cracking dan tar removal: proses ini bertujuan

untuk mengurangi potensi dari tar dalam problem

deposition dan meminimalkan proses washing water

requierments.

Heat recovery: panas akan dapat di recovery dari hot

raw gas at several stages. Some further heat akan

direcovery setelah hot gas filter.

Hot gas clean up: kebanyakan mengatakan bahwa

efektifitas dan performa dari hot gas filter tidak

bisa di terapkan pada dasar biomass. Karena itulah

hot gas clean up ini diperlukan untuk meningkatkan

efektifitas dan konsekuensi dari kegagalan dari

require careful evaluation.



Water treatment: adalah pembersihan dari gas dengan

menggunakan media air dan air tersebut akan

membersihkan char dan olivien dalam bentuk padatan

agar terpisah dari gas hasil dari gasifier.

6. Pakcaging

Proses ini merupakan proses pengemasan dari gas

hidrogen untuk dapat disalurkan kepada konsumen hidrogen.

Hidrogen yang dihasilkan dapat langsung disalurkan kepada

konsumen dengan menggunakan media pipeline ataupun dengan

menggunakan truk kriogenik. Apabila menggunakan truk

kriogenik, maka diperlukan proses kompresi dari kriogenik

itu sendiri.

1.2.2.2. Pirolisis

Pirolisis dipanaskan pada temperatur 650-800 K pada 0.1-

0.5 Mpa tanpa kehadiran udara untuk mengkonversi biomassa

menjadi liquid oils, solid charcoal, dan komponen-komponen

gas. Pirolisis dapat diklasifikasi menjadi pirolisis lambat

dan pirolisis cepat. Karena produk yang dihasilkan sebagian

besar berupa charcoal, pirolisis lambat tidak dipertimbangakan

untuk produksi hidrogen. Pirolisis cepat merupakan proses pada

temperatur tinggi dimana biomassa feedstock dipanaskan dengan

cepat tanapa kehadiran udara, untuk membenruk uap dan hidrogen

Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui

proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen

lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan

struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus



termolisis. Pirolisis ekstrim, yang hanya meninggalkan karbon

sebagai residu, disebut karbonisasi.

Pirolisis adalah kasus khusus dari thermolysis terkait

dengan proses kimia charring dan yang paling sering digunakan

untuk organik bahan. Hal ini terjadi secara spontan pada

temperatur tinggi (misalnya, di atas 300°C untuk kayu, itu

berbeda untuk bahan lainnya), misalnya dalam kebakaran atau

ketika vegetasi datang ke dalam kontak dengan lava dalam

letusan gunung berapi. Secara umum, gas dan cairan

menghasilkan produk dan meninggalkan residu padat kaya

kandungan karbon. Extreme pirolisis, yang daun karbon sebagai

residu, disebut karbonisasi. Hal itu tidak melibatkan reaksi

dengan oksigen atau reagen lainnya.

Pirolisis adalah endotermik, berbagai metode telah diajukan

untuk menyediakan panas ke partikel yang bereaksi:

Pembakaran sebagian biomassa produk melalui suntikan

udara. Hal ini mengakibatkan produk-produk berkualitas

rendah

Perpindahan panas langsung dengan gas pana, produk ideal

gas yang dipanaskan dan didaur ulang. Malasahnya adalah

untuk menyediakan panas cukup dengan aliran gas yang

mmasuk akal.

Perpindahan panas tidak langsung dengan nilai permukaan

(dinding, tabung). Sulit untuk mencapai perpindahan panas

baik di kedua sisi permukaan pertukaran panas.

Perpindahan pnas langsung dengan sirkulasi solid:

memindahkan solid panas antara kompor dan reaktor



pirolisis. Ini adlaah efektif tetapi teknologi yang

kompleks.

Gambar 1.2. BFD Pirolisis biomassa

1.2.2.3. Steam Reforming

Biogas refroming adalah proses dimana memperoduksi

hidrogen dari gas alam, dengan reaksi utamanya adalah sebagai

berikut:

CH4 + H2O CO + 3 H2

Reaksi ini bersifat katalitik, endothermis, dan

berlangsung pada temperatur 1000°C. Banyaknya panas yang

dihasilkan dari produk hasil reforming yang dimanfaatkan untuk

pembangkir steam sebelum diproses lebih lanjut dalam converter

yang sebagian besar CO diubah menjadi CO2 dengan menggunakan

absorber.

Bila terjadi perubahan pada tekanan, temperatur, rasio

steam terhadap karbon, space velocity, tipe katalis, dan

komposisi bahan baku maka hasil yang diperoleh akan

bervariasi.



Gambar.1.3. Steam Reforming

1.2.2.4. Fermentasi

Sebagian besar proses biologi masih dilakukan dalam skala

laboratoruim sehingga efisiensi yang dimiliki masih sangat

kecil. Salah satu produksi gas H2 dengan menggunakan reformasi

termokatalitik dari komponen organik yang kaya kandungan H2 dan

proses-proses biologis. Produksi H2 secara biologgis

menggunakan mikroorganisme merupakan teknologi yang banyak

dikembangkan. Sistem biologi menyediakan berbagai pendekatan

untuk menghasilkan hidrogen, misalnya: biofotolisis langsung,

fotofermentasi, dan fermentasi gelap (Das dan Verizoglu, 2001)

Tabel 1.2. sekilas Produksi Bio-H2 dalam proses mikroba



Keuntungan dari produksi H2 secara fermentasi adalah

produksinya yang cepat dan operasinya sederhana. Substrat yang

digunakan dapat berupa limbah organik, sehingga jika

dibandingkan dengan produksi hidrogen melalui proses

fotosintesis maka cara fermentasi lebih mudah dikerjakan dan

digunakan secara luas. Faktor yang mempengaruhi keberhasilan

fermentasi produksi hidrogen adalah konsentrasi substrat,

inhibitor, suhu, pH dan kecepatan difusi (Wang & Wan, 2009)

Bakteri fermentasi memerlukan substrat seperti glukosa

dan atau sukrosa untuk memperoleh energi untuk pertumbuhan

dan pemeliharaan dan produksi beberapa intermediet hasil

samping berupa asam organik, alkohol dan hidrogen selama

proses metabolisme (Ren et al. 2006). Karbohidrat, terutama

glukosa adalah substrat untuk fermentasi H2. Selain itu, pati,

selulosa, limbah organik juga dapat digunakan. Beberapa

mikroorganisme seperti Enterobacter, Clostridium dan E. coli

dapat menghasilkan H2. Produk akhir dan jumlah H2 yang

dihasilkan sangat variatif tergantung jalur yang digunakan

mikroorganisme (Levin et al., 2004; Nath & Das, 2004).



Rute fermentasi dalam produksi H2 diawali dari konversi

glukosa menjadi piruvat dan NADH melalui glikolisis oleh

bakteri anaerob maupun fakultatif anaerob (Hellenbeck 2005).

Menurut Tanisho et al. (1998) terdapat jalur produksi H2

melalui jalur NADH, dimana H2 dihasilkan oleh reoksidasi NADH

sebagaimana reaksi di bawah:

NADH + H+ -> H2 + NAD+

Selama proses glikolisis, saat glukosa dikonversi menjadi

piruvat dihasilkan NADH dengan reaksi sebagai berikut:

C6H12O6+2NAD+ -> 2CH3COCOOH + 2NADH +2H+

Wang dan Wan (2009) berpendapat bahwa produksi H2 melalui

fermentasi merupakan proses yang sangat kompleks dan banyak

faktor yang mempengaruhi diantaranya inokulum, substrat, tipe

reaktor, nitrogen, fosfat, ion logam, suhu dan pH. Zhang et

al. (2009) mengemukakan bahwa produk fermentasi anaerob pada

jalur pembentukan hidrogen oleh E. aerogenes adalah piruvat,

suksinat, laktat, 2,3 butanediol (BD), asetat, etanol, CO2 dan

H2. Menurut Rahman et al. (1997) etanol, BD dan laktat

terbentuk melalui kopling oksidasi NADH sehingga 7 untuk

meningkatkan produksi H2 dimungkinkan dengan memblokir jalur

piruvat ke etanol, BD dan laktat.



Gambar 1.4. Pola Metabolisme Anaerob E. Aerogenes (Zhang

et al.2009)

Gas H2 diproduksi melalui pembentukan asam piruvat secara

anaerobik selama katabolisme. Karbohidrat dapat berupa

monosakarida tapi juga bisa berupa polimer seperti pati,

selulosa atau xilan. Berbagai subtrat organik telah diakui

potensial dalam fermentasi Hg, Noike dan Mizuno (2000) serta

Yu et al. (2002) menyebutkan bahwa beberapa bentuk limbah

organik seperti limbah padat seperti jerami padi hingga limbah

cair seperti limbah pabrik gula dan anggur telah digunakan

untuk produksi H2.

Tabel 1.3. Seleksi Proses 2

Process Temperature (C)

Pressure(Mpa)

Catalyst Drying

Liqeufaksi 250-330 5-20 Penting Tidakmemerlukan

Pirolisis 380-530 0.1-0.5 Tidak Penting16 Departemen Teknik Kimia



memerlukanPembakaran 700-1400 >0.1 Tidak

memerlukanTidak

perlu tapidapat

membantuGasifikasi 500-1300 >0.1 Tidak

memerlukanPerlu

Tabel 1.4. Seleksi Proses Berdasarkan Biochemical dan

Thermochemical

Biochemical (sugar

fermentation)

Thermochemical

Feedstock Sugar, starch, corn Cellulosic stock, wood,

municipal solid waste

Reactor type Batch Continuous

Reaction time 2 days 7 minutes

Water usage 3.5-170 liter/liter ethanol < 1 liter/liter ethanol

By-products Distiller’s dried grain Syngas/electricity

Yield 450 liter/ton 265-492 liter/ton

Techonology

maturity

>100 in U.S. plants Pilot plant

Tabel 1.5. Perbandingan Teknologi Produksi Hidrogen dari

Biomasa

Technology

Gasification Pyrolysis

value point Value Point

Size range

1000 kg/day

20-200 20-200 cent

0,1-4 onsite

Efisiensi (HHV) 41-65% 3 < gasification 2



Opportunity

for Co-

products

electricity Abudant

Hydrogen

yields

high 5 Not high 3

Temperature 1000 K 3 650-800 K at

0,1-0,5 MPa

4

Yields Mainly Gas 5 Liquid oils,

solid charcoal,

gas

compounds

3

Berdasarkan informasi yang telah dijabarkan, maka kami

memilih proses gasifikasi dalam hal produksi hidrogen, hal ini

dikarenakan alasan-alasan berikut ini:

1. Diantara proses yang lain, gasifikasi memiliki

efisiensi paling tinggi untuk proses pembentukan

hidrogen yaitu berkisar 41-65% dari 100% massa

feedstock dan steam serta oksigen.

2. Spesialisasi produk syngas yang dihasilkan dari

produk ini jauh lebih murni dan lebih banyak dari

pada proses-proses yang lain. Sehingga sesuai dengan

tujuan dari pabrik hidrogen ini untuk menghasilkan

hidrogen dengan sangat baik.

3. Proses pembuatan hidrogen dengan menggunakan prinsip

gasifikasi sudah diterapkan dinegara-negara maju dan

lebih berkembang dari pada proses yang lainnya.



Sehingga kami memiliki satu gambaran realita yang

potensial untuk merealisasikannya di Indonesia.

4. Yield dari Proses gasifikasi itu sendiri terbilang

cukup besar dibanding proses yang lain, yaitu

sebesar 20000-200000 kg/day hidrogen dihasilkan.

5. Hasil samping dari proses gasifikasi ini juga

bernilai ekonomis dan dapat dijual sehingga

menguntungkan dari segi finansial.

1.2.3. Pengaruh Proses Gasifikasi Hidrogen Terhadap

Lingkungan

Produk sampingan dari gasifikasi adalah CO2 dan CO yang

dihasilkan cukup banyak dan berpotensi untuk menjadi gas efek

rumah kaca apabila tidak diproses lebih lanjut. Untuk

menanggulangi ini akan dilakukan penjualan CO2 ke pabrik-pabrik

konsumen CO2 seperti CO2 food atau diinjek ke dalam perut bumi.

Dengan cara tersebut maka efek gas rumah kaca dapat

ditanggulangi dengan baik.

1.2.4. Risiko Kecelakaan Pabrik Gas Hidrogen

Gas Hidrogen sangat mudah terbakar pada konsentrasi

serendah 4% gas hidrogen di udara bebas. Ketika dicampur

dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak

seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada

temperatur 560°C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen

murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak

terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah



sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual.

Karakteristik lainya dari api hidrogen adalah nyala api

cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan

akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon.



BAB 2

ANALISIS PERANCANGAN PABRIK

2.1. Analisis Bahan Baku

Bahan baku utama dari Pabrik Hidrogen adalah sumber

hidrogen dan sumber karbon yang berasal dari biomassa. Untuk

analisis bahan baku sendiri penulis menyeleksi bahan baku

biomassa. Berikut ini adalah penjelasannya:

Gambar 2.1. Peta Penyebaran Potensi Biomassa di Indonesia

(Budiono, 2009)

Biomassa merupakan produk reaksi fotosintetik dari karbon

dioksida dengan air, yang terdiri atas karbon, oksigen, dan

hidrogen, yang terdapat dalam bentuk polimerik makroskopik

kompleks. Senyawa penyusun biomassa antara lain:

Selulosa : (C6H10O5)x

Hemiselulosa : (C5H8O4)y

Lignin : (C9H10O3(CH3O)0.9-1.7)z

Kandungan senyawa-senyawa tersebut dapat berbeda-beda

antara satu bahan biomassa dengan bahan yang lainnya. Dalam



seleksi bahan baku biomassa, salah satu pertimbangan yang

dilakukan adalah memilih bahan dengan kandungan yang tepat

agar produk yang dihasilkan dapat menghasilkan rasio hidrogen

yang cukup tinggi.

2.1.1. Karakteristik Bahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit

Bahan baku biomassa yang akan digunakan adalah tandan

kosong kelapa sawit. Tandan kosong kelapa sawit adalah salah

satu produk sampingan (by-product) berupa padatan dari industri

pengolahan kelapa sawit (gambar 2.2.). Ketersediaan tandan

kosong kelapa sawit cukup signifikan bila ditinjau berdasarkan

rata-rata produksi tandan kosong kelapa sawit terhadap total

jumlah tandan buah segar (TBS) yang diproses. Rata-rata

produksi tandan kosong kelapa sawit berkisar 22% hingga 24%

dari total berat tandan buah segar yang diproses di pabrik

kelapa sawit (Deraman-Ismail-Said, 1995).

Gambar 2.2. Tandan Kosong Kelapa Sawit (Isroi,2008)



Pemilihan tandan kosong kelapa sawit sebagai baku

didasari oleh beberapa pertimbangan, antara lain: ketersediaan

di Indonesia dan prospek kedepan dalam pengembangan bahan

baku, kandungan dalam biomassa (tandan kosong kelapa sawit),

hasil uji analisis proximat biomassa sebagai pertimbangan

kadar, dan hasil uji analisis ultimat biomassa. Berikut adalah

hasil pertimbangan pemilihan tandan kosong kelapa sawit

sebagai bahan baku.

2.1.2. Ketersediaan di Indonesia dan Prospek Kedepan dalam

Pengembangan Bahan Baku

Kelapa sawit sebagai tanaman penghasil minyak sawit dan

inti sawit merupakan salah satu primadona tanaman perkebunan

yang menjadi sumber penghasil devisa non migas bagi Indonesia.

Cerahnya prospek komoditi minyak kelapa sawit dalam

perdagangan minyak nabati dunia telah mendorong pemerintah

Indonesia untuk memacu pengembangan areal perkebunan kelapa

sawit. Berkembangnya sub‐sektor perkebunan kelapa sawit di

Indonesia tidak lepas dari adanya kebijakan pemerintah yang

memberikan berbagai insentif, terutama kemudahan dalam hal

perijinan dan bantuan subsidi investasi untuk pembangunan

perkebunan rakyat dengan pola PIR‐Bun dan dalam pembukaan

wilayah baru untuk areal perkebunan besar swasta. Gambar

berikut ini merupakan lokasi penyebaran perkebunan kelapa

sawit Indonesia.



Gambar 2.3. Peta Wilayah Penyebaran Kelapa Sawit (BPKM)

Dengan tingginya pertumbuhan luas area perkebunan kelapa

sawit, Indonesia memiliki produksi kelapa sawit terbesar di

dunia saat ini. Produksi kelapa sawit Indonesia tahun 2010

diperkirakan mencapai 24.5 juta ton. Angka ini naik 13.9% dari

tahun 2009 yang hanya memproduksi kelapa sawit sebesar 21.5

juta ton. Produksi kelapa sawit Indonesia pada tahun 2010

mencapai 49.3 juta ton dimana nilai tersebut merupakan

setengah dari nilai produksi total dunia (US Department of

Agriculture, 2010).

Gambar 2.4. Peta Persebaran Luas Lahan dan Produksi

Kelapa Sawit



Pohon kelapa sawit menghasilkan buah sawit yang terkumpul

di dalam satu tandan dengan istilah tandan buah segar. Sawit

yang sudah berproduksi optimal dapat menghasilkan tandan buah

segar dengan berat antara 15-30 kg/tandan. Tandan-tandan

inilah yang kemudian diangkut ke pabrik untuk diolah lebih

lanjut menghasilkan minyak sawit.

Dalam memproduksi minyak sawit, setiap ton tandan buah

segar yang diolah dapat menghasilkan 140-200 kg CPO. Selain

menghasilkan CPO, pengolahan ini juga menghasilkan

limbah/produk samping, antara lain:

- Limbah cair (Palm Oil Mill Efluent/POME) = 600 – 700 kg

- Cangkang dan serat sawit = 190 kg

- Tandan kosong kelapa sawit = 230 kg

Berikut ini adalah grafik perkembangan dan estimasi jumlah

limbah kelapa sawit terhadap produksi CPO Indonesia.

Gambar 2.5. Estimasi Jumlah Limbah Kelapa Sawit terhadap

Produksi CPO

Limbah yang dihasilkan oleh industri kelapa sawit saat

ini belum dimanfaatkan secara optimal menjadi produk yang



memiliki nilai guna yang jauh lebih tinggi. Gambar dibawah ini

menunjukan proses pengolahan kelapa sawit mulai dari tandan

segar kelapa sawit hingga menjadi produk dan limbahnya.

Tandan kosong kelapa sawit, berdasarkan gambar dibawah ini,

hanya berakhir pada pengolahan limbah cair yang kemudian

digunakan sebagai pupuk. Pemanfaatan yang belum optimal ini

membuat tandan kosong kelapa sawit merupakan material yang

berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku produksi.

Gambar 2.6. Alur Proses Pengolahan Kelapa Sawit

(Departemen Perindustrian, 2007)

2.1.3. Kandungan tandan kosong kelapa sawit

Biomassa tersusun dari kandungan selulosa, hemiselulosa,

dan lignin didalamnya. Kandungan biomassa ini dapat berbeda-



beda antara suatu material dengan material yang lainnya.

Berikut ini adalah perbandingan kandungan ketiga senyawa

penyusun dalam biomassa.

Tabel 2.1. Komposisi Biopolimer Biomassa

Tandan kosong kelapa sawit mengandung 59.7% selulosa,

22.1% Hemiselulosa, dan 18.1% Lignin. Selulosa adalah polimer

glukosa (hanya glukosa) yang tidak bercabang. Bentuk polimer

ini memungkinkan selulosa saling terikat dan menumpuk sehingga

membentuk serat yang kuat. Hemiselulosa mirip dengan selulosa

yang merupakan polimer gula. Namun, berbeda dengan selulosa

yang hanya tersusun dari glukosa, hemiselulosa tersusun dari

bermacam-macam jenis gula. Monomer gula penyusun hemiselulosa

terdiri dari monomer gula berkarbon 5 (C-5) dan 6 (C-6),

misalnya: xylosa, mannosa, glukosa, galaktosa, arabinosa, dan

sejumlah kecil rhamnosa, asam glukoroat, asam metal

glukoronat, dan asam galaturonat. Sedangkan Lignin adalah

molekul komplek yang tersusun dari unit phenylphropane yang

terikat di dalam struktur tiga dimensi. Lignin adalah material

yang paling kuat di dalam biomassa. Lignin memiliki rasio dari

C:O dan H:O lebih besar dibandingkan dengan fraksi karbohidrat



lainnya di dalam biomassa. Hal inilah yang membuat lignin

lebih pontensial untuk proses oksidasi.

2.1.4. Hasil Uji Analisis Proximat

Salah satu uji yang dapat digunakan dalam menentukan

bahan baku yang akan digunakan adalah uji analisis proximat

biomassa. Uji ini dilakukan untuk melihat kadar dalam biomassa

yang dapat membantu proses seleksi bahan baku. Berikut adalah

hasil uji proximat.

Tabel 2.2. Hasil Uji Analisis Proksimat Biomassa

Kadar yang terkandung dalam biomassa dapat menentukan

proses produksi apa yang terbaik yang dapat digunakan. Untuk

tandan kosong kelapa sawit mengandung 58.6% kadar air, 6.35%

kadar abu, 30.44% kadar zat vioaltil, dan 8.04% karbon.

Berikut adalah penjelasan dari masing-masing kadar yang

membantu dalam menentukan bahan baku terbaik yang dapat

digunakan.

- Fixed carbon merupakan bahan bakar padat yang tertinggal

dalam tungku setelah bahan yang mudah menguap

didistilasi. Kandungan utamanya adalah karbon tetapi juga



mengandung hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen yang

tidak terbawa gas. Fixed carbon memberikan perkiraan

kasar terhadap nilai panas biomassa.

- Kadar zat volatil merupakan kadar zat yang mudah menguap

dalam biomassa. Zat yang mudah menguap dalam biomassa

adalah metana, hidrokarbon, hydrogen, karbon monoksida,

dan gas-gas yang tidak mudah terbakar, seperti karbon

dioksida dan nitrogen.

- Kadar abu merupakan jumlah abu yang terdapat dalam

biomassa. Abu dapat mengurangi kapasitas handling dan

pembakaran, meningkatkan biaya handling, mempengaruhi

efisiensi pembakaran dan efisiensi boiler, dan

menyebabkan penggumpalan dan penyumbatan.

2.1.5. Hasil Uji Analisis Ultimat

Analsis ultimate menentukan berbagai macam kandungan kimia

unsur- unsur seperti karbon, hidrogen, oksigen, sulfur, dll.

Tabel 2.3. Contoh Hasil Uji Analisis Ultimate Biomassa (Parikh,

2004)



Dari tabel diatas dapat dilihat perbandingan unsur dalam

biomassa. Kandungan unsur tersebut dapat menjadipertimbangan

dalam menentukan bahan baku yang sesuai yang dapat memproduksi

bio-Hydrogen dimana akan dilihat persentase hydrogen dalam

biomassa. Tandan kosong kelapa sawit memiliki kandungan

Hidrogen yang paling besar dibandingkan dengan biomassa yang

lain. Namun, kandungan sulfur yang yang ada dalam kelapa sawit

pun yang paling besar dibandingkan yang lain.

2.1.6. Lokasi Potensial Suplai Tandan Kosong Kelapa Sawit

Bahan baku yang akan digunakan akan dipasok dari

Perkebunan Kertajaya PTPN VIII. PTPN VIII merupakan salah satu

perusahaan perkebunan negara yang memproduksi produk

perkebunan seperti teh, karet, kelapa sawit, dan lain-lain.

Salah satu area kelapa sawit milik PTPN VIII adalah perkebunan

Kertajaya yang berlokasi di daerah Lebak, Banten.

Gambar 2.7. Lokasi Perkebunan Kertajaya (Wikimapia.com)

Perkebunan kelapa sawit Kertajaya PTPN VIII dimiliki oleh

dua kepemilikan. Untuk perkebunan milik PTPN VIII di Banten



seluas sekitar 13.000 ha dan milik rakyat seluas sekitar 6.000

ha. Kondisi tanaman sawit di PTPN VIII sebagian besar adalah

tanaman berumur tua yang ditanam pada tahun 1982 dan

direncanakan mulai tahun 2011 ini akan dilakukan peremajaan.

Sesuai peraturan atau rekomendasi dari PPKS Medan, 1 ha lahan

sawit dapat ditanami sekitar 130 -136 pohon sawit. Sebagai

covercrop ditanam mukuna untuk menahan air atau menjaga

kelembaban lahan di musim kemarau. Tanaman sawit mulai

menghasilkan setelah 3-4 tahun dan masa produksi dapat

mencapai 25 tahun. Rata-rata produksi tandan buah segar per

hektar luas tanam mencapai 13 ton/ha/tahun (Puslitbangnak,

2011).

Pabrik pengolahan kelapa sawit Kertajaya memiliki

kapasitas produksi sebesar 60 ton tandan buah segar per-jam,

namun saat ini rata-rata produksinya baru mencapai 700-800 ton

per hari. Dari jumlah produksi tandan buah segar ini, dapat

diperkirakan jumlah tandan kosong kelapa sawit dari literatur

dimana berat rata-rata tandan kosong kelapa sawit dalam tandan

segar sebesar 23%. Jika rata-rata produksi sebesar 700-800

ton/hari, berarti produksi tandan kosong kelapa sawit dari

perkebunan Kertajaya sebesar 161–184 ton/hari.

2.2. Analisis Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik yang paling ideal adalah terletak

pada suatu tempat yang mampu memberikan total biaya produksi

yang rendah dan keuntungan yang maksimal. Lokasi yang terbaik

dari suatu pabrik adalah lokasi dimana unit cost dari proses



produksi dan distribusi akan rendah, sedangkan harga dan

volume penjualan produk listrik akan mampu menghasilkan

keuntungan yang sebesar-besarnya bagi perusahaan.

Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor utama

yang menentukan keberhasilan dan kelangsungan hidup suatu

pabrik. Untuk itu harus dipertimbangkan beberapa faktor

sebagai berikut.

2.2.1. Faktor primer

a. Ketersediaan bahan baku

Dilihat dari evektifitas pemasaran produk, maka

keberadaan pabrik ditentukan di daerah Cilegon dengan suplay

kebutuhan bahan baku produksi berasal dari PTPN VIII yang

bertempat di Lebak.

b. Pemasaran

Untuk bagian pemasaran, di daerah Cilegon dan sekitarnya

terdapat beberapa pabrik yang membutuhkan suplai hidrogen.

Dengan berdirinya pabrik hidrogen di cilegon diharapkan

kebutuhan akan hidrogen bisa tercukupi mengingat Cilegon dan

sekitarnya merupakan wilayah kawasan industri.

c. Utilitas

Kota Cilegon merupakan kawasan industry yang telah

ditetapkan oleh pemerintah. Karena hal ini, kebutuhan utilitas

pabrik seperti listrik dan air dapat dipenuhi. Kebutuhan

listrik diperoleh dari PLTA dan generator sebagai cadangan,

sedangkan kebutuhan air didapat dari air laut.

d. Transportasi dan telekomunikasi



Transportasi dibutuhkan sebagai penunjang beroperasinya suatu

pabrik terutama untuk :

a. penyediaan bahan baku

b. pengangkutan produk

c. pemasaran

Cilegon yang berada di daerah Banten merupakan kawasan

industry maka jalur perhubungan darat maupun laut sudah

tersedia. Perhubungan darat tersedia jalan tol Jakarta-Cilegon

dan perhubungan laut dimana lokasi pabrik sangat dekat dengan

bibir pantai sehingga memudahkan transportasi laut dengan

pembangunan dermaga. Hal ini mempermudah dan memperlancar

pemasaran produk.

Selain itu, untuk daerah Cilegon sebagai daerah industry

telah dilengkapi dengan jaringan komunikasi untuk sarana

penunjang aktivitas produksi dan pemasaran.

e. Tenaga kerja

Tenaga kerja dapat dipenuhi dari penduduk sekitar

mengingat semakin banyak SDM yang membutuhkan lapangan

pekerjaan serta ketrampilan SDM yang cukup memadai.

2.2.2. Faktor Sekunder

a. Kebijakan pemerintah

Adanya kebijjakan pemerintah yang menjadikan Cilegon,

Jakarta dan sekitarnya sebagai kawasan industri akan

mempermudah dalam hal perizinan dan pengembangan pabrik

b. Tanah dan iklim



Penentuan suatu kawasan industry tentu terkait dengan

masalah tanah, yaitu tidak rawan terhadap bahaya tanah

longsor, gempa, maupun banjir. Oleh karena itu, pemilihan

lokasi pendirian pabrik di kawasan industry Cilegon tepat.

Kondisi iklim di Cilegon seperti iklim di Indonesia pada

umumnya dan kondisi iklim ini tidak membawa pengaruh yang

besar terhadap jalannya proses produksi.

Analisis pemilihan lokasi pabrik berdasarkan pada hal-hal

sebagai berikut:

Tabel 2.4. Perbandingan Lokasi untuk Pembangunan Pabrik

Hidrogen

Kriteria Cilegon Bogor Kerawang

Sumber BahanBaku

B.B Utama Tandan Kelapa Sawit

Dari PTPN VIII kertajaya (161–184 ton/hari)



Jarak dengansumber bahanbaku

Dekat Dengan PTPN VIII kertajaya

Jauh dari sumber Amoniak (Pabrik Amoniak)

Kondisi Alam

Kawasan Industri Ada Ada Ada

Daerah rawanGempa

Tidak dan dekat laut

Tidak dan jauh dari laut

Tidak dan jauh dari laut

PasarKawasan industri cilegon

Kawasan industri bogor

Kawasan industri karawang

Rival Dagang Asahimas (produksi 55kg/jam

- -



hidrogen)

Infrastruktur

Pembangunan infrstruktur jalan sangat baik dan ada akses jalan tol, ada komitmen pemerintah untuk mrningkatkan pembangunan

Pembangunan infrstrukturjalan di daerah cukupbaik, dan ada komitmenpemerintah untuk investasi pembangunan

Pembangunan infrstruktur jalan cukup baik, ada komitmen pemerintahuntuk investasi pembangunan

Utilitas

Ketersediaan air dan listrik dapatdipenuhi

Ketersediaanair dan listrik dapat dipenuhi

Ketersediaan air danlistrik dapat dipenuhi

Kondisi Lingkungan Masyarakat

Masyarakat sekitar dikenal ramah

Masyarakat sekitar dikenal ramah

Masyarakatsekitar dikenal ramah

Berdasarkan kriteria-kriteria tersebut, maka dapat

disimpulkan bahwa daerah Cilegon adalah lokasi paling

strategis. Hidrogen Plant 6-8° Lintang Selatan 105-106° bujur

timur. Koordinat tersebut adalah kawasan industri Cilegon.

Pabrik ini akan didirikan di dalam kawasan industri .



Gambar 2.8. Lokasi Pabrik hidrogen

2.3. Analisis Pasar

Analisis pasar merupakan hal yang paling mendasar dalam

perancang suatu pabrik. Analisis ini perlu dilakukan untuk

mengetahui potensi produk di pasaran. Hasil dari analisis

pasar yang telah dilakukan dapat digunakan untuk menentukan

rancangan kapasitas pabrik dan lokasi pabrik yang akan

dibangun. Hal-hal yang dilakukan dalam analisis pasar ini

adalah untuk mengetahui rasio kebutuhan hidrogen, produksi

hidrogen, dan impor hidrogen di wilayah Indonesia.

Potensi dan prospek pasar hydrogen mencakup industri

petrokimia (polimer, peroxide dan pelarut), farmasi (vitamin

dan bahan kimia farmasi), makanan (produksi mentega),

purifikasi gas, dan microchip. Selain itu, gas hidrogen dapat36 Departemen Teknik Kimia






menggunakan hydrogen adalah PT. Amoco Mitsui Indonesia, PT.

Bakrie Kasei Corp., PT. Krakatau Steel, PT. Petrokimia

Nusantara Interindo, dan PT. Styrindo Mono Indonesia. Walaupun

banyak industri yang menggunakannya, sejumlah hydrogen masih

diimpor sesuai data berikut ini.

Tabel 2.5. Jumlah dan Nominal Impor Hydrogen Indonesia

Tahun Total Impor

(kg)

Total Price

(US$)2011 (sampai

juni)

681,707 312,261

2010 1.778,202 643,5142009 974,445 1.190,6232008 .163,862 1.050,5562007 651,205 77,1422006 1.268,447 696,143

Hidrogen mempunyai energi hasil pembakaran yang paling

besar per satuan massa sehingga penggunaannya sebagai bahan

bakar cukup potensial. Salah satu aplikasi hidrogen sebagai

penghasil energi adalah fuelcell yang memenfaatkan rekasi

pembakaran hydrogen menjadi listrik secara langsung. Teknologi

terbaru dari fuel cell sedang mengalami perkembangan yang pesat

dengan melihat prospeknya sebagai pembangkit listrik.

Aplikasi ini menjanjikan proses yang semakin efisien (mencapai37 Departemen Teknik Kimia



70%) dan ramah lingkungan (hasil pembakaran air murni) dimana

industri hidrogen akan berkembang pesat. Hal ini menjadi salah

satu potensi pengembangan industri hidrogen, baik skala

regional maupun internasional.

2.3.1. Kapasitas Produksi Hidrogen

Kapasitas produksi hidrogen ditinjau dengan menggunakan

analisis data dari kebutuhan produk-produk yang dihasilkan

dari industri yang menggunakan hidrogen sebagai bahan baku

dalam memproduksi produk tersebut. dibawah ini adalah tabel

data perkiraan demand dari tahun 2001 sampai dengan tahun 2030

(sumber: CIC No.325, September 2001)

Tabel 2.6. Proyeksi Kebutuhan Etilen Glikol di Indonesia

T

e

k

s

t

i

l

P

E

T

N

F

Y

/

N

T

C

T

o

t

a

l

(

t

o

n

)

4

6

1

1

1

1

6

1



5

.

4

8

4

,

7

8

.

9

9

7

,

1

.

9

3

8

,

4

3

.

1

0

6

,

9

5

0

1

.

2

8

8

,

4

1

3

3

.

8

5

4

,

4

1

3

1

2

3

,

8

6

6

7

.

7

1

0

5

3

7

.

0

9

2

,

1

1

4

8

.

7

1

1

,

7

1

4

.

3

0

9

,

2

7

2

2

.

3

1

3

,

1

5 1 1 7



7

2

.

8

9

5

,

8

6

3

.

5

6

9

5

.

4

9

4

,

6

7

6

.

9

1

6

,

2

6

0

8

.

6

9

9

,

5

1

7

8

.

4

2

6

,

3

1

6

.

6

8

0

8

3

1

.

5

1

9

,

3

6

4

4

.

5

0

3

,

2

1

9

3

.

2

8

3

,

6

1

7

.

8

6

5

,

4

8

8

6

.

1

2

2

,

4



6

8

0

.

3

0

6

,

9

2

0

8

.

1

4

0

,

9

1

9

.

0

5

0

,

8

9

4

0

.

7

2

5

,

5

7

1

6

.

1

1

0

,

6

2

2

2

.

9

9

8

,

2

2

0

.

2

3

6

,

2

9

9

5

.

3

2

8

,

6



7

5

1

.

9

1

4

,

3

2

3

7

.

8

5

5

,

5

2

1

.

4

2

1

,

6

1

.

0

4

9

.

9

3

2

7

8

7

.

7

1

8

2

5

2

.

7

1

2

,

8

2

2

.

6

0

7

1

.

1

0

4

.

5

3

5



8

2

3

.

5

2

1

,

7

2

6

7

.

5

7

0

,

1

2

3

.

7

9

2

,

4

1

.

1

5

9

.

1

3

8

8

5

9

.

3

2

5

,

4

2

8

2

.

4

2

7

,

4

2

4

.

9

7

7

,

8

1

.

2

1

3

.

7

4

1



8

9

5

.

1

2

9

,

1

2

9

7

.

2

8

4

,

7

2

6

.

1

6

3

,

2

1

.

2

6

8

.

3

4

4

9

3

0

.

9

3

2

,

8

3

1

2

.

1

4

2

2

7

.

3

4

8

,

6

1

.

3

2

2

.

9

4

7



9

6

6

.

7

3

6

,

5

3

2

6

.

9

9

9

,

3

2

8

.

5

3

4

1

.

3

7

7

.

5

5

0

1

.

0

0

2

.

5

4

0

,

2

3

4

1

.

8

5

6

,

6

2

9

.

7

1

9

,

4

1

.

4

3

2

.

1

5

3

1

.

0

3

8

.

3

3

5

6

.

7

1

3

3

0

.

9

0

4

,

1

.

4

8

6

.

745 Departemen Teknik Kimia



4

3

,

9

,

98

5

7

1

.

0

7

4

.

1

4

7

,

6

3

7

1

.

5

7

1

,

2

3

2

.

0

9

0

,

2

1

.

5

4

1

.

3

6

0

1

.

1

0

9

.

9

5

1

,

3

3

8

6

.

4

2

8

,

5

3

3

.

2

7

5

,

6

1

.

5

9

5

.

9

6

3



1

.

1

4

5

.

7

5

5

4

0

1

.

2

8

5

,

8

3

4

.

4

6

1

1

.

6

5

0

.

5

6

6

1

.

1

8

1

.

5

5

8

,

7

4

1

6

.

1

4

3

,

1

3

5

.

6

4

6

,

4

1

.

7

0

5

.

1

6

9

1

.

2

1

7

.

3

4

3

1

.

0

0

0

3

6

.

8

3

1

,

1

.

7

5

9

.




6

2

,

4

,

48

7

2

1

.

2

5

3

.

1

6

6

,

1

4

4

5

.

8

5

7

,

7

3

8

.

0

1

7

,

2

1

.

8

1

4

.

3

7

5

1

.

2

8

8

.

9

6

9

,

8

4

6

0

.

7

1

5

3

9

.

2

0

2

,

6

1

.

8

6

8

.

9

7

8



1

.

3

2

4

.

7

7

3

,

5

4

7

5

.

5

7

2

,

3

4

0

.

3

8

8

1

.

9

2

3

.

5

8

1

1

.

3

6

0

.

5

7

7

,

2

4

9

0

.

4

2

9

,

6

4

1

.

5

7

3

,

4

1

.

9

7

8

.

1

8

4

1

.

3

9

6

5

0

5

.

2

4

2

.

7

5

2

.

0

3




.

3

8

0

,

9

8

6

,

9

8

,

8

.

7

8

8

1

.

4

3

2

.

1

8

4

,

6

5

2

0

.

1

4

4

,

2

4

3

.

9

4

4

,

2

2

.

0

8

7

.

3

9

1

1

.

4

6

7

.

9

8

8

,

5

3

5

.

0

0

1

,

5

4

5

.

1

2

9

,

6

2

.

1

4

1

.

9

9

4



3

1

.

5

0

3

.

7

9

2

5

4

9

.

8

5

8

,

8

4

6

.

3

1

5

2

.

1

9

6

.

5

9

7

Proyeksi Konsumsi Etilen Glikol jenis Polyester di Indonesia

semakin meningkat sesuai dengan tabel 2.6 dengan grafik pada

gambar 2.9

1995200020052010201520202025203020350

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Proyeksi kebutuhan etilen glikol di Indonesia

proyeksi kebutuhan etilen glikol di Indonesia

Tahun

Kebu

tuha

n (t

on)



Gambar 2.9. Grafik Proyeksi Kebutuhan Etilen Glikol Indonesia

Contoh lain adalah grafik kebutuhan baja Nasional yang

dimana pabrik pembuatan baja juga membutuhkan gas hidrogen

dalam proses produksinya. Salah satu contoh pabrik baja yang

membutuhkan hidrogen adalah PT. Krakatau Steel.

Gambar 2.10. Kebutuhan Baja Nasional

Terlihat dari grafik ini bahwa kebutuhan akan etilen

glikol secara keseluruhan akan terus meningkat seiring dengan

waktu, dengan data ini dapat dihubungkan dengan kebutuhan

hidrogen dari produsen etilen glikol juga akan semakin

bertambah dari tahun ke tahun untuk memenuhi kebutuhan akan

produknya hal ini juga berlaku untuk produsen baja seperti PT.

Krakatau Steel.

Untuk analisis lanjutan, kami akan menghubungkannya

dengan analisis data impor dari hidrogen yang dihubungkan

dengan tingkat ekonomi dari daerah yang akan dijadikan lokasi

pendirian pabrik hidrogen ini.



Dalam menentukan kapasitas produksi hidrogen kita mengacu

pada kebutuhan impor hidrogen nasional dari data BPS dimana

dari data ini kita mendapatkan data rata-rata dari impor

hidrogen adalah 1.167,2322 kg/tahun. Dengan diketahuinya

perkiraan kebutuhan listrik jangka panjang, maka perkiraan

kapasitas produksi hidrogen yang dibutuhkan selama kurun

waktu tersebut dapat ditentukan.

Untuk mengetahui besarnya kebutuhan hidrogen di wilayah

kawasan industri cilegon, beberapa hal yang harus diketahui

adalah pendapatan kotor daerah, besarnya permintaan hidrogen

dan elastisitasnya. Besaranya pendapatan domestik bruto untuk

wilayah cilegon pada tahun 2008 adalah 6.848.341 juta rupiah

(sumber: regionalinvestment.com). impor hidrogen 1167,23 kg

(rata-rata). Pertumbuhan ekonomi dan elastisitas diasumsikan

sama pada setiap tahunnya, yaitu:

Pertumbuhan ekonomi = 1,7 %

Elastisitas = 1,5

Selanjutnya, perkiraan kebutuhan hidrogen di Cilegon dapat

dihitung dengan mengunakan persamaan dibawah ini:

Eastisitas=∆Demand/Demand

∆GDP/GDPl

hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 2.8.

Tabel 2.7. perhitungan kebutuhan impor hidrogen Nasional

Hingga tahun 2030

TahunPDB

(Milyar)

Pertumbuhan

Ekonomi (%)

Peak Load

(kg/tahun)Elastisitas

2008 6848,00 1,7 1167,23 1,5


(2.1)


2009 7254,77 1,71265,39895

71,5

2010 7685,70 1,71371,82433

61,5

2011 8142,24 1,71487,20053

81,5

2012 8625,88 1,71612,28036

51,5

2013 9138,26 1,71747,87993

11,5

2014 9681,07 1,71894,88399

21,5

2015 10256,13 1,72054,25171

31,5

2016 10865,34 1,7 2227,02293 1,5

2017 11510,75 1,72414,32493

41,5

2018 12194,48 1,72617,37982

51,5

2019 12918,84 1,72837,51248

71,5

2020 13686,22 1,73076,15923

31,5

2021 14499,18 1,73334,87717

51,5

2022 15360,43 1,73615,35438

51,5



2023 16272,84 1,73919,42090

91,5

2024 17239,44 1,74249,06070

81,5

2025 18263,47 1,74606,42460

21,5

2026 19348,32 1,74993,84430

41,5

2027 20497,61 1,75413,84763

41,5

2028 21715,16 1,75869,17501

21,5

2029 23005,05 1,76362,79733

91,5

2030 24371,54 1,76897,93538

21,5

Berdasarkan tabel, dapat dilihat bahwa besarnya kebutuhan

impor hidrogen nasional sampai dengan tahun 2030 adalah

sebesar 6897,93582 kg/tahun. Jadi, kekurangan pasokan hidrogen

nasional sampai pada tahun 2030 adalah sebesar 5526, 11

kg/tahun apabila tidak ada proyek pembangunan industri

hidrogen di wilayah cilegon.

Kekurangan impor hidrogen = Kebutuhan impor hidrogen 2030 –

kebutuhan impor hidrogen tahun 2010.

= 6897,935 kg/Tahun – 1.487,10 kg/tahun =

5.526,11 kg/tahun55 Departemen Teknik Kimia



Berdasarkan besarnya kebutuhan impor hidrogen yang harus

dipenuhi ternyata sangat tinggi. Oleh sebab itu, pendirian

pabrik ini memiliki prospek yang cemerlang karena pangsa pasar

yang menarik. Untuk menentukan kapasitas pabrik, maka harus

mempertimbangkan beberapa faktor seperti efisiensi hidrogen

plant yang masih rendah dan feedstock dari biomass tersebut.

dengan demukian, kami merencanakan membangun hidrogen plant

dengan kapasitas sebesar 534.880 kg/tahun atau dapat

diperkirakan dapat memenuhi kebutuhan hidrogen dari wilayah

cilegon bahkan nasional serta bisnis ekspor.



BAB 3

DESKRIPSI PROSES

3.1. Persiapan Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan adalah biomassa dari tandan

kosong kelapa sawit. Bahan baku ini diperoleh dari salah satu

industri pengolahan kelapa sawit di daerah Lebak, Banten.

Distribusi dari bahan baku ini dengan menggunakan truk yang

memiliki kapasitas sekitar 25 ton (Mann dan Spath, 1997).

Dengan kapasitas pengangkutan tersebut, maka dalam sehari

dibutuh lima kali truk mengangkut bahan baku dari lokasi

industri kelapa sawit tersebut.

Setelah diangkut dari lokasi industri kelapa sawit,

kemudian truk akan ditimbang sebelum masuk ke dalam pabrik

untuk mengetahui berat total tandan kosong kelapa sawit.

Selanjutnya, tandan kosong kelapa sawit yang berhasil diangkut

kemudian disimpan di dalam tempat penyimpanan di dalam pabrik.

Hal ini untuk mememenuhi kapasitas produksi per jam secara

kontinyu.

Sebelum masuk ke dalam tahap selanjutnya, diperlukan

tahap persiapan bahan baku berupa pencacahan dan pengeringan.

TKKS yang masih utuh berukuran cukup besar. Ukuran TKKS ini

diperkecil dengan menggunakan mesin cacah. Setelah TKKS keluar

dari pabrik, langsung dicacah dengan mesin cacah berkapasitas

besar, seperti terlihat di dalam foto di bawah ini. Setelah

melewati mesin cacah ini ukuran TKKS menjadi lebih kecil,



kurang lebih 5 cm. Pencacahan dilakukan untuk mengurangi

ukuran biomassa hingga diameter 0.5 – 2 cm (aliran 101).

Berikut adalah gambar dari proses pencacahan kelapa sawit yang

ada di industri.

Gambar 3.1 Proses Pencacahan Tandan Kosong Kelapa Sawit

Tandan kosong kelapa sawit memiliki kandungan air yang

cukup tinggi yaitu sekitar 58.6% dari berat total biomassa

(Laohalidanond, 2006). Tandan kosong ini kemudian dikeringkan

dengan hingga 20% berat tandan kosong kelapa sawit. Hal ini

diperlukan dalam proses gasifikasi dimana kandungan air yang

berada dalam tandan kosong kelapa sawit yang diperbolehkan

hanyalah sebesar 30% maksimal (Susanto, 2006).

3.2. Gasifikasi

Umpan yang telah keluar dari proses rotary biomass drier, akan

masuk kedalam drier biomass hopper hal ini bertujuan untuk

menampung umpan biomass yang telah siap untuk proses gasifier.

Setelah itu umpan gasifier yang sudah di cacah, umpan akan



dimasukan kedalam gasifier dengan menggunakan screw conyevor

(C-101).

Gasifier ini didesain sebanyak 2 buah dengan struktur yang

identik. Gasifier yang digunakan untuk pabrik ini adalah gasifier

dengan pemanasan tidak langsung yang bertekanan rendah (BCL).

Suhu operasi diatur pada 843.3°C dan tekanan operasi 23 psia.

Panas untuk reaksi-reaksi yang terjadi pada gasifier disuplai

dengan mensirkulasikan media pemanas (olivine) yang dibakar

bersama char di dalam char combustor . Olivine adalah sejenis

pasir sintetik yang terbuat dari Mg silikat (MgSiO3) dan

Hematik (Fe2O3).

Steam bertekanan rendah digunakan sebagai media

gasifikasi .Steam ini diproduksi dengan memanfaatkan panas (heat

recovery) dari Char Combustor. Kebutuhan udara untuk pembakaran

char ditentukan berlebih 12%. Pemisahan partikel dikerjakan

oleh Cyclone. Mayoritas char (99,99%) dapat dipisahkan dari gas

sintesa oleh drier cyclone (S-01) dan dialirkan ke char combustor. Di

bagian keluaran produkdari gasifier terdapat filter yang

berfungsi untuk menahan keluaran dari olivine sebagai media

fluidisasi yang ikut terbawa dengan gas keluaran. Sehingga gas

keluaran dari gasifier bebas dari padatan olivine. Selanjutnya

gas keluaran cyclone akan di proses dengan filter bag. Dengan

filter bag ini, sisa padatan yang terbawa dengan gas akan di

pisahkan disini sehingga gas keluaran dari filterbag ini

benar-benar bebas dari padatan char.



3.3. Sistem Penghilangan Kandungan Sulfur (H2S)

Sulfur merupakan salah satu komposisi yang beracun dan

salah satu alat proses yang dapat menangani ini adalah low

temperature shift catalysts yang sangat sensitif terhadap

sulfur. Iron Sponge adalah salah satu metode pemisahan H2S dari

aliran gas tanpa penghilangan CO2 secara simultan. Iron sponge

terbuat dari besi oksida terhidrasi dengan penunjang yang

terbuat dari lembaran kayu berukuran partikel yang memiliki

bidang kontak yang baik dengan gas. Iron sponge telah digunakan

bertahun-tahun untuk menghilangkan H2S secara efektif dari

aliran gas dengan cara membentuk padatan besi sulfida yang

stabil. Proses ini dapat diaplikasikan untuk gas asam dengan

konsentrasi H2S yang rendah (300 ppm). Proses sederhana ini

sangat efektif untuk gas alam bertekanan tinggi, sistem

bertekanan rendah, dan gas buangan dari proses anaerobik.

Setelah dimurnikan, gas dapat digunakan sebagai bahan bakar

atau di-flare tanpa masalah pembentukan SO2. Kondisi operasi H2S

Removal ini pada tekanan 3162 kPa dan temperatur 196 °C. Proses pemurnian berlangsung dengan cara mengalirkan gas

ke arah bawah melintasi unggun tetap berisi iron sponge. Besi

oksida akan bereaksi dengan H2S sehingga membentuk besi sulfida

dan air. Reaksi dasarnya adalah:

2Fe2O3+6H2S→2Fe2S3+6H2O

Air akan turun ke bagian bawah unggun bersama gas dan harus

didrainasi untuk mencegah akumulasi. Zat pembau seperti

merkaptan dalam aliran gas juga akan dihilangkan dengan iron

sponge.



Agar iron sponge mampu bekerja secara efektif, pH harus

bernilai 8-10 dan kandungan uap air harus dipertahankan dalam

jangkauan nilai tertentu. Persyaratan ini biasanya dapat

terpenuhi jika gas berada dalam keadaan jenuh dengan uap air.

Jika tidak, semprotan air dapat membantu mengatasi masalah

ini. Iron sponge memiliki toleransi terhadap kandungan air yang

berlebih selama terdapat drainase yang baik sehingga tidak

membanjiri unggun. Reaksi besi oksida dengan oksida yang

menghasilkan air, juga berkontribusi terhadap pembentukan

hidrat. Pemantauan tetesan air adalah salah satu cara yang

mudah untuk memeriksa tingkat kelembaban, pH, dan reaktivitas.

Karena diimpregnasi pada permukaan kayu, iron sponge tidak akan

terbawa atau tersapu oleh aliran gas.

Untuk meminimalisasi korosi di bagian downstream yang

disebabkan oleh H2S, proses ini harus ditempatkan sedekat

mungkin dengan sumber gas. Proses ini biasanya diletakkan

sebelum proses dehidrasi gas. Proses iron sponge tidak sensitive

terhadap tekanan dan tidak dipengaruhi oleh komposisi gas.

Akan tetapi, hidrokarbon cair harus dipisahkan terlebih dahulu

sebelum proses iron sponge.

Peralatan yang diperlukan untuk proses iron sponge terdiri

dari bejana vertikal yang berisi besi oksida berjenis α-Fe2O3-

H2O atau γ-Fe2O3-H2O (umumnya tingginya 8 ft untuk tekanan

tinggi atau 5 ft untuk tekanan rendah). Gas akan mengalir ke

bagian bawah disertai penghilangan H2S untuk memenuhi

spesifikasi yang diinginkan. Proses regenerasi dapat dilakukan

dengan cara menghembuskan udara melewati unggun. Proses



regenerasi harus dilakukan dengan hati-hati karena sifatnya

yang sangat eksotermis. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2Fe2S3+3O2→2Fe2O3+6S

Sejumlah sulfur yang terbentuk dapat menempel di unggun

sehingga oksigen harus dialirkan perlahan untuk mengoksidasi

sulfur ini.

S2+2O2→2SO2

Saat iron sponge telah jenuh, unggun harus diganti dengan

yang baru. Saat membuka unggun, udara yang masuk dapat

menyebabkan kenaikan temperatur sehingga menghasilkan

pembakaran spontan pada unggun. Oleh karena itu, unggun harus

dibasahi sebelum diisi ulang. Mayoritas sistem dapat

beroperasi dengan satu buah unggun. Akan tetapi jika dinginkan

operasi yang kontinyu, bejana dan sistem perpipaan alternatif

harus disiapkan. Valve harus dirangkai sedemikian rupa sehingga

unggun yang lain dapat beroperasi saat unggun pertama diganti

atau diperbaiki. Karena kinerjanya, jarang operasi yang

menggunakan iron sponge secara seri.

3.4. Konversi pada Char combustor dan Steam Reformer

Proses ini bertujuan untuk mengkonversi char yang

dihasilkan selama proses gasifikasi. Char akan dialirkan

menuju char combustor. Kondisi operasi di char combustor adalah

sekitar 1065 oC pada 151.7 kPa. Adapun reaksi yang terjadi

antara lain di char combustor adalah:

C + O2 CO2



C + ½ O2 CO

Gas sintesa telah banyak digunakan dalam industri-

industri petrokimia diseluruh dunia. Teknologi pembuatan gas

sintesa yang dikembangkan dan digunakan di setiap industri

bervariasi. Berikut adalah perbandingan teknologi steam reforming

yang telah digunakan dan sedang dikembangkan di dunia.

Tabel 3.1. Perbandingan Kinerja Proses Dasar Pembuatan Gas

Sintesa

SMR POX CO2

Suhu, oC 800-900 1000-1450 900-1000Tekanan, bar 20-30 30-85 10Rasio H2/CO 3-6 1.6-2 1

Konversi CH4,

%65-95 95-100 ---

Oksigen --- Tinggi ---Konsumsi

SteamTinggi Opsional Opsional

Investasi, % 100 80-110 ---Emisi Tinggi Rendah Rendah

Skala BesarKecil s/d

BesarMenengah

Status Komersial Komersial Komersial



Tabel 3.2. Perbandingan Kinerja Proses Gabungan Pembuatan Gas

Sintesa

ATR Combined KRES GHR CARSuhu, oC 850-1300 Primary :

800

Secondary

: 1000-

1200

Primary

: 800

Secondar

y : 1000

Primary

: 450

Secondar

y : 1000

1200-1300

Tekanan,

bar

20-70 20-30 20-30 20-30 20-30

Rasio H2/CO 1.6-2.5 2.5-4 2.5-4 3.4 2.4Konv. CH4,

%

95-100 95-100 95-100 95-100 95-100

Oksigen Tinggi Rendah Sedang Sedang SedangKonsumsi

Steam

Rendah Sedang Sedang Sedang Sedang

Investasi,

%

65-80 75-115 65-90 60-80 65-85

Emisi Rendah Sedang Rendah Rendah RendahSkala Besar Besar Besar Sedang

s/d

Besar

Sedang

s/d Besar

Status Komersia

l

Komersial Pre-

Komersia

l

3 Unit

Komersia

l

1 Unit

Demo, 1

Unit

Komersial



Pada proses produksi bio-Hidrogen dari biomassa, steam

reforming yang digunakan adalah GHR (gas heated reforming) dari ICI.

Proses yang dikembangkan oleh ICI ini merupakan proses yang

serupa dengan KRES. Panas reaksi untuk reaksi endotermik di

primary reformer diperoleh dengan menggunakan combustor

berbahan bakar gas alam. Adapun reaksi yang terjadi pada steam

reforming ini meliputi konversi Tar serta komponen hidrokarbon

lain menjadi syn gas, seperti sebagai berikut ini:

C10H8 + 10H2O 14H2 + 10CO

C10H8 + 10CO2 4H2 + 20CO

CH4 + 2H2O 4H2 + CO2

C2H6 + 4H2O 7H2 + 2CO2

C2H4 + 2H2O 2CO + 4H2

C2H2 + 2H2O 2CO + 3H2

3.5. Konversi pada Water Gas Shift

Water gas shift merupakan reaksi merupakan proses dalam

industri kimia dimana air dalam bentuk steam dicampur dengan

karbon monoksida untuk menghasilkan hidrogen dan karbon

diokasida. Gambaran proses reaksi yang terjadi adalah sebagai

berikut.

CO+H2O↔CO2+H2∆H=-41.2 kJ/mol

Berdasarkan sifat exothermicity, reaksi water gas shift secara

termodinamika tidak diharapkan pada peningkatan suhu.

Pastinya, kinetika reaksi katalis lebih diharapkan pada suhu

tinggi.



Untuk menutupi keterbatasan laju reaksi pada suhu tinggi,

proses water gas shift datur dalam multiple adiabatic stages dengan

intercooler. Untuk meningkatkan efektifitas energi dalam

konversi, proses direkayasa dalam 2 stage, yaitu High Temperature

Shift (HTS) pada tingkatan pertama dimana suhu operasi antara

350oC – 600oC dan Low Temperature Shift (HTS) pada tingkatan kedua

dimana suhu operasi antara 150oC – 300oC. Untuk masing-masing

proses tersebut digunakan katalis yang berbeda sesuai dengan

kemampuan aktivasinya berdasarkan suhu. Untuk HTS, katalis

yang digunakan adalah Fe2O3 yang dikombinasikan dengan krom

dengan pengaktivasi phyriphoric. Untuk LTS, katalis yang biasa

digunakan adalah campuran tembaga, zinc oxide, dan alumina.

3.6. Proses Purifikasi

Sebelum masuk Pressure swing adsorber (PSA), gas hidrogen yang

akan dimurnikan akan melewati membran terlebih dahulu. Hal ini

dikarenakan kemurnian hidrogen sebesar 30% menjadi 65%.

Selanjutnya keluaran dari membran ini yang berupa gas

hidrogen akan diproses lebih lanjut dengan Pressure swing

adsorber (PSA), yaitu suatu alat yang digunakan untuk

memurnikan bahan baku hingga menjadi produk berupa hidrogen

murni. Pressure swing adsorber berfungsi untuk mengikat pengotor-

pengotor yang terkandung dalam bahan baku. Pengotor-pengotor

tersebut akan terserap oleh adsorben dimana penyerapannya

hanya pada bagian permukaan adsorben.

Bahan baku yang telah dikompresi sampai 30,04 bar

kemudian masuk ke pressure swing adsorber (PSA) yang sedang

melakukan service, sedangkan PSA yang lainnya (sebut saja PSA 2)66 Departemen Teknik Kimia



sedang tahap pressurizing yang dialirkan aliran dari kolom yang

telah meakukan service sampai tekanannya 10 bar. Pada PSA ketiga

yang sedang melakukan blowing dengan waktu 40 detik sampai

tekanan 0,2 bar dan keluarannya di recycle dan sisanya di

lepas.

Setelah melakukan blowing, kemudian dilanjutkan

dengan flushing selama 170 detik dengan menggunakan sisa

hidrogen yang berasal dari kolom keempat dengan bukaan valve 20%

pada tekanan 12,7 bar sampai 8,3 bar dan keluarannya dilepas.

Setelah di flushing, kemudian valve yang mengalir ditutup setelah

itu terjadi balancing antara PSA ke tiga dan PSA keempat dengan

bukaan valve 81% sampai tekanan kedua kolom tersebut seimbang

yaitu 4,1 bar dan 5 bar.

Kolom kedua masih dalam tahap pressurizing yang mana

aliran hidrogennya berasal dari sebagian keluaran kolom

pertama yang sedang service. Pressurizing ini berlangsung selama

669 detik sampai tekanan antara kolom pertama dan kedua sama.

Setelah waktu service kolom pertama selesai kemudian langsung

digantikan dengan kolom kedua. Dan begitu seterusnya. Keluaran

dari PSA ini adalah hidrogen dengan kemurnian 99,99%.



Gambar 3.2. Block Flow Diagram68 Departemen Teknik Kimia



Gambar 3.3. Process Flow Diagram69 Departemen Teknik Kimia



BAB 4

NERACA MASSA DAN ENERGI

4.1. Neraca Massa Keseluruhan

Gambar 4.1. Diagram Neraca Massa Overall

Perhitungan Efisiensi

H2 Keluar :H2 produk = 208,5

kg/jam



H2 Masuk:H2 dari steam untuk

Reformer= 2

18×50,1 Kg

jam= 5,57 kg/jam

H2 dari steam untuk

Gasifier= 2

18×828 Kg

jam=92 kg/jam

H2 dari Biomass TKKS

Kering= 7,33%×2,070 Kg

jam= 151,731

kg/jamTotal = 249,3

kg/jam

Efisiensi = H2OutH2∈¿ ¿

×100%= 208.5249,3 ×100%= 83,63 %

Kandungan air dalam TKKS kering berdasarkan hasil uji analisis

ultimat biomass pada Tabel 4.1. berikut ini.

Tabel 4.1. Contoh Hasil Uji Analisis Ultimate Biomassa

(Parikh, 2004)



4.2. Neraca Massa Per-Alat

1. Rotary Biomass Drier

Mesin Pengering Tandan Kosong Kelapa Sawit (Drier)

Identifikasi :

Item: Rotary Biomass DrierNo. Item: M-103Jumlah: 1

Fungsi :Mengurangi kandungan air yang ada dalam tandan kosong kelapa sawit hingga sekitar 10% kandungan air.

Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)101 210 102 103

H2 0,0 0,0 0,0 60,3H2O 0,0 0,0 0,0 2688,0CO 0,0 125,0 0,0 125,0CO2 0,0 60,3 0,0 0,0H2S 0,0 0,0 0,0 0,0CH4 0,0 0,0 0,0 0,0C2H6 0,0 0,0 0,0 0,0C2H4 0,0 0,0 0,0 0,0S 0,0 0,0 0,0 0,0

C2H2 0,0 0,0 0,0 0,0



Tar 0,0 0,0 0,0 0,0C 0,0 0,0 0,0 0,0O2 0,0 0,0 0,0 0,0N2 0,0 77,3 0,0 77,3NH3 0,0 0,0 0,0 0,0Ash 0,0 0,0 0,0 0,0Char 0,0 0,0 0,0 0,0

Biomass 5000,0 0,0 2312,0 0,0Totalper

aliran5000,0 262,7 2312,0 2950,7

Neracatotal 5262,7 5262,7

2. Gasifier

Gasifier

Identifikasi :

Item: GasifierNo. Item: R-201Jumlah: 1

Fungsi :

Mengubah TKKS menjadi gas-gas volatil untuk diproseslebih lanjut.

Komponen

Neraca Masuk (kg/jam)NeracaKeluar

(kg/jam)

102 200 213 Make UpOlivine 201

H2 0,0 0,0 0,0 0,0 28,3H2O 0,0 827,6 0,0 0,0 1069,6CO 0,0 0,0 0,0 0,0 759,8



CO2 0,0 0,0 0,0 0,0 369,3H2S 0,0 0,0 0,0 0,0 12,7CH4 0,0 0,0 0,0 0,0 159,2C2H6 0,0 0,0 0,0 0,0 7,4C2H4 0,0 0,0 0,0 0,0 80,7S 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

C2H2 0,0 0,0 0,0 0,0 6,3Tar 0,0 0,0 0,0 0,0 30,8C 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0O2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0N2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0NH3 0,0 0,0 0,0 0,0 9,9Ash 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0Char 0,0 0,0 0,0 0,0 605,7

Olivine 0,0 0,0 28.284,39 31,14 28.315,5Biomass 2312,0 0,0 0,0 0,0 0,0Totalper

aliran2312,0 827,6 28.284,39 31,14 31.455,13

Neracatotal 31.445,13 31.455,13

3. Cyclone

Cyclone

Identifikasi :

Item: Gasifier CyloneNo. Item: S-201Jumlah: 1

Fungsi : Memisahkan padatan-padatan yang terikut keluar dari gasifier (Char, Olivine)



dengan gas yang dihasilkan.

KomponenNeraca Masuk(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)

201 202 207H2 28,3 28,3 0,0H2O 1069,6 1069,6 0,0CO 759,8 759,8 0,0CO2 369,3 369,3 0,0H2S 12,7 12,7 0,0CH4 159,2 159,2 0,0C2H6 7,4 7,4 0,0C2H4 80,7 80,7 0,0S 0,0 0,0 0,0

C2H2 6,3 6,3 0,0Tar 30,8 30,8 0,0C 0,0 0,0 0,0O2 0,0 0,0 0,0N2 0,0 0,0 0,0NH3 9,9 9,9 0,0Ash 0,0 0,0 0,0Char 605,7 0,1 605,7

Olivine 28.315,5 0 28.315,5Biomass 0,0 0,0 0,0

Total peraliran 31.455,13 2533,9 28.921,23

Neracatotal 31.455,13 31.445,13

4. Air Fan



Fan

Identifikasi:

Item: Air FanNo. Item: K-201Jumlah: 1

Fungsi : Mendorong udara masuk ke dalam char combustor

KomponenNeraca Masuk

(kg/jam)Neraca Keluar

(kg/jam)211 212

H2 0,0 0,0H2O 0,0 0,0CO 0,0 0,0CO2 0,0 0,0H2S 0,0 0,0CH4 0,0 0,0C2H6 0,0 0,0C2H4 0,0 0,0S 0,0 0,0

C2H2 0,0 0,0Tar 0,0 0,0C 0,0 0,0O2 23,3 23,3N2 76,7 76,7NH3 0,0 0,0Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0

Biomass 0,0 0,0Total peraliran 100 100

Neraca total 100 100



5. Char Combustor

Char Combustor

Identifikasi :

Item: Char CombustsorNo. Item: R-203Jumlah: 1

Fungsi : Mengkonversi Char yang masih ada menjadi flue gas dan abu.

Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)

207 212 208H2 0,0 0,0 0,0H2O 0,0 0,0 0,0CO 0,0 0,0 125,0CO2 0,0 0,0 60,3H2S 0,0 0,0 0,0CH4 0,0 0,0 0,0C2H6 0,0 0,0 0,0C2H4 0,0 0,0 0,0S 0,0 0,0 0,0

C2H2 0,0 0,0 0,0Tar 0,0 0,0 0,0C 0,0 0,0 0,0O2 0,0 23,3 0,0N2 0,0 76,7 77,3NH3 0,0 0,0 0,0Ash 0,0 0,0 443,1Char 605,7 0,0 0,0

Olivine 28.315,5 0 28.315,5Biomass 0,0 0,0 0,0Totalper

aliran28.921,23 100,0 29.021,23

Neracatotal 29.021,23 29.021,23



6. Cyclone

Cyclone

Identifikasi :

Item: Char Combustor CycloneNo, Item: S-202, S-203Jumlah: 2

Fungsi :Memisahkan padatan-padatan yang terikut keluar dariChar Combustor (Char, Olivine) dengan gas yang dihasilkan.

Komponen

NeracaMasuk

(kg/jam)Neraca Keluar (kg/jam)

208 210 213 214H2 0,0 0,0 0,0 0,0H2O 0,0 0,0 0,0 0,0CO 125,0 125,0 0,0 0,0CO2 60,3 60,3 0,0 0,0H2S 0,0 0,0 0,0 0,0CH4 0,0 0,0 0,0 0,0C2H6 0,0 0,0 0,0 0,0C2H4 0,0 0,0 0,0 0,0S 0,0 0,0 0,0 0,0

C2H2 0,0 0,0 0,0 0,0Tar 0,0 0,0 0,0 0,0C 0,0 0,0 0,0 0,0O2 0,0 0,0 0,0 0,0N2 77,3 77,3 0,0 0,0NH3 0,0 0,0 0,0 0,0Ash 443,1 0,0 0,0 443,1



Char 0,0 0,0 0,0 0,0Olivine 28.315,5 0 28.284,39 31,14Biomass 0,0 0,0 0,0 0,0

Total peraliran 29.021,23 262,7 28.284,39 474,24

Neracatotal 29.021,23 29.021,23

7. Cooler

Cooler

Identifikasi :

Item: CoolerNo. Item: H-201, H-202Jumlah: 2

Fungsi :Menurunkan temperatur gas untuk masuk ke dalam sistem penghilangan H2S.

KomponenNeraca Masuk(kg/jam)

Neraca Keluar(kg/jam)

202 203H2 28,3 28,3H2O 1069,6 1069,6CO 759,8 759,8CO2 369,3 369,3H2S 12,7 12,7CH4 159,2 159,2C2H6 7,4 7,4C2H4 80,7 80,7S 0,0 0,0

C2H2 6,3 6,3



Tar 30,8 30,8C 0,0 0,0O2 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,1 0,1

Biomass 0,0 0,0Total peraliran 2533,9 2533,9


8. Kompresor

Kompresor

Identifikasi :

Item: Syngas CompressorNo. Item: K-201Jumlah: 4

Fungsi : Mengkompresi gas hingga tekanan yang tinggi.



203 204H2 28,3 28,3H2O 1069,6 1069,6CO 759,8 759,8CO2 369,3 369,3H2S 12,7 12,7



CH4 159,2 159,2C2H6 7,4 7,4C2H4 80,7 80,7S 0,0 0,0




9. H2S Removal

Sistem Penghilangan H2S (Adsorber)

Identifikasi :

Item: Fe2O3 Sulfur Removal BedsNo. Item: R-202Jumlah: 2

Fungsi : Menghilangkan kandungan H2S dari dalam gas.


(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)

204 205 20681 Departemen Teknik Kimia



H2 28,3 28,3 0.0H2O 1069,6 1069,6 0.0CO 759,8 759,8 0.0CO2 369,3 369,3 0.0H2S 12,7 0,0 12.7CH4 159,2 159,2 0.0C2H6 7,4 7,4 0.0C2H4 80,7 80,7 0.0S 0,0 0,0 0.0

C2H2 6,3 6,3 0.0Tar 30,8 30,8 0.0C 0,0 0,0 0.0O2 0,0 0,0 0.0N2 0,0 0,0 0.0NH3 9,9 9,9 0.0Ash 0,0 0,0 0.0Char 0,1 0,1 0.0

Biomass 0,0 0,0 0.0Totalper

aliran2533,9 2521,2 12.7


10. Reformer

ReformerIdentifik Item: Steam Reformer



asi : No. Item: R-301Jumlah: 1

Fungsi : Mengkonversi gas menjadi syn gas.

Komponen Neraca Masuk (kg/jam) Neraca Keluar(kg/jam)

205 301 302H2 28,3 0,0 146.8H2O 1069,6 1000,0 1488.9CO 759,8 0,0 897.0CO2 369,3 0,0 970.7H2S 0,0 0,0 0.0CH4 159,2 0,0 7.9C2H6 7,4 0,0 0.0C2H4 80,7 0,0 0.0S 0,0 0,0 0.0


Biomass 0,0 0,0 0.0Total peraliran 2521,2 1000,0 3521.2




11. Reformer Cooler

Reformer Cooler

Identifikasi :

Item: Reformed Syngas CoolerNo. Item: H-301Jumlah: 3

Fungsi : Menurunkan temperatur syn gas untuk masuk ke dalam HT WGS.





Biomass 0,0 0,0Totalper

aliran3521,2 3521,2




12. HT WGS

HT WGS

Identifikasi :

Item: High TemperatureShift ReactorNo. Item: R-302Jumlah: 1

Fungsi : Mengkonversi CO menjadi Hydrogen.



(kg/jam)303 304







13. WGS Cooler

WGS Cooler

Identifikasi :

Item: LTS PrecoolerNo. Item: H-302Jumlah: 1

Fungsi : Menurunkan temperatur untuk masuk kedalam LT WGS



(kg/jam)304 305


C2H2 0,0 0,0Tar 0,0 0,0C 0,0 0,0O2 0,0 0,0



N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0


aliran3521,2 3521,2


14. LT WGS

LT WGS

Identifikasi :

Item: Low TemperatureShift ReactorNo. Item: R-303Jumlah: 1

Fungsi : Mengkonversi CO menjadi Hydrogen.

Komponen

NeracaMasuk

(kg/jam)


305 306H2 191,7 208,4H2O 1087,9 938,2CO 273,4 40,6CO2 1950,5 2316,2H2S 0,0 0,0



CH4 7,9 7,9C2H6 0,0 0,0C2H4 0,0 0,0S 0,0 0,0




15. Air Cooler

Air Cooler

Identifikasi :

Item: PSA Air CooledPrecoolerNo. Item: H-401Jumlah: 1

Fungsi :Menurunkan temperatur gas untuk masuk ke dalam sistempurifikasi PSA.

Komponen Neraca Masuk Neraca Keluar88 Departemen Teknik Kimia



(kg/jam) (kg/jam)306 307




aliran3521,2 3521,2


16. Knock Out Drum

Knock Out Drum



Identifikasi :

Item: Pre PSA Knock Out DrumNo. Item: S-401Jumlah: 1

Fungsi : Memisahkan air yang terkondensasi dengan gas.


(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)




aliran3521,2 2571,2 950.0




17. Pressure Swing Adsorber

Pressure Swing Adsorber (PSA)

Identifikasi :

Item: Pressure Swing AdsorberNo. Item: S-402Jumlah: 4

Fungsi : Memisahkan Hidrogen dari pengotor lainnya.

KomponenNeraca Masuk(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)




aliran2571,2 208,4 2362.7




18. H2 Compressor

H2 Compressor

Identifikasi :

Item: Hydrogen CompressorNo. Item: K-401Jumlah: 1

Fungsi :Mengompresi Hidrogen untuk dimasukan kedalam tangki penyimpanan.





Biomass 0,0 0,0Total 208,4 208,4



peraliranNeracatotal 208,4 208,4

4.3. Neraca Energi Keseluruhan



Gambar 4.2. Diagram Neraca Energi Overall

Untuk menghitung esfisiensi, kami melihat energi yang

dihasilkan oleh H2 dan juga dari energi yang diperlukan dalam

proses dalam satuan LHV basis kering. Hal ini dapat dilihat

pada diagram di bawah ini:

Gambar 4.3. Neraca Energi yang Diperlukan dan Dihasilkan

Listrik yang dibeli:Total kerja yang

diperlukan proses

= 931,551 kW

Total kerja yang

dihasilkan proses

= 340,704 kW -

= 590,847

kW

Listrik yang dibeli = 590,847 kJ/s × 3600 s/jam = 2.127.049kJ/jam. Sehingga diperoleh effisiensi energi sebesar:

Efisiensi ¿ 25.020.00050.853.630+7.004.200+2.127.049

×100 %=¿ 41,7 %



4.4. Neraca Energi Per Alat

1. Drier

DrierLaju Kalor

(kJ/jam)

Neraca Masuk Neraca Keluar101 210 102 103-

46.480.017

,36

-

978.253,

95

-

11.385.72

0

-

36.072.551

,35Total -18.895.647,8 -18.895.637,9

2. Gasifier

Gasifier

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca Masuk Neraca

Keluar102 200 Qgasifier 201-

11.385.72

0

-

10.960.716

,45

5.808.719 -

16.537.716

,69Total -16.537.716,69 -

16.537.716

,69

3. Cyclone

Cyclone

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

201 202 207



-

16.537.717

-

17.249.9

78

712.26

1

Total-

16.537.717-16.537.716,69

4. Kompresor

KompresorLaju

Kalor

(kJ/jam)

Neraca MasukNeraca

Keluar211 Qcomp 212

477,94 4.978,2 5.456,1Total 5.456,1 5.456,1

5. Char Combustor

Char Combustor

Laju

Kalor

(kJ/jam)

Neraca Masuk Neraca

Keluar207 212 208

1.796.63

4

5.456,1 1.802.090,

1Total 1.802.090,1 1.802.090,

1

6. Cyclone

Cyclone

Laju Neraca Neraca Keluar



Kalor

(kJ/jam)

Masuk208 210 214

1.802.090,

1

677.33

3,5

1.124.

757

Total1.802.090,

11.802.090,087

7. Cooler

Cooler

Laju

Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

202 203 Qcond

-

17.249.978

-

20.784.98

5,6

3.535.0

07,5

Total-

17.249.978-17.249.978,1

8. Kompresor

KompresorLaju Kalor

(kJ/jam)

Neraca Masuk Neraca Keluar203 Qcomp 1-4 204 Qintercooler

-

20.784.98

1.889.33 -

20.560.32

1.664.689



5,6 7,8 7,3 ,4Total -18.895.647,8 -18.895.637,9

9. H2S Removal

Sistem Penghilangan H2S (Adsorber)

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

204 205 206

-

20.560.327

-

20.554.87

6,0

-

5.523,

3

Total-

20.560.327-20.560.327,3

10. Reformer

Reformer

Laju Kalor

(kJ/jam)Neraca Masuk

Neraca

Keluar205 301 Qcombust 302-

20.554.8

86

-

14.924.52

0,2

10.466.6

87,1

-

25.012.718,

9

Total -25.012.718,92

-

25.012.718,

9

11. Refomer Cooler

Reformer Cooler



Laju

Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

302 303 Qcooler

-25.012.719

-

30.075.57

0,4

5.062.8

51,6

Total -25.012.719 -25.012.718,9

12. HT WGS

HT WGS

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

Masuk

Neraca

Keluar303 304

-30.075.570

-

30.075.730

,2

Total -30.075.570

-

30.075.730

,2

13. WGS Cooler

WGS Cooler

Laju Neraca Neraca Keluar99 Departemen Teknik Kimia



Kalor

(kJ/jam)

Masuk304 305 Qcooler

-

30.075.730

-

31.904.43

0,1

1.828.6

99,9

Total-

30.075.730-30.075.730,2

14. LT WGS

LT WGS

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

Masuk

Neraca

Keluar305 306

-31.904.430-

31.904.271

Total -31.904.430-

31.904.271

15. Air Cooler

Air Cooler

Laju Kalor


Neraca

Keluar306 Air Duty 307-

31.904.27

1,1

-

3.927.781

,3

-

35.832.052,

4Total -35.832.052,4 -

35.832.052,



4

16. Knock Out Drum

Knock Out Drum

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

307 401 404

-35.832.052

-

20.923.18

7,0

-

14.908.86

5,4Total -35.832.052 -35.832.052,4

17. Pressure Swing Adsorber

Pressure Swing Adsorber (PSA)

Laju Kalor

(kJ/jam)

Neraca

MasukNeraca Keluar

401 402 405

-35.832.052

-

20.923.18

7,0

-

14.908.86

5,4Total -35.832.052 -35.832.052,4

18. H2 Compressor

H2 Compressor



Laju Kalor


Neraca

Keluar402 Qcomp 403

41.479,

78

630.810,

6672.290,3

Total 672.290,3 672.290,3



BAB 5

ANALISIS HEAT EXCHANGER NETWORK DAN UNIT UTILITAS

5.1. Analisis HEN

Heat exchanger network diperlukan dalam rangka

mengoptimasi dan menentukan jenis utilitas yang akan

diperlukan. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk

melakukan analisis HEN, yaitu dengan menggunakan metode grafik

dan tabel. Dalam analisis HEN kali ini, penulis menggunakan

metode tabel untuk melihat jenis utilitas yang akan digunakan.

5.1.1. Klasifikasi Jenis Aliran

Pada pabrik Hidrogen dari biomassa ini rata-rata aliran

yang ada dalam proses adalah aliran panas yang harus

didinginkan. Berikut adalah jenis-jenis aliran yang ada pada

pabrik Hidrogen dari biomassa ini.

Tabel 5.1. Klasifikasi Jenis Aliran

Fluida Ti TfNo.

UrutKeluaran

Gasifier843.3 130 1

Flui

da

pana

s

Keluaran

Reformer990 350 2

WGS Cooler 461.4 220 3Intercooler 1 241.3 112 4Intercooler 2 221.4 140 5



Intercooler 3 256.1 170 6Intercooler 4 273.3 200 7Flue gas dari

reformer1093 80 8

Flue gas dari

char combustor1065 320 9

Semua aliran yang ada di pabrik Hidrogen dari biomassa

ini termasuk ke dalam fluida panas. Hal ini dikarenakan fluida

panas tersebut perlu untuk didinginkan untuk masuk ke proses

selanjutnya. Panas yang terlepas dari fluida panas ini sayang

jika dibuang begitu saja. Oleh karena itu dapat dibentuk

utilitas yang dapat digunakan memanfaatkan panas ini menjadi

sesuatu. Jika digambarkan ke dalam interval temperature, maka

akan menjadi:

Tabel 5.2. Interval Temperatur Fluida

T* 1 2 3 4 5 6 7 8 910881060985838.3456.4345315268.3251.1



236.3216.421519516513512510775

5.1.2. Perhitungan Neraca Energi pada Interval Temperatur

Selanjutnya adalah menghitung neraca energi interval

temperatur. Neraca ini dengan menggunakan Cp yang diperoleh

dari hasil simulasi Hysis V7.1. Berikut adalah hasil

perhitungan dari neraca energi pada interval temperatur.

Tabel 5.3. Perhitungan Neraca Energi pada Interval Temperatur

T* 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Delta T

Interna

l

Delta CP

(Dingin -

Panas)

Delta

H

Intern

al1088

1060 28 -1.89301 -

53.004



2

985 75 -4.08988

-

306.74

1

838.3 146.7 -5.46644

-

801.92

7

456.4 381.9 -11.2908

-

4311.9

6

345 111.4 -11.2908

-

1257.7

9

315 30 -9.09392

-

272.81

8

268.3 46.7 -10.0411

-

468.92

1

251.1 17.2 -11.3071

-

194.48

2

236.3 14.8 -12.3442

-

182.69

4216.4 19.9 -11.6739 -

232.31



2

215 1.4 -13.543

-

18.960

2

195 20 -7.71867

-

154.37

3

165 30 -6.40461

-

192.13

8

135 30 -5.13864

-

154.15

9

125 10 -3.93984

-

39.398

4

107 18 -2.56328

-

46.139

1

75 32 -1.52616

-

48.837

1

5.1.3. Skema Cascade

Selanjutnya adalah membuat skema cascade untuk kemudian

dapat dibuat kurva grand komposit. Berikut ini adalah skema

cascade dari kondisi aliran yang ada pada proses.



Tabel 5.4. Skema Cascade

1088 0-53.0042

1060 53.00416-306.741

985 359.7452-801.927

838.3 1161.672-4311.96

456.4 5473.628-1257.79

345 6731.423-272.818

315 7004.24-468.921

268.3 7473.161-194.482

251.1 7667.643-182.694

236.3 7850.338-232.312

216.4 8082.649-18.9602

215 8101.609-154.373

195 8255.983-192.138

165 8448.121-154.159



135 8602.28-39.3984

125 8641.679-46.1391

107 8687.818-48.8371

75 8736.655

5.1.4. Kurva Grand Komposit

Setelah dibuat skema diatas, maka selanjutnya adalah

membuat kurva grand komposit. Tujuan dari dibuatnya kurva ini

adalah untuk menentukan jenis utilitas yang akan digunakan.

Berikut ini adalah kurva grand komposit yang dapat dibuat:

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 100000

200

400

600

800

1000

1200Kurva Grand Komposit

Series2

ΔH

Temp

erat

ur

Gambar 5.1. Kurva Grand Komposit



Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa diperlukan

utilitas dingin untuk menurunkan temperature aliran panas

proses. Karena tidak ada aliran dingin pada proses, maka

diperlukan utilitas untuk dapat memenuhi aliran dinginnya.

Penjelasan mengenai utilitas akan dibahas pada bagian

utilitas.

5.1.5. Analisis Pemanfaatan Panas

Berikut ini adalah hasil analisis setelah diterapkan

utilitas pada plant hidrogen. Dari data panas yang dilepas

dari proses dapat dimanfaatkan sebesar 81,79%.



Gambar 5.2. Diagram Panas yang Tersedia (dilepas dari proses)



Gambar 5.3. Diagram Panas yang Dimanfaatkan



Adapun panas yang digunakan dalam proses sebesar:

Persenpanasyangdimanfaatkan=Totalpanasyangdimanfaatkan

Totalpanasyangdilepas(tersedia)×100 %

Persenpanasyangdimanfaatkan=21.477.274,4426.259.546,01

×100%

Persenpanasyangdimanfaatkan=81,79

5.2. Unit Utilitas

Untuk membantu pelaksanaan proses produksi pada pabrik

Hidrogen dari Biomasa ini, diperlukan sarana penunjang yang

membantu menyediakan dan mendistribusikan kebutuhan pabrik

seperti air, steam, dan listrik. Unit penunjang ini disebut

juga dengan unit utilitas.

Pada unit utilitas ini, keperluan utama yang diperlukan

adalah air dan juga listrik. Air diperlukan untuk dijadikan

steam sebagai bahan baku dari gasifier dan reformer serta untuk

menghasilkan listrik dengan menggunakan steam turbin. Dengan

menggunakan steam turbin ini kemudian akan dihasilkan listrik

yang dapat mengurangi pasokan listrik yang perlu dibeli dari

PLN. Meskipun demikian, listrik yang diproduksi oleh pabrik

masih kurang untuk memenuhi seluruh kebutuhan listrik. Oleh

karena itu, pabrik ini masih tetap membeli listrik dari PLN

untuk memenuhi seluruh kebutuhan listrik industri.

Diagram alir untuk unit utilitas di pabrik ini seperti

ditunjukan oleh gambar 7.1Berdasarkan hasil simulasi dengan

menggunakan Hysis V7.1. dan dengan melihat kebutuhan lainnya



dari pabrik, maka keperluan dari utilitas pabrik Hidrogen dari

Biomassa adalah sebagai berikut.

5.2.1. Unit Penyediaan Air

1) Air untuk proses pendingin

- Air pendingin = 4.500

kg/jam

(diperlukan pada saat pabrik pertama kali start up)

- Make Up Air Pendingin = 10 kg/jam

2) Air untuk produksi steam

- Steam untuk umpan gasifier = 828 kg/jam

- Steam untuk umpan reformer = 1.000

kg/jam

3) Penyediaan air bersih untuk keperluan rumah tangga

- Keperluan toilet = 200 kg/jam

(rata-rata kebutuhan air per orang per hari sebanyak

100 L (UNESCO, 2002), dengan asumsi ada 50 orang

didalam pabrik)

- Keperluan air minum = 5 kg/jam

Sehingga diperoleh kebutuhan total air sebesar:

- Total kebutuhan air pertama kali stat up = 6.533

kg/jam

- Total kebutuhan air sehari-hari = 2.043

kg/jam

Melihat kecilnya nilai di atas, kebutuhan air harian akan

dipenuhi oleh PDAM wilayah Cilegon.



5.2.2. Penyediaan Gas Alam

- Gas alam diperoleh dari PT Perusahaan Gas Negara

(Persero) dengan harga jual gas sebesar USD 6,5 per

MMBtu

- Heating value gas alam = 21510 Btu/lb

- Gas alam yang digunakan = 140 kg/jam = 308,6 lb/jam

5.2.3. Unit Penyediaan Tenaga Listrik

1) Peralatan proses yang membutuhkan listrik*



Tabel 5.5. Listrik yang Diperlukan oleh Peralatan Proses

Nama alat Kode Energi

Thermal

(kW)

Efisiensi

Motor

Listrik

yang

diperlukanBelt

Conveyor

C-101 0,99

Screw

Conveyor

C-102 0,357

Gasifier

Feed

Conveyor

C-103 0,357

Crusher 1

dan 2

M-102 A/B 40,937

Kompresor

utama

K-201 518,1 0,95

(Sieder,

2003)

545,368

Air Blower K-101 dan

K-102

48,72 0,95

(Sieder,

2003)

51,284

Air Fan K-401 dan

K-102

22,95 0,95

(Sieder,

2003)

24,158

Kompresor

Hidrogen

K-403 175,7 0,95

(Sieder,

2003)

184,947



Pompa air

untuk

reformer

P-501 1,8 0,95

(Sieder,

2003)

1,895

Pompa air

untuk

gasifier

P-502 0,58 0,95

(Sieder,

2003)

0,615

Pompa air

pendingin

P-503 2,92 0,95

(Sieder,

2003)

3,074

Air cooler H-301 0,775 0,95

(Sieder,

2003)

0,816

Air cooler H-302 0,925 0,95

(Sieder,

2003)

0,974

Total 855,772

Keterangan* : Daya peralatan yang dihitung hanya peralatan

yang diketahui dayanya dengan menggunakan Hysis V7.1.

2) Penerangan pabrik, perkantoran, dan fasilitas lainnya

Luas Area Proses = 5.000 m2

Penerangan rata-rata = 322,917 lumen/m2 (Vilbrandt, 4th Ed., p. 327)

Total kebutuhan cahaya = 1614585 Lumen

Diketahui :

1,000 lumen = 0,001496 Watts 117 Departemen Teknik Kimia



(Perry's ChE, 7th Ed.,

p. 1-16)

Daya untuk penerangan pabrik = 2415,42 Watts

= 2,4154 kW

Luas kantor & fasilitas lainnya = 1000 m2

Penerangan rata-rata = 807,293 lumen/m2 (Vilbrandt, 4th Ed., p. 327)

Total kebutuhan cahaya = 807293 Lumen

Daya untuk penerangan kantor = 1207,7 Watts

= 1,2077 kW

Elektronik = 57 kW

Faktor koreksi = 1,25

(Vilbrandt, 4th Ed., p.

230)

Kebutuhan listrik untuk pabrik dan kantor =

75,779 kW



3) Peralatan yang menghasilkan kerja

Tabel 5.6. Listrik yang Dihasilkan oleh Turbine

Nama

Alat

Kode Energi

Thermal

Efisiensi

Motor

Listrik yang

dihasilkanTurbine K-503A 80,26 0,65

(Sieder,

2003)

52,169

Turbine K-503B 26,20 0,65

(Sieder,

2003)

17,03

Turbine K-503C 417,7 0,65

(Sieder,

2003)

271,505

Total 340,704

Dengan melihat hasil perhitungan di atas maka, sisa kebutuhan

listrik yang harus disuplai (dibeli) sebesar 590,847 kW.



Gambar 5.4. PFD Utilitas



BAB 6

SPESIFIKASI PERALATAN

Spesifikasi peralatan yang ada pada pabrik Hidrogen dari

Biomasa terdiri atas spesifikasi peralatan utama proses dan

spesifikasi peralatan unit utilitas. Berikut adalah tabel-

tabel spesifikasi peralatan yang ada pada pabrik Hidrogen dari

Biomasa.

6.1. Peralatan Utama Proses

1. Belt Conveyor

Spesifikasi AlatNama Alat Belt ConveyorKode Alat C-101Fungsi Mengantarkan bahan baku

tandan kosong kelapa

sawit dari tempat

penyimpanan menuju

peralatan proses.Jumlah Alat 1Tipe Alat Belt ConveyorMaterial Carbon Steel

Data OperasiLaju Alir (kg/jam) 5.000Ukuran Maksimum Umpan (cm) 50Temperatur Material (oC) 30Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)



Data KonstruksiLebar Conveyor (cm) 40,64 (16 in)Panjang Conveyor (m) 20Daya (kW) 0,99

2. Pencacah Tahap 1

Spesifikasi AlatNama Alat Pencacah Tahap 1 (Crusher)Kode Alat M-102AFungsi Mengurangi ukuran TKKS

agar didapatkan ukuran

yang sesuai untuk proses

gasifikasiJumlah Alat 1Tipe Alat Jaw Crusher

Vendor Alat SBM-Mining and

Construction MachineryData Operasi

Laju Alir (kg/jam) 5.000Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)Ukuran Maksimum Umpan (cm) 50Rentang Ukuran Keluaran

(cm)

2,5 – 10



Data KonstruksiBukaan Umpan (mm) 600 x 900Rentang Bukaan Keluaran

(mm)

65 – 160

Dimensi Keseluruhan (mm) 2.305 x 1.840 x 2.298



3. Pencacah Tahap 2

Spesifikasi AlatNama Alat Pencacah Tahap 2 (Crusher)Kode Alat M-102BFungsi Mengurangi ukuran TKKS

agar didapatkan ukuran

yang sesuai untuk proses

gasifikasi.Jumlah Alat 1Tipe Alat Hammer Mill Crusher

Vendor Alat SBM-Mining and

Construction MachineryData Operasi

Laju Alir (kg/jam) 5.000Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)Ukuran Maksimum Umpan (mm) 100Rentang Ukuran Keluaran

(mm)

0,3 – 0,5

Data KonstruksiRentang Bukaan Keluaran

(mm)

0 – 3

Diameter Rotor (mm) 750Panjang Rotor (mm) 800Kecepatan Rotor

(putaran/menit)

800 – 1.000

Jumlah Hammer 10Dimensi Keseluruhan (mm) 1.800 x 1.650 x 1.800



4. Dryer

Spesifikasi AlatNama Alat Rotary Biomass Drier

Kode Alat M-103

Fungsi Mengurangi kandungan air

untuk proses gasifikasi.Jumlah Alat 1Tipe Alat Rotary Drier

Data OperasiLaju Alir (kg/jam) 5.000Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)Kandungan Air Masukan (%) 58Kandungan Air Keluaran (%) 10Laju Alir Flue Gas

(kg/jam)

262,7

Temperatur Flue Gas (oC) 230Data Konstruksi

Panjang Drier (m) 4Diameter Drier (m) 1,15



5. Screw Conveyor

Spesifikasi AlatNama Alat Screw ConveyorKode Alat C-102, C-103Fungsi Memindahkan material

hasil cacah menuju drier

dan keluarannya menuju

gasifier.Jumlah Alat 2Tipe Alat Screw Conveyor

Data OperasiUkuran Partikel (mm) < 5Densitas Bulk (kg/m3) 272,31Kapasitas (m3/jam) 18,3Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)

Data KonstruksiDiameter Conveyor (cm) 30Diameter Kopling (cm) 5Jenis Penggerak V BeltPanjang (m) 15Efisiensi Motor, μ 0,93Kecepatan Angular (Putaran

per Menit)

49

Kecepatan Conveyor

(m/menit)

47

Hanger Bearing Seal Master Ball Bearing



6. Gasifier

Spesifikasi GasifierNamaAlat GasifierKodeAlat R-201Fungsi Mengubah biomass (TKKS)

menjadi gasJumlahAlat 1TipeAlat Bubble Fluidized Bed

Reactor (Battelle

Columbus Laboratory)Material Alat Carbon Steel dilapisi

KeramikData Operasi

Laju Alir Biomass

(kg/jam)

2.311,56

Laju Alir Steam (kg/jam) 828Laju Alir Gasifier

(kg/m3)

3.140

Temperatur Keluar (out)

(oC)

843

Tekanan (kPa) 156Data Partikel

Diameter Partikel Biomass

(mm)

0,3

Diameter Partikel Olivine

(mm)

0,3

Densitas Biomass (kg/m3) 1.900



Densitas Olivine (kg/m3) 530Data Konstruksi

Diameter dalam reaktor (m) 1,63Tinggi Total Reaktor (m) 5,54Tinggi freeboard (m) 2Tinggi bed (m) 2Jumlah hole 63Diameter hole (m) 0,024



7. Cyclone Keluaran Gasifier

Spesifikasi AlatNama Alat Gasifier Cyclone

Kode Alat S-201Fungsi Memisahkan padatan-

padatan yang terikut keluar dari gasifier (Char, Olivine) dengan gas yang dihasilkan.

Jumlah Alat 1Tipe Alat High Efficiency Cyclone

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 7.225Tekanan (kPa) 101,3 (atmosferik)Temperatur (oC) 840Rata-Rata Ukuran Partikel

(µm) (Wallas, 1990)

50

Kecepatan Inlet (m/s) 15,2Kecepatan Outlet (m/s) 3,9Pressure Drop (kPa) 0,49

Data KonstruksiLuas Saluran Masuk (mm2) 132.000Luas Saluran Keluar (mm2) 519.000Diameter Cyclone (mm) 1.150Luas Permukaan Cyclone

(mm2)

16,61 x 106



8. Air Blower Menuju Char Combustor

Spesifikasi AlatNama Alat Air Blower

Kode Alat K-102Fungsi Mendorong udara masuk ke

dalam char combustor.Jumlah Alat 1Tipe Alat Rotary Straight Lobe Blower

Material Alat Cast Iron

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 86,18Tekanan Masuk (kPa) 101,3 (atmosferik)Tekanan Keluar (kPa) 151,7Temperatur (oC) 30Daya (kW) 1,38



9. Char Combustor

Spesifikasi Char CombustorNamaAlat Char CombustorKodeAlat R-203Fungsi Membakar Char dan

Menghasilkan Panas untuk

GasifierJumlahAlat 1TipeAlat Fludized Packed bed

reactorMaterial Alat Carbon Steel dilapisi

KeramikVendor Alat

Data OperasiLaju Alir Char (kg/jam) 605,7Laju Alir Flue Gas

(kg/jam)

100

Densitas Char (kg/m3) 970Densitas Flue gas (kg/m3) 2.566Densitas Char (kg/m3) 970Temperatur Keluar (out)

(oC)

87

Tekanan (atm) 1,5Data Partikel

Diameter Partikel Char

(mm)

0,2

Diameter Partikel Olivine 0,2



(mm)Data Konstruksi

Diameter dalam reaktor (m) 2Tinggi Reaktor (m) 4,557Tinggi freeboard (m) 1,95Tinggi Dense Phase (m) 2,607Jumlah tuyure 30.144Diameter orifice 10,228



10. Cyclone Keluaran Char Combustor

Spesifikasi AlatNama Alat Char Combustor Cyclone

Kode Alat S-202, S-203Fungsi Memisahkan padatan-

padatan yang terikut keluar dari Char Combustor (Char, Olivine)dengan gas yang dihasilkan.

Jumlah Alat 2Tipe Alat High Efficiency Cyclone

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 705,8Tekanan (kPa) 151,7Temperatur (oC) 1.065Rata-Rata Ukuran Partikel

(µm) (Wallas, 1990)

50

Kecepatan Inlet (m/s) 15,14Kecepatan Outlet (m/s) 3,84Pressure Drop (kPa) 0,58

Data KonstruksiLuas Saluran Masuk (mm2) 50.000Luas Saluran Keluar (mm2) 197.000Diameter Cyclone (mm) 710Luas Permukaan Cyclone

(mm2)

2,69 x 106



11. Cooler 1 Keluaran Gasifier

Spesifikasi AlatNama Alat Cooler

Kode Alat H-201AFungsi Menurunkan temperatur gas

untuk masuk ke dalam sistem kompresi utama danpenghilangan H2S.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger

(Internal Floating Head)

Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran GasifierLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

2.534

Tekanan Masuk (kPa) 158,6Tekanan Keluar (kPa) 148,6Temperatur Masuk (oC) 843,3Temperatur Keluar (oC) 180

Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Cooling WaterLaju Alir Fluida Dingin

(kg/jam)

4.500

Tekanan Masuk (kPa) 1.460Tekanan Keluar (kPa) 1.450Temperatur Masuk (oC) 109,7Tempeatur Keluar (oC) 197,3

Data Konstruksi



U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 277,4Luas Perpindahan Panas

Total (m2)

45,9

LMTD Terkoreksi (oC) 241,4Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 45,9Shell Diameter (mm) 865Tube Pass 1Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 94Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular



12. Cooler 2 Keluaran Gasifier


Kode Alat H-201BFungsi Menurunkan temperatur gas

untuk masuk ke dalam sistem kompresi utama danpenghilangan H2S.



Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran Cooler 1

GasifierLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

2.534

Tekanan Masuk (kPa) 148,6Tekanan Keluar (kPa) 147,6Temperatur Masuk (oC) 180Temperatur Keluar (oC) 110

Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam GasifierLaju Alir Fluida Dingin

(kg/jam)

828

Tekanan Masuk (kPa) 2.000Tekanan Keluar (kPa) 1.990Temperatur Masuk (oC) 30,17Temperatur Keluar (oC) 113,7



Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 88,13Luas Perpindahan Panas

Total (m2)

68,3




13. Cooler Flue Char Combustor 1

Spesifikasi AlatNama Alat Char Combustor Flue Gas Cooler

Kode Alat H-203AFungsi Menurunkan temperatur

Flue gas yang akan dibuang ke lingkungan.



Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Flue Gas Keluaran Char

CombustorLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

262,7

Tekanan Masuk (kPa) 151,7Tekanan Keluar (kPa) 141,7Temperatur Masuk (oC) 1.065Temperatur Keluar (oC) 270


(kg/jam)

828


Data Konstruksi




Total (m2)

62,8

LMTD Terkoreksi (oC) 215,26Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 62,8Shell Diameter (mm) 88,3Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 129Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular



14. Cooler Flue Char Combustor 2

Spesifikasi AlatNama Alat Char Combustor Flue Gas Cooler

Kode Alat H-203BFungsi Menurunkan temperatur




Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Flue Gas Keluaran Char

CombustorLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

262,7

Tekanan Masuk (kPa) 141,7Tekanan Keluar (kPa) 131,7Temperatur Masuk (oC) 270Temperatur Keluar (oC) 230


(kg/jam)

4.500


Data Konstruksi




Total (m2)

55,3




15. Compressor Utama

Spesifikasi AlatNama Alat Syn Gas Compressor

Kode Alat K-201A-DFungsi Mengkompresi gas hingga

tekanan yang tinggi.Material Carbon SteelJumlah Alat 4Tipe Alat Centrifugal Compressor Multi

Stage with Intercooler

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 2.529Tekanan Masuk (kPa) 147,6Tekanan Keluar (kPa) 3.162Temperatur (oC) 110Daya (kW) 518,1



16. Compressor Intercooler

Spesifikasi AlatNama Alat Intercooler 1 Intercooler 2 Intercooler 3 Intercooler 4

Kode Alat H-202A H-202B H-202C H-202BFungsi Menurunkan temperatur gas agar kerja

kompresor berkurang.Jumlah Alat 1 1 1 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger (Internal Floating Head)

Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas

keluaran

compressor

1

Gas

Keluaran

compressor

2

Gas

keluaran

kompresor

3

Gas

keluaran

kompresor

4Laju Alir

Fluida Panas

(kg/jam)

2.534 2.534 2.534 2.534

Tekanan

Masuk (kPa)

330 720 1.600 3.172

Tekanan

Keluar (kPa)

320 710 1.590 3.162

Temperatur

Masuk (oC)

217 221,4 256,1 273,3

Temperatur

Keluar (oC)

112 140 170 200

Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Cooling

Water

Cooling

Water

Cooling

Water

Cooling

Water



Laju Alir

Fluida

Dingin

(kg/jam)

4.500 4.500 4.500 4.500

Tekanan

Masuk (kPa)

1.500 1.490 1.480 1.470

Tekanan

Keluar (kPa)

1.490 1.480 1.470 1.460

Temperatur

Masuk (oC)

30,12 53,65 72,12 92,12

Temperatur

Keluar (oC)

53,65 72,12 92,12 109,7

Data KonstruksiU

keseluruhan

(kJ/h.m2.oC)

64,02 52,94 51,71 43,48

Luas

Perpindahan

Panas Total

(m2)

64 59,1 62,3 63,1

LMTD

Terkoreksi

(oC)

96,38 94,67 108,1 114,17

Shell Pass 1 1 1 1Material

Shell

Carbon

Steel

Carbon

Steel

Carbon

Steel

Carbon

SteelJumlah Shell 1 1 1 1Luas per 64 59,1 62,3 63,1



Shell (m2)Shell

Diameter

(mm)

916 910 914 915

Tube Pass 2 2 2 2Material

Tube

Carbon

Steel

Carbon

Steel

Carbon

Steel

Carbon

SteelJumlah Tube 211 194 205 207Panjang Tube

(m)

3,05 3,05 3,05 3,05

Diameter

Luar Tube

(mm)

31,75 31,75 31,75 31,75

Tube Pitch

(mm)

39,7 39,7 39,7 39,7

Pola Tube Triangular Triangular Triangular Triangular



17. H2S Removal

Spesifikasi AlatNama Alat Fe2O3 Sulfur Removal BedsKode Alat R-202Fungsi Menghilangkan kandungan

H2S dari dalam gasJumlah Alat 2Tipe Alat AdsorberMaterial Alat Carbon Steel

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 144,7Densitas Fluida (kg/m3) 17,512Temperatur Masuk (in) (oC) 196Temperatur Keluar (out)

(oC)

196

Tekanan (kPa) 3.162Data Konstruksi

Tipe Iron Sponge (Fe2O3)Diamater Adsorben (m) 1,692Tinggi Kolom (m) 5Volume unggun (m3) 11,41Tebal shell (m) 0,042Tebal head (m) 0,03Faktor kebalan untuk

korosi allowance (m)

0,04



18. Air Blower untuk Reformer Combustor

Spesifikasi AlatNama Alat Air Blower

Kode Alat K-101Fungsi Mendorong udara masuk ke

dalam Reformer Combustor.Jumlah Alat 1Tipe Alat Rotary Straight Lobe Blower


Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 3.000Tekanan Masuk (kPa) 101,3Tekanan Keluar (kPa) 160Temperatur (oC) 30Daya (kW) 47,34



19. Reformer

Spesifikasi ReformerNamaAlat ReformerKodeAlat R-301Fungsi Mengubah hidrokarbon jadi

H2

JumlahAlat 1TipeAlat Fired ReactorMaterial Alat Stainless SteelVendor Alat -

Data OperasiLaju Alir Steam (kg/jam) 1.000Laju Alir Gas Reformer

(kg/jam)

3.521

Temperatur Keluar (out)

(oC)

990

Tekanan (atm) 3.034Data Konstruksi

Diameter dalam tube (m) 0,038Tinggi efektif tube (m) 3,5Jumlah tube 93Spacing (m) 0,104Diameter Reaktor (m) 3Tinggi Reaktor (m) 5,5



20. Reformer Preheater / Cooler Keluaran Reformer 1

Spesifikasi AlatNama Alat Cooler/Reformer Preheater

Kode Alat H-301Fungsi Menurunkan temperatur syn

gas untuk masuk ke dalam HT WGS.



Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran ReformerLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

3.521

Tekanan Masuk (kPa) 3.024Tekanan Keluar (kPa) 3.014Temperatur Masuk (oC) 990Temperatur Keluar (oC) 749,7

Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Gas Masukan Reformer

(Preheater)Laju Alir Fluida Dingin

(kg/jam)

2.521

Tekanan Masuk (kPa) 3.162Tekanan Keluar (kPa) 3.152Temperatur Masuk (oC) 200Temperatur Keluar (oC) 600

Data Konstruksi




Total (m2)

61,4




21. Cooler Keluaran Reformer 2


Kode Alat H-302AFungsi Menurunkan temperatur syn




Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran Reformer

Cooler 1Laju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

3.521

Tekanan Masuk (kPa) 3.014Tekanan Keluar (kPa) 3.004Temperatur Masuk (oC) 749,7Temperatur Keluar (oC) 450

Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam ReformerLaju Alir Fluida Dingin

(kg/jam)

1.000


Data Konstruksi




Total (m2)

59,6




22. Cooler Keluaran Reformer 3


Kode Alat H-302BFungsi Menurunkan temperatur syn




Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran Cooler

Reformer 2Laju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

3.521

Tekanan Masuk (kPa) 3.004Tekanan Keluar (kPa) 2.994Temperatur Masuk (oC) 450Temperatur Keluar (oC) 350


(kg/jam)

4.500

Tekanan Masuk (kPa) 1.450Tekanan Keluar (kPa) 1.440Temperatur Masuk (oC) 197.3Temperatur Keluar (oC) 197.3

Data Konstruksi




Total (m2)

60,3




23. Cooler Flue Gas Reformer

Spesifikasi AlatNama Alat Reformer Flue Gas Cooler

Kode Alat H-304Fungsi Menurunkan temperatur




Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Flue Gas Keluaran

ReformerLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

5.503

Tekanan Masuk (kPa) 120Tekanan Keluar (kPa) 110Temperatur Masuk (oC) 1.217Temperatur Keluar (oC) 220


(kg/jam)

4.500


Data Konstruksi




Total (m2)

60,6




24. HT WGS

Spesifikasi AlatNamaAlat HT WGSKodeAlat R-302Fungsi Mengkonversi CO menjadi

Hydrogen.JumlahAlat 1TipeAlat Plug Flow ReactorMaterial Alat Stainless Steel SS 316

Data OperasiMolar flow input rate CO

(mol/s)

3,6

Data KonstruksiVolume reaktor (dm3) 7947Jumlah tabung PFR 100Diameter tabung PFR (m) 0,1875Panjang PFR HTS (m) 2,26Diameter Shell Reactor (m) 2



25. WGS Cooler

Spesifikasi AlatNama Alat LTS Precooler

Kode Alat H-302Fungsi Menurunkan temperatur gas

untuk masuk ke dalam LT WGS



Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran HT WGSLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

3.521



(kg/jam)

828


Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 218,2



Luas Perpindahan Panas

Total (m2)

61

LMTD Terkoreksi (oC) 120,56Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 61Shell Diameter (mm) 88,1Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 125Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular

26. LT WGS

Spesifikasi Alat)NamaAlat LT WGSKodeAlat R-303Fungsi Mengonversi CO jadi H2.JumlahAlat 1TipeAlat Plug Flow ReactorMaterial Alat Stainless Steel SS 316

Data OperasiMolar flow input rate CO

(mol/s)

1,15



Data KonstruksiVolume reaktor (dm3) 5315Jumlah tabung PFR 100Diameter tabung PFR (m) 0,15Panjang PFR HTS (m) 2,36



27. Pre PSA Cooler

Spesifikasi AlatNama Alat Pre PSA Cooler

Kode Alat H-303Fungsi Menurunkan temperatur gas

untuk masuk ke dalam PSAJumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger


Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran LT WGSLaju Alir Fluida Panas

(kg/jam)

3.521


Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam

ReformerLaju Alir Fluida Dingin

(kg/jam)

1.000


Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 125,7



Luas Perpindahan Panas

Total (m2)

47,4




28. Main Air Cooler

Spesifikasi AlatNama Alat Air Cooler

Kode Alat H-401Fungsi Menurunkan temperatur syn

gas untuk masuk ke dalam PSA.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Forced Draft Air Cooler

Data FluidaLaju Alir (m3/jam) 3.521Densitas Fluida (kg/m3) 13,71Temperatur Masuk (in) (oC) 175Temperatur Keluar (out)

(oC)

31

Tekanan (kPa) 175Data Udara

Jumlah udara yang

diperlukan (m3/jam)

49.578

Temperatur udara ambien

masukan (oC)

30

Temperatur udara keluaran

(oC)

47,82

Tekanan udara (kPa) 101,3Data Konstruksi

Material Air Cooler Carbon SteelJumlah baris tube 3Panjang (m) 2,8



Lebar Bundle (m) 1,6Jumlah tube 52Diameter tube (m) 0,025Tipe Fan L- Footed Tension Wound

AluminumJumlah Fan 1Diameter fan (m) 1,3

29. Knock Out Drum

Spesifikasi AlatNama Alat Knock Out DrumKode Alat S-401Fungsi Memisahkan cairan (air)

dengan komponen gas untuk

selanjutnya masuk kedalam

PSAJumlah Alat 1Tipe Alat KO DrumMaterial Alat Carbon Steel


(oC)

31

Tekanan (kPa) 2.994Data Konstruksi



Luas Penampang Minimum

(m2)

0,036

Diameter (m) 0,5Tinggi (m) 1,5Tebal Dinding KO-Drum (m) 0,414



30. PSA

Spesifikasi AlatNama Alat Pressure Swing AdsorberKode Alat S-402Fungsi Memisahkan Hidrogen dari

pengotor lainnyaJumlah Alat 4Tipe Alat AdorberMaterial Alat Carbon Steel


(oC)

39,14

Tekanan (kPa) 3004Data Konstruksi

Desiccant yang digunakan Molecular sieve (4A)Diameter bed (m) 0,411Panjang bed (m) 3,53Panjang Mass Transfer Zone

(m)

0,978

Maximum desiccant useful

capacity (%)

12,05

Breakthrough time (jam) 7,86



31. Kompresor Hidrogen

Spesifikasi AlatNama Alat Kompresor HidrogenKode Alat K-403Fungsi Mengompres Hidrogen

hingga tekanan sekitar 120 bar.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Centrifugal Compressor


Data OperasiLaju Alir (kg/jam) 208,5Tekanan Masuk (kPa) 2.984Tekanan Keluar (kPa) 12.000Temperatur (oC) 39,4Daya (kW) 175,7



32. Tangki Hidrogen

Spesifikasi KolomNamaAlat Tangki HidrogenKode Alat T-503Fungsi Sebagai tempat penyimpan

sementara HidrogenJumlahAlat 1TipeAlat Vessel TankMaterial Alat SA-283, grade CTipe Welded Doubled welded butt joins

stress relievedData Operasi Kolom

Temperatur Operasi (oC) 248Tekanan Operasi (lb/in2) 1.755

Data KonstruksiDiameter shell outside

(m)

3

Panjang Shell (m) 8Allowance korosi 1/8Tinggi Dense Phase (m) 2,607Allowable stress (psi) 55.000Tebal Plate (in) 0,346



33. Air Fan untuk Flue Gas dari Reformer Combustor

Spesifikasi AlatNama Alat Air fan

Kode Alat K--402Fungsi Mendorong aliran gas

menuju flue stackJumlah Alat 1Tipe Alat Vane- Axial Fan

Material Carbon Steel

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 6.214Tekanan Masuk (kPa) 110Tekanan Keluar (kPa) 120Temperatur (oC) 220Daya (kW) 22,25

34. Air Fan untuk Flue Gas dari Char Combustor

Spesifikasi AlatNama Alat Air Fan

Kode Alat K-401Fungsi Mendorong aliran gas

menuju flue stack.Jumlah Alat 1Tipe Alat Vane- Axial Fan


Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 253,8Tekanan Masuk (kPa) 141,7



Tekanan Keluar (kPa) 150Temperatur (oC) 230Daya (kW) 0,7

35. Flue Stack

Spesifikasi AlatNama Alat Flue stack

Fungsi Melepas flue gas ke udaraJumlah Alat 1Material Carbon Steel

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 6.155Tekanan (kPa) 120Temperatur (oC) 233,6

Data KonstruksiDiameter (cm) 50Tinggi (m) 22

6.2. Peralatan Unit Utilitas

1. Pompa Air untuk Steam Gasifier

Spesifikasi AlatNama Alat Pompa AirKode Alat P-501Fungsi Menaikan tekanan air

untuk dibuat menjadi



steam.Jumlah Alat 1Tipe Alat Radial Centrifugal Pumps

Material Cast Iron

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 0.8251Tekanan Masuk (kPa) 101.3Tekanan Keluar (kPa) 2.000Temperatur (oC) 30Daya (kW) 0,5802

2. Pompa Air untuk Steam Reformer


untuk dibuat menjadi steam.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Radial Centrifugal Pumps

Material Cast Iron

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 0.9964Tekanan Masuk (kPa) 101.3Tekanan Keluar (kPa) 5.000Temperatur (oC) 30Daya (kW) 1.808



3. Pompa Air untuk Steam Regenerator


untuk dibuat menjadi steam.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Radial Centrifugal Pumps

Material Cast Iron

Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 4.484Tekanan Masuk (kPa) 120Tekanan Keluar (kPa) 1.500Temperatur (oC) 30Daya (kW) 2.292

4. Steam Turbine 1

Spesifikasi AlatNama Alat Steam TurbineKode Alat K-503AFungsi Menurunkan tekanan steam

dan menghasilkan listrik untuk keperluan pabrik.

Jumlah Alat 1Tipe Alat Steam Turbine




Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 1.087Tekanan Masuk (kPa) 1.990Tekanan Keluar (kPa) 172,4Temperatur (oC) 270,7Daya yang Dihasilkan (kW) 80,26

5. Steam Turbine 2

Spesifikasi AlatNama Alat Steam TurbineKode Alat K-503BFungsi Menurunkan tekanan steam




Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 1.312Tekanan Masuk (kPa) 4.990Tekanan Keluar (kPa) 3.220Temperatur (oC) 362,8Daya yang Dihasilkan (kW) 26,20

6. Steam Turbine 3

Spesifikasi AlatNama Alat Steam Turbine



Kode Alat K-503CFungsi Menurunkan tekanan steam




Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 5.906Tekanan Masuk (kPa) 1.450Tekanan Keluar (kPa) 120Temperatur (oC) 220,5Daya yang Dihasilkan (kW) 417,7



7. Air Cooler Utilitas

Spesifikasi AlatNama Alat Air Cooler

Kode Alat H-501Fungsi Menurunkan cooling

temperatur cooling water pada unit utilitas

Jumlah Alat 1Tipe Alat Forced Draft Air Cooler

Data FluidaLaju Alir (m3/jam) 4.500Densitas Fluida (kg/m3) 0,7426Temperatur Masuk (in) (oC) 104,8Temperatur Keluar (out)

(oC)

30

Tekanan (kPa) 120Data Udara

Jumlah udara yang

diperlukan (m3/jam)

989,3

Temperatur udara ambien

masukan (oC)

30

Temperatur udara keluaran

(oC)

39,6

Tekanan udara (kPa) 120Data Konstruksi

Material Air Cooler Carbon SteelJumlah baris tube 3



Panjang (m) 3Lebar Bundle (m) 1,6Jumlah tube 120Diameter tube (m) 0,025Tipe Fan L- Footed Tension Wound

AluminumJumlah Fan 1Diameter fan (m) 1,6

8. Tangki Air

Spesifikasi AlatNama Alat Tangki AirFungsi Menampung sementara air

untuk steamJumlah Alat 2Tipe Alat Tangki air

Material Plastik

Data OperasiKapasitas (m3) 5,2Diameter Tutup (mm) 450Diameter Atas (mm) 1.780Diameter Bawah (mm) 1.780Tinggi (Neck) (mm) 2030Tinggi (Top) (mm) 2310Tebal (mm) 20

9. Feeder Hooper untuk Make Up Olivine dan MgO



Spesifikasi AlatNama Alat Feeder Hooper Olivine dan

MgOFungsi Menampung sementara make

up olivineJumlah Alat 2Tipe Alat Feeder Hopper


Data OperasiKapasitas (m3) 3,79Daya Tahan Berat Maksimum

(ton)

2,43

Diameter (m) 1.8Diameter Bawah (mm) 1.78Tinggi (Top) (mm) 2310Tebal (mm) 20

BAB 7

TATA LETAK DAN K3LL PABRIK

7.1. Tata Letak Pabrik

Lokasi pabrik Hidrogen PT. Nermin Jaya Sentosa-Cilegon

berada di jalan Australia II Kav-M3 Krakatau Industrial Estate

Cilegon (KIEC), kotamadya Cilegon, propinsi Banten, Indonesia,

dengan batas-batas sebagai berikut :

Utara : PT. Argamas Bajatama

Timur : PT. Daekyung Indah Heavy Industry



Selatan : PT. Krakatau Steel

Barat : PT. Krakatau Steel

Pemilihan lokasi yang bersebelahan dengan PT. Krakatau

Steel dan berbagai industri baja ini merupakan salah satu

upaya dan komitmen PT. Nermin Jaya Sentosa dalam memenuhi

kebutuhan Hidrogen bagi pabrik-pabrik yang membutuhkan

Hidrogen.

PT. Nermin Jaya Sentosa terbagi menjadi beberapa area.

Area pertama merupakan area utama pabrik, yaitu area proses

produksi yang berdekatan dengan gudang penyimpanan TKKS serta

area loading TKKS dari truk. Selain itu, terdapat pula area

utilitas di bagian belakang pabrik dan juga area pengisian

Hidrogen kedalam tangki maupun tabung-tabung kecil. Untuk

keperluan administrasi dan kepegawaian, PT. Nermin Jaya

Sentosa terdapat kantor dengan 3 lantai beserta fasilitas

lainnya seperti klinik, rumah peribadatan, kantin, dan

lapangan olahraga. Untuk sumber listrik, terdapat ruang



Pembangunan pabrik PT. Nermin Jaya Sentosa -Cilegon

didasarkan pada pertimbangan keselamatan, kemudahan distribusi

bahan baku, utilitas, ketersediaan lahan, kemudahan pemasaran

dan pengangkutan barang. Denah tata letak pabrik PT. Nermin

Jaya Sentosa -Cilegon dapat dilihat pada gambar berikut.



183 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia Gambar

7.1. Tata


184 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia Gambar

7.2. Tata


7.2. K3LL Pabrik

7.2.1. Hazard Identification and Risk Assessment (HIRA)

Hira merupakan identifikasi bahaya dan kajian resiko

(Hazard Identification and Risk Assesment), analisa yang

dilakukan pada aktivitas harian dan khusus suatu instalasi

industri pada pabrik hidrogen ini.

Tahapan HIRA:

Pemilihan kegiatan yang akan dilakukan menjadi sub

kegiatan yang lebih kecil dan spesifik

Identifikasi potensi bahaya untuk setiap sub kegiatan

Determinasi resiko yang mungkin terjadi (efek bahaya dan

tingkat kemungkinannya)

Determinasi cara pencegahan dan penanggulangan terhadap

resiko bahaya

Kesimpulan potensi bahaya dan resiko yang dihadapi untuk

setiap kegiatan

Kesimpulan untuk keseluruhan pekerjaan

Dari tahapan-tahapan di atas maka dapat ditarik resiko

tehadap kegiatan di pabrik ini, dimana resiko merupakan hasil

dari frekuensi bahaya dengan konsekuensi kegiatan yang ada dan

tercantum dalam matriks berikut:

Tabel 7.1. kriteria frekuensi dalam penilaian resiko (GS EP

SAF 041)



Kategori

Frekuensi

Definisi untuk penilaian kualitatifJangkauanfrekuensi(/thn)

LikelyTerjadi beberapa kali selama masa hidup

plantDi atas 10-2

Unlikely

Terjadi sekali setiap 10-20 pada beberapa

plant yang serupa selama 20 hingga 30

tahun masa hidup plant

10-2 – 10-3

Very

unlikely

Terjadi satu kali setiap tahun per

1000 unit

Terjadi satu kali setiap 100 hingga

200 plant yang serupa di dunia selama

20 hingga 30 tahun masa hidup plant

Pernah terjadi di perusahaan namun

telah dilakukan tindakan perbaikan

10-3 – 10-4

Extremel

y

unlikely

Pernah terjadi di industri namun telah

dilakukan tindakan perbaikan10-4 – 10-5

Remote

Kejadian yang secara fisik mungkin namun

tidak pernah atau jarang terjadi selama

periode 20-30 tahun untuk jumlah lapangan

yang besar

Di bawah

10-5

Tabel 7.2. Kriteria tingkat kerusakan dalam penilaian resiko

untuk faktor manusia (GS EP SAF 041)186 Departemen Teknik Kimia



Tingkat

kerusakan

Jumlah orang yang

meninggalModerate 0 orang

Serious Antara 1-2 orangMajor Antara 2-3 orang

Catastrophic Antara 3-4 orangDisastrous Di atas 4 orang

Tabel 7.3. Hazard Identification and Risk Assessment Pabrik Hidrogen dari

Biomassa

Nama

Kegiatan

Potensi

Bahaya

Efek

Bahaya

Tingk

at

Bahay

a

Tingkat

Kemungkina

n

Resiko Pencegahan

Pemasukk

an TKKS

(Tandan

Kosong

Kelapa

Sawit) ke

dalam

unit

hammer

mill dan

crusher

(roll mill

dan pin

mill)

Tangan

terkena

mesin

penggeru

s.

Terjadi

kontamin

asi

dalam

hasil

TKKS

Cacat

dikarena

kan

terdapat

bagian

tubuh

yang

terpoton

g.

Hasil

dari

tahapan

crusher

H

M

M

M

H

M

Penggunaan

alat

pengaman

berupa

sarung

tangan.

Melakukan

pengecekan

kualitas

crusher

secara 187 Departemen Teknik Kimia



yang

sudah

tergerus.

tidak

memenuhi

persyara

tan

dalam

hal

bentuk

dan

penuruna

n

kualitas

produk

berkala.

Pengerin

gan TKKS

(Tandan

Kosong

Kelapa

Sawit) ke

dalam

unit

rotary

biomass

drier

Tangan

atau

bagian

tubuh

lain

terkena

mesin

rotary

drier

.

Cacat

dikarena

kan

terdapat

bagian

tubuh

yang

terkena

panas

flue gas

H M H Penggunaan

alat

pengaman

berupa

sarung

tangan dan

baju tahan

panas.

Distribu

si flue

gas

Kebocora

n flue

gas di

sepanjan

Menyebab

kan

kebakara

n dan

H H H Melakuka

n

pemeriks

aan



g jalur

perpipaa

n

ledakan secara

berkala

agar

tidak

terjadi

kebocora

n pipa

Mengguna

kan

masker

dan alat

bantu

pernapas

an

Membekal

i

pekerja

dengan

informas

i

tentang

gas yang

terdapat

pada

pipa

beserta

bahayany



aPengisia

n

olivine

ke dalam

reaktor

Olivine

tumpah

dan

tercecer

Mencemar

i

lingkung

an

M L M

SOP yang

jelas dan

pekerja

yang

terlatihProduksi

Hidrogen

pada

reaktor

bertekan

an

tinggi

Tekanan

dalam

reaktor

naik

apabila

menerima

sumber

panas

dari

luar

Reaktor

meledak

H M M Menjaga

reaktor

pada

temperat

ur dan

tekanan

yang

stabil

dengan

sistem

kontrol

yang

baik

Mengguna

kan

peralata

n

pelidungPengecek

an

generato

r dan

Tersenga

t

listrik

Lemas,

pingsan,

dan

menyebab

H M M Mengguna

kan alat

pelindun

g diri 190 Departemen Teknik Kimia



instalas

i

listrik

kan

kematian

(sarung

tangan

karet,

sepatu

karet)

Mematuhi

SOPPengecek

an

utilitas

air

Terjatuh

karena

terplese

t jalan

licin

Patah

tulang,

disfungs

i organ,

tubuh,

dan

kematian

H M M Pemakaian

safety helm

dan safety

shoes

Pemeliha

raan

reaktor

dan

cyclone

Terjatuh Patah

tulang,

disfungs

i organ

tubuh,

dan

kematian

H M M Pemakaian

safety helm

dan safety

belt

Pemeliha

raan

storage

tank

hidrogen

terkompr

esi

Kebocora

n tangki

Apabila

terpapar

ke akan

dapat

menyebab

kan

kebakara

H M H Memakai

pakaian

pelindun

g

Mendesai

n tangki

dengan 191 Departemen Teknik Kimia



n dan

ledakan

desain

khususAktivita

s

konstruk

si,

maitenanc

e

(perawat

an), dan

operasi

pada

peralata

n di

lapangan

Kebocora

n gas

Lemas,

pingsan,

keracuna

n,

kematian

H H H Pemakaian

masker dan

alat bantu

pernapasan

Kepala

terantuk

pipa/

alat

yang

posisiny

a rendah

Luka,

memar,

pendarah

an

M L M Pemakaian

safety helm

Kaki

tertimpa

alat

yang

jatuh/

terantuk

bagian

alat

Luka,

memar,

pendarah

an

M L M Pemakaian

safety shoes

Bahaya

karena

suhu

tinggi

Menyebab

kan

dehidras

i pada

para

pekerja

M M M Menguran

gi waktu

untuk

bekerja

(shift

yang 192 Departemen Teknik Kimia



dan

apabila

terkena

alat

yang

beropera

si pada

suhu

tinggi

akan

menyebab

kan luka

bakar

berganti

)

Mengguna

kan PPE

(personal

protective

equipment

)

seperti

sarung

tangan

dan

sepatuPengolah

an

limbah

Terpapar

limbah

yang

bersifat

asam dan

basa

Menyeb

abkan

iritas

i pada

kulit

Menyeb

abkan

kebuta

an

H M M Memakai

pakaian

pelindung

seperti

sarung

tangan,

gogle

Terpapar

buangan

pabrik

yang

mengandu

Menyebab

kan

iritasi

pada

kulit,

M M M Pemakaian

alat

pelindung

diri



ng

carbon

mata,

dan

saluran

pernapaf

an.

Menyebab

kan

mual,

muntah,

dan

pingsan.

7.2.2. Hazard Identification (HAZID)

Identifikasi bahaya (Hazard Identification), analisa

pencegahan terjadinya bahaya pada instalasi industri/pabrik

yang dilakukan dengan memperhatikan keseluruhan aspek yang ada

didalamnya. Keseluruhan aspek dari instalasi industri/pabrik

itu adalah:

Data informasi instalasi industri (PFD, P&ID, Lay Out, data

meteorologi, data sosial kultural masyarakat sekitar,

catatan peristiwa)

Lokasi (fasilitas operasi, fasilitas pendukung)

Resiko (SDM, lingkungan, aset, image)

Faktor Pemicu Bahaya (proses operasi, transportasi,

geografis dan meteorologi, sosial kultural)

Potensi Bahaya (kebakaran dan ledakan besar, tenggelam,

pencemaran lingkungan)



Dalam HAZID biasanya mempunyai parameter-parameter yang

menjadi tolok ukur dalam menganalisis dampak resiko akibat

terjadinya suatu kecelakaan kerja. Parameter yang digunakan

biasanya ada dua jenis yaitu parameter efek dari suatu resiko

bahaya dan frekuensi bahaya (tingkat kemungkinan bahaya)

tersebut terjadi. Berikut merupakan parameter dalam

memperhitungkan efek bahaya:

\

Tabel 7.4. Parameter HAZID dalam menentukan efek bahaya

Parameter Minor Major SevereSumber daya Tidak ada Kecelakaan Kecelakaan



manusia kecelakaan fatal fatalAsset Kerugian

kurang dari

100,000 U$D

Kerugian

antara 100,000

U$D- 1,000,000

U$D

Kerugian

>1,000,000 U$D

Lingkungan Tidak ada

kerusakan

lingkungan

Kerusakan

kecil pada

lingkugan

Kerusakan

besar pada

lingkungan

Sedangkan untuk parameter frekuensi bahaya diperoleh sebagai

berikut:

Tabel 7.5. Tingkat kemungkinan bahaya pada HAZID

Frekuensi

Bahaya

MOST LIKELY UNLIKELYLebih dari 10

kali dalam 10

tahun

Diantara 1 s/d

10 kali dalam 10

tahun

Kurang dari 1

kali dalam 10

tahun



Tabel 7.6. HAZID (Hazardous Identification) Pabrik Hidrogen dari Biomass

Deskripsi PenyebabPotensi

Bahaya

Efek

Bahaya

Frekuens

i BahayaPencegahan

Gudang

Pennyimpan

an Bahan

Baku

Tempat penyimpanan bahan

baku berupa Tandan Kosong

Kelapa Sawit

Adanya

kerusakan

bahan baku

karena udara

terlalu

lembab

TKKS rusak Minor Unlikely Pengecekan

secara rutin

Mengatur

tingkat

kelembaban

dari ruangan

Adanya hama

dan pengerat

yang masuk

ke dalam

gudang

Gudang

tergenang



akibat

aliran air

yang mampat

atau air

mengenangi

gudang

akibat

banjir

Kapasitas

bahan baku

melebihi

kapasitas

gudang

Unit

Pencacahan

Tempat pencacahan dariTKKS Konsleting

listrik

Kebakaran Minor Unlikely Pengecekan

secara rutin

Memasukkan

bahan baku Tidak hati- Menyebabka



hati dalam

membersihkan

bagian mesin

crusher

n luka

ringan

seperti

tergores

hingga

luka berat

seperti

jari

terpotong

dengan hati-

hati

Unit

Rotary

Mass Drier

Unit untuk menghasilkan

TKKS kering

Suhu operasi

yang terlalu

tinggi

Kebakaran Major Likely Pengecekan

secara rutin

dan pengadaan

indikator

Unit

reaktor

pengolahan

dan

Tempat mengolah dan

memproduksi hidrogen dari

hidrokarbon dengan

menggunakan reaktor yang

Tekanan dan

suhu terlalu

tinggi pada

proses

Ledakan

besar, dan

kebakaran

Severe Likely Pengecekan

secara rutin

Pengadaan

indikator 199 Departemen Teknik Kimia



produksi

hidrogen

terdiri dari reformer,

char combustor, gasifier,

WGS, PSA

operasi tekanan dan

suhu

Unit

Penyedia

air

Penyedia air pemrosesan

sebagai utilitas pabrik

Gangguan

PDAM

Unit

penyedia

air

besumber

dari PDAM

sehingga

berpotensi

mengganggu

proses

apabila

PDAM

mengalami

gangguan

dalam

Minor Likely Memiliki

storage air

yang cukup dan

membeli air

dari pihak

swasta yang

ada di kawasan

industri

cilegon

apabila

terjadi

gangguan PDAM



menyuplai

air

Unit

Storage

Hidrogen

Unit penyimpanan hidrogen

sebelum dikirimkan ke

konsumen

Adanya

kebocoran

gas hidrogen

Daerah

sekitar

storage

menjadi

sangat

berbahaya,

karena

dapat

menimbulka

n ledakan

severe Unlikely Memeriksa

kondisi tangki

secara berkala

sehingga

kebocoran

dapat segera

ditangani

Unit

Penampung

Limbah

Unit proses yang berguna

untuk menampung limbah

seperti abu, sebelum

diproses lebih lanjut

Adanya

kebocoran

pada tangki

penampung

Dapat

mencemari

lingkungan

karena

mengandung

Major Likely Disediakan bak

penampung

khusus sebagai

wadah sehingga

abu dapat 201 Departemen Teknik Kimia



senyawa

golongan

hidrokarbo

n sebagai

zat

pencemar

yang

berbahaya

terhindar dari

kontak

langsung

dengan tanah.

Unit

Utilitas

Unit

pembang

kit

Listrik

Unit pemenuhan

kebutuhan tenaga

listrik untuk

pabrik, kantor

dan perumahan

Tekanan dan

suhu terlalu

tinggi pada

proses

operasi

Ledakan

besar,

kebakaran


secara rutin

Pengadaan

indikator

tekanan dan

suhu

Unit

Pembang

kit

Unit penghasil

steam utama untuk

berbagai proses,

Tekanan dan

suhu terlalu

tinggi pada

Ledakan

besar,

kebakaran


secara rutin

Pengadaan 202 Departemen Teknik Kimia



Steam digunakan pada

ammonia, urea dan

utility plant

proses

operasi

indikator

tekanan dan

suhu



7.2.3. Hazard Operability Study (HAZOP)

HAZOP merupakan identifikasi penyimpangan/deviasi yang

terjadi pada pengoperasian suatu instalasi industri termasuk

identifikasi dari kegagalan operasi yang menimbulkan keadaan

tidak terkendali, HAZOP biasanya dilakukan pada tahapan

perencanaan untuk instalasi baru dan biasanya dilakukan

sebelum melakukan modifikasi peralatan atau penambahan

instalasi baru dari instalasi lama.

HAZOP biasanya disebut analisis sistematis terhadap

kondisi kritis desain instalasi industri, pengaruhnya dan

penyimpangan potensial yang terjadi disertai dengan besaran

potensi bahaya yang ditimbulkan.

Tujuan dilakukannya HAZOP diantaranya yaitu:

Identifikasi penyimpangan/deviasi yang terjadi pada

pengoperasian suatu instalasi industri dan kegagalan

operasinya yang menimbulkan keadaan tidak terkendali.

Dilakukan pada tahap perencanaan untuk instalasi industri

baru.

Dilakukan sebelum melakukan modifikasi peralatan atau

penambahan instalasi baru dari instalasi industri lama.

Analisa sistematis terhadap kondisi kritis disain instalasi

industri, pengaruhnya dan penyimpangan potensial yang

terjadi serta potensi bahayanya.

HAZOP dilakukan oleh kelompok para ahli dari multi

disiplin ilmu dan dipimpin oleh spesials keselamatan kerja

yang berpengalaman atau oleh konsultan pelatihan khusus.



Berikut ini merupakan HAZOP dari pabrik hidrogen dari

biomassa.



Tabel 7.7. HAZOP Pabrik hidrogen dari Biomassa

Alat / Unit

OperasiParameter

Devias

iPenyebab Akibat Pencegahan Kontrol

Conyevor Belt

Speed

Rendah Sumber daya

penggerak yang

rendah

TKKS yang akan

dialirkan dari

satu tempat ke

tempat lain

akan menumpuk

pada operasinya

Memberikan

tenaga

tambahan

berupa daya

listrik

Flow

Control

(FC)

Tinggi Set point yang

tak tepat

Supply produk

yang diharapkan

menjadi produk

akan terlalu

besar

Menentukan

nilai set

point baru

lalu

dikontrol

secara

berkala



Crusher Ukuran

Partikel

Lebih

Kecil

Pencacahan tidak

berjalan maksimal

Hasil Cacah

tidak dapat

masuk kedalam

proses

gasifikasi

Penyortiran

lebih

dilakukan

secara

teliti

Flow

Control

(FC)

Lebih

Besar

Umpan tidak dapat

masuk dalam

crusher

Umpan tidak

berhasil

dicacah

Rotary

Drier

Suhu Rendah Daya pengeringan

yang kecil

Pengeringan

tidak

berlangsung

dengan baik

Memberikan

tenaga

tambahan

berupa daya

listrik

Temperatur

e Control

(TC)

Waktu

pengeringan

menjadi lebih

lama



Tinggi Set point yang

tidak tepat

Dryer cepat

rusak

Menentukan

niali set

point baru

lalu

dikontrol

secara

berkala

Cyclone Flow Rendah Pasokan bahan

tidak sesuai

dengan kapasitas

alat

Waktu pemisahan

menjadi lebih

lama

Memasang

controller

yang dapat

mengatur

kapasitas

bahan yang

masuk ke

alat

Flow

Control

(FC)

Tinggi Pasokan bahan

overloading

Terjadi

overloading

Kompresor Flow Rendah Udara yang masuk

ke proses char

Udara yang

diperlukan

Mengontrol

laju alir

Flow

Control 208 Departemen Teknik Kimia



ombustor kecil dalam proses

pembakaran char

tidak sesuai

udara

secara

berkala

(FC)

Tinggi Set point tidak

tepat

Pembakaran

tidak

berlangsung

secara baik

Menentukan

nilai set

point baru

lalu

dikontrol

secara

berkala

Gasifier,

Char

Combustor,

reformer,

WGS

Suhu Rendah Dapat terjadi

ledakan dan

kegagalan proses

operasi

Dapat terjadi

ledakan dan

kegagalan

proses operasi

Perlu

adanya

pengontrola

n suhu

Temperatur

e Control

(TC)Tinggi

Tekanan Rendah Perlu

adanya

Pressure

Control Tinggi



pengontrola

n tekanan

(PC)

Cooler suhu Rendah suhu masukan air

terlalu tinggi

atau suhu masukan

reformer terlalu

rendah

Suhu masukan

WGS terlalu

rendah tidak

sesuai

spesifikasi

Perlu

adanya

perngontrol

an suhu

Temperatur

e control

(TC)

Tinggi Suhu masukan air

terlalu rendah

atau suhu masukan

reformer terlalu

tinggi

Suhu keluaran

WGS terlalu

tinggi tidak

sesuai

spresifikasi

Air Cooler suhu Rendah suhu masukan

udara terlalu

tinggi

Suhu masukan

PSA terlalu

rendah tidak

sesuai

Perlu

adanya

pengontrola

Temperatur

e Control

(TC)



spesifikasi n suhu

Tinggi Suhu masukan

udara terlalu

rendah

Suhu keluaran

PSA terlalu

tinggi tidak

sesuai

spresifikasi

Pompa Laju alir Rendah Penyumbatan dalam

pompa

Suplai air

pemrosesan

terhambat

Membersihkan

pompa dan

control

secara

berkala,

memasang

valve untuk

mengeluarkan

cake ganyong

yang

berlebih,

Flow

Control

(FC)



memasang

flow

indikator

yang

terhubung

dengan pompa

Tinggi Kinerja impeller

berlebihan

Pompa cepat

rusak

Kontrol

secara

berkala

Tangki Air Level Air Rendah PDAM mengalami

gangguan atau

terjadi kebocoran

tangki

Proses

pendinginan

tidak berjalan

denga baik dan

dan air

tercecer bila

terjadi

kebocoran dan

Mengontrol

tangki

secara

berkala

Level

Control

(LC)



dapat

menimbulkan

kecelakaan

Tinggi Kontrol valve pada

tangki terganggu

Air tececer dan

beresiko

menimbulkan

kecelakaan

Tangki

Hidrogen

Flow

Hidrogen

Rendah Terjadi kebocoran

tangki

Hidrogen

tercecer dan

dapat beresiko

menimbulkan

ledakan

Mengontrol

laju alir

secara

berkala

Flow

Control

(FC)

Tekanan

Hidrogen

Tinggi Terjadi over pressure

pada tangki

Dapat berisiko

menimbulkan

ledakan karena

kelebihan

Memasang

safety valve

yang melepas

hydrogen

Pressure

Control

(PC)



tekanan saat tekanan

pada tangki

melebihi

tekanan yang

dianjurkan



7.2.4. Peraturan Mengenai Keselamatan Kerja

Perusahaan ini memiliki peraturan-peraturan tentang

keselamtan (safety) yang harus dipatuhi oleh semua orang yang

berada di lingkungan area pabrik untuk emncegah terjadinya

kecelakaan ataupun hal-hal yang tidak diinginkan. Peraturan-

peraturan tersebut diantaranya:

1. Dilarang merokok dan menimbulkan bunga api di

area lingkungan pabrik. Semua pekerjaan yang menimbulkan

bunga api seperti pengelasandilarang di area pabrik. Jika

pekerjaan tersebut sangat perlu dilakukan maka harus

diperhatikan keamanan untuk menjaga atau menjamin tidak

ada kenaikan konsentrasi dari oksigenyang dapat

menyebabkan ledakan.

2. Semua orang yang berhubungan dengan proses

produksi harus dilengkapi dengan :

a. Sepatu safety, dengan alas dari karet.

b. Pakaian kerja berlengan panjang dan celana panjang.

c. Helm dan kaca mata pengaman.

d. Pengaman telinga.

3. Seluruh benda yang dapat menyebabkan radiasi

seperti telepon genggam tidak boleh masuk ke dalam ruang

produksi. Batas aman yang diperbolehkan hanya sebatas pada

office dan ruangan yang berada didepannya.

4. Semua orang yang berhubungan dengan Hidrogen harus bebas

dari bahan yang mudah terbakar, terutama oli dan grease.

5. Penyimpanan dari bahan-bahan yang mudah meledak harus

diperhatikan.



6. Diperlukan alat pelindung pernafasan pada kondisi

konsentrasi oksigen kurang dari 19 % atau karena adanya

kandungan uap beracun di udara.

7. Semua bangunan pada pabrik harus memiliki saluran

ventilasi. Lantai-lantai dibuat dari bahan yang tidak

mudah terbakar dan adanya selokan-selokan yang dilengkapi

cairan pencegah bahaya.

8. Penyedian alat pemadam kebakaran.



BAB 8

ANALISIS KEEKONOMIAN PABRIK

Dalam bagian keekonomian ini akan dijelaskan mengenai

perhitungan Total Capital Investment, biaya operasional

tahunan, analisis kelayakan investasi, dan analisis

sentivitas. Dalam menghitung keekonomian pabrik hidrogen dari

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) ini, dilakukan beberapa

asumsi, yaitu:

1. Biaya peralatan yang didapatkan ini merupakan harga pada

beberapa variasi tahun, sehingga untuk melakukan

perhitungan digunakan CE Index.

2. 1 US $ dikonversikan ke rupiah menjadi Rp. 9.125,-

3. Dalam 1 tahun, pabrik hidrogen diasumsikan bekerja selama

330 hari dalam 24 jam.

4. Pabrik hidrogen ini memiliki umur manfaat 30 tahun.

8.1. Total Capital Investment

Perhitungan Total Capital Investment dapat menggunakan berbagai

macam cara. Dalam kesempatan kali ini, metode yang akan

digunakan adalah metode Guthrie yang dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan:

CTCI=CTPI+CWC=1,18(CTBM+Csite+Cbuildings+Cofssitefacilities)+CWC


(8.


8.1.1. Total Bare Modul Cost (CTBM)

Total Bare Modul Cost dapat dihitung dengan menjumlahkan

seluruh Bare Modul Cost semua alat yang digunakan. Perhitungan

Bare Modul Cost dilakukan dengan memperhatikan:

- Biaya bahan total ditambahkan ke FOB Purchase Cost dengan

menggunakan faktor sehingga diperoleh biaya modul, M.

- Biaya tenaga kerja (ereksi dan setting), L, ditambahkan

sebagai faktor atau dihitung dari rasio L/M; diperoleh M

+ L = X (biaya modul langsung).

- Biaya modul tak-langsung (freight, tax, insurance, engineering, dan

field expense) ditambahkan ke (M + L); diperoleh bare modul

cost.

Totalbare−modulcost= ∑i=alat

(bare−modulcost)

Untuk menghitung bare module cost, terlebih dahulu dihitung

Purchase Equipment Cost dari masing-masing alat pada periode waktu

di tahun 2012. Untuk dapat mengetahui biaya pada tahun 2012,

maka digunakan indeks harga dengan melakukan forecasting

indeks harga.


(8.


2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20100.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

f(x) = 24.1202380952381 x − 47894.1

Index valueLinear (Index value)

Tahun

Index

Cost

Gambar 8.1. Grafik Index Value

Sehingga didapat harga indeks untuk tahun 2012 sebesar 635,44.

Tabel 8.1. Cost Index

Tahun Index2002 395,602003 402,002004 444,202005 468,202006 499,602007 525,402008 575,402009 521,902010 587,202011 611,322012 635,44

Perhitungan Purchased Cost dan Bare Modul Cost ditunjukan pada

bagian lampiran.



8.1.2. Site Development Cost

Biaya untuk pengembangan lokasi terdiri atas dua macam,

yaitu grass root plant dengan biaya sekitar 10-20% dari total bare

modul cost dan perluasan sebesar 4-6% dari total bare modul. Untuk

pabrik Hidrogen dari biomasa ini menggunakan tipe grass-root

plant, sehingga:

Csite=0,2×CTBM

Csite=0,2×Rp.151.115.985.602,15

Csite=Rp30.223.197.120,43

8.1.3. Building Cost

Biaya bangunan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut ini:

- 10 % CTBM untuk bangunan dengan alat yang berada di dalam

ruang.

- 20 % CTBM untuk gedung non-proses grass root plant.

- 5 % CTBM untuk gedung non-proses perluasan.

Cbuilding=0,2×CTBM

Cbuilding=0,2×Rp.151.115.985.602,15

Cbuilding=Rp30.223.197.120,43

8.1.4. Offsite Facilities Cost

Offsite Facilities Cost dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut ini:

Coffsitefacilities=utilitycost+(0,05×CTBM)


(8.

(8.

(8.


Coffsitefacilities=utilitycost+(0,05×Rp151.115.985.602,15)

Utility Cost dapat dihitung dengan menggunakan tabel dibawah ini.

Tabel 8.2. Biaya Utilitas

Maka biaya total utilitas adalah sebagai berikut:

Tabel 8.3. Offsite Facility Cost

Variable Needs Capital CostRate ($)

CapitalCost Rate

(Rp)Electricity

(kW)515,608 104.668,42 955.099.369

,00Cooling Water

(gal/min)19,81

5 1.149,27 10.487.088,75

Process Water(gal/min) 8,049 2.793,00 25.486.152,

38

Total 108.610,70 991.072.610,13



Maka biaya Offsite Facilities diperoleh sebagai berikut:

Coffsitefacilities=Rp991.072.610,13+(0,05×Rp.151.115.985.602,15)

Coffsitefacilities=Rp8.546.871.890,23

8.1.5. Contingency

Biaya tak terduga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut:

Ccontingency=0,15×CTBM

Ccontingency=0,15×Rp151.115.985.602,15

Ccontingency=Rp22.667.397.840,32

8.1.6. Contractor Fee

Biaya kontraktor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut ini:

Ccontractorfee=0,03×CTBMCcontractorfee=0,03×Rp151.115.985.602,15

Ccontractorfee=Rp4.533.479.568,06

8.1.7. Working Capital

Working Capital dihitung sebesar 17,6 % CTCI (jumlah biaya

alat, lokasi, bangunan, fasilitas, dan tak terduga). Sehingga

diperoleh sebesar:

CWC=0,176×1,18 (CTBM+Csite+Cbuilding+Coffsitefacilities)

CWC=Rp45.712.289.399,96


(8.

(8.

(8.


8.1.8. Perhitungan Total Capital Investment

Setelah menghitung nilai dari masing-masing komponen

penyusun Total Capital Investment, selanjutnya adalah menghitung

Total Capital Investment dari pabrik Hidrogen. Dengan menggunakan

persamaan seperti yang ditunjukan diatas, maka diperoleh hasil

TCI sebagai berikut:

Tabel 8.4. Total Capital Investment

Component Value in $ Value in RpTotal Bare Modul Cost (C

TBM) ($) 16.560.655,96 151.115.985.602,15

Site Development Cost (Csite) ($) 3.312.131,19 30.223.197.12

0,43Building Cost (Cbuilding) ($) 3.312.131,19 30.223.197.12

0,43Offsite Facilities Cost(C offsite facilities)

($)936.643,49 8.546.871.890

,23

Contingency ($) 2.484.098,39 22.667.397.840,32

Contractor fee ($) 496.819,68 4.533.479.568,06

Working Capital (C WC)($) 5.009.565,96 45.712.289.39

9,96Total Cost Investment

($) 36.453.927,00 332.642.083.853,57

8.2. Biaya Operasional Tahunan

Biaya Operasi adalah biaya-biaya yang dikeluarkan selama

pabrik beroperasi seperti biaya bahan, tenaga kerja, biaya

operasional, asuransi, depresiasi, distribusi dan pemasaran

serta administrasi. Biaya operasi dibagi menjadi dua jenis

yaitu fixed cost dan variable cost. Untuk menghitung biaya



operasional, ada beberapa asumsi yang kami gunakan sebagai

basis perhitungan, antara lain:

Umur Pabrik ini adalah 30 Tahun

Dalam satu Tahun, pabrik beroperasi selama 330 hari, 24

jam.

8.2.1. Biaya Operasional

Merupakan biaya yang tidak berhubungan dengan laju produksi

yang terdiri atas:

8.2.1.1. Biaya Bahan Langsung

a) TKKS

Harga 1 Ton Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) = Rp 50.000

Sebagai feed, dibutuhkan TKKS sebanyak 5 ton/jam

Berikut ini adalah tabel biaya bahan mentah:

Tabel 8.5. Biaya Tandan Kosong Kelapa Sawit

Bahan Baku Jumlah Harga Biaya PerHari

Biaya/Tahun

TandanKosongKelapaSawit

120 ton/hari

Rp. 50.000 Rp.6.000.000

Rp1.980.000.00

0

Untuk menyalurkan biomass tersebut digunakan transportasi

truk dengan perhitungan:

Tabel 8.6. Biaya Transportasi Bahan Baku

Transportasi Jumlah

Konsumsi bahanbakar per truk

(L)

Hargadiesel

Biayatransportasi



Truk 3 100 Rp.4.5000,00

Rp.445.500.000,00

b) Olivine Make Up

Kebutuhan per tahun = 246.684,9 kg dengan asumsi sebagai

berikut:

laju alir sirkulasi olivine = 27 lb olivine/lb dry

biomass (Technical Report NREL/TP-510-37408, May 2005)

laju make up olivine = 0,11% dari laju alir sirkulasi

olivine (Technical Report NREL/TP-510-37408, May 2005)

Harga per kg = 0,197 US $ (Technical Report NREL/TP-510-

37408, May 2005)

Harga per kg pada tahun 2012 = 0,267 US $

Biaya per tahun = Rp. 61.147.767,00

c) MgO make up

Kebutuhan per tahun = 14.037,4 kg dengan asumsi:

Laju alir MgO = 2 ×laju alir potassium (Technical

Report NREL/TP-510-37408, May 2005)

Kandungan abu di umpan = 0,2 wt% pottasium (Technical

Report NREL/TP-510-37408, May 2005)

Harga per kg = 0,416 $ (Technical Report NREL/TP-510-37408,

May 2005)

Harga pada tahun 2012 = 0,565 $ = Rp. 5.151,9/kg

Biaya per tahun = Rp. 72.319.642,00



d) Total Biaya Material Langsung

Sehingga, untuk direct material cost adalah Rp. 2.547.490.608,00.

8.2.1.2. Biaya Tenaga Kerja Langsung

Tenaga Kerja Langsung terdiri dari:

1. Operator, minimal lulusan D3. Operator bertugas untuk

mengontrol proses produksi yang berlangsung di pabrik

2. Teknisi, minimal lulusan S1. Teknisi bekerja untuk

mengawasi dan mengupayakan kerja alat optimal.

3. Supervisor, minimal lulusan S1. Supervisor bertugas untuk

mengawasi buruh, operator, dan teknisi lapangan.

4. Pekerja pendukung/buruh, minimal lulusan SMA. Hal yang

dibutuhkan dari ketersediaan tenaga kerja adalah fisik

dan ketangkasannya. Tenaga kerja ini adalah fisik dan

ketangkasannnya.

Upah yang diberikan kepada para pegawai langsung harus

berada diatas Upah Minimun Regional daerah Cilegon sebesar Rp.

1.300.000,00 pada tahun 2011.

Metode penentuan jumlah buruh

Dalam penentuannya direct operating labor ini dapat juga

ditentukan dengan persamaan. Berdasarkan kapasitas dan

peralatan yang digunakan, pabrik pembuatan hidrogen ini dapat

digolongkan sebagai pabrik dengan peralatan-peralatan besar

dan otomatis. Oleh karena itu formula yang digunakan untuk

menghitung direct operating labor adalah:



M =10,4 p0,25

Dimana:

M = Direct operating labor (per hours, day, processing step)

p = Kapasitas produksi (Ton/hari) = 208,5 kg/jam = 5,004

ton/hari

Diperoleh harga M = 16 orang buruh

Sedangkan operasi yang terjadi pada pembuatan hidrogen ini

terdiri dari 7 tahapan:

a. Feed handling dan drying

b. Gasification

c. Reforming

d. Gas cleaning

e. Compression

f. Purification

g. Storage dan packaging

Oleh karena itu jumlah direct labor yang digunakan adalah:

M = (Jumlah buruh / Jam kerja) x Jumlah proses

= (16 orang buruh / 8 jam/hari) x 7

= 14 orang/hari

Biaya tenaga kerja langsung terdiri atas biaya fixed dan

variable. Biaya fixed adalah biaya yang nilainya tetap sepanjang

tahun, telah memiliki patokan harga tetap untuk setiap detil

penjelasan biaya tenaga kerja yang terlibat. Perincian biaya


(8.


tenaga kerja langsung yang fixed dapat dilihat pada tabel

berikut.

Tabel 8.7. Tabel Biaya Fixed Tenaga Kerja Langsung

Kualifikasi Jumlah Upah tenagakerja/bulan

Upah tenagakerja/tahun

Totalbiaya/tahun

Operatorproseskontrol

2 Rp3.500.000,-

Rp42.000.000,-

Rp84.000.000,-

Operatorlapangan

4 Rp3.000.000,-

Rp36.000.000,-

Rp144.000.000,-

Teknisiperawatan

2 Rp2.500.000,-

Rp30.000.000,-

Rp60.000.000,-

Supervisor 1 Rp4.000.000,-

Rp48.000.000,-

Rp48.000.000,-

Buruh 14 Rp1.300.000,-

Rp15.600.000,-

Rp218.400.000,-

Total Rp554.400.000,-(554,4 Juta

rupiah)

Biaya tenaga kerja langsung variabel adalah besarnya

bonus yang didapat oleh pekerja. Beberapa alasan untuk bonus

ini misalnya karena ada tunjangan biaya tenaga kerja, seperti

hari raya beragama, tunjangan khusus setiap tahun, dan biaya

lembur karena suatu keadaan. Besarnya adalah 20% dari upah

pekerja selama setahun. Total variable cost untuk biaya tenaga

kerja langsung adalah:

Variable Cost Tenaga Kerja Langsung = 20% x Rp 554.400.000,- = Rp

110.880.000,-


(8.10)


Berikut perincian fixed and variable cost untuk biaya tenaga kerja

langsung:

Tabel 8.8. Biaya Tenaga Kerja Langsung

Biaya Tenaga Kerja

Langsung

Biaya (Rp)

Fixed cost 554.400.000Variable cost 110.880.000

Total 665.280.000 (665,28 Jutarupiah)

8.2.1.3. Biaya Tetap Pabrik (Factory Overhead)

Biaya tetap pabrik atau FOH meliputi biaya tidak

langsung, utilitas, asuransi dan depresiasi.

a) Biaya Tenaga Kerja Tidak Langsung

Seperti halnya biaya tenaga kerja langsung, biaya tenaga

kerja tidak langsung terdiri atas biaya fixed dan variable. Biaya

fixed adalah biaya yang nilainya tetap sepanjang tahun, telah

memiliki patokan harga yang tetap untuk setiap detil

penjelasan biaya tenaga kerja yang terlibat. Perincian biaya

tenaga kerja tidak langsung yang fixed dapat dilihat pada tabel

berikut.

Tabel 8.9. Tabel Biaya Fixed Tenaga Kerja Tidak Langsung

KualifikasiJumla

h Upah /bulan Upah/tahunTotal

Biaya/tahunPimpinan Perusahaan

PresidenKomisaris 1

Rp35.000.000

Rp420.000.000

Rp420.000.000



Anggotakomisaris 2

Rp30.000.000

Rp360.000.000

Rp720.000.000

PresidenDirektur 1

Rp25.000.000

Rp300.000.000

Rp300.000.000

DepartemenProduksiKepala

Departemen 1Rp

15.000.000Rp

180.000.000Rp

180.000.000Kepala divisi

logistik 1Rp

15.000.000Rp

180.000.000Rp


perawatan 1Rp

15.000.000Rp

180.000.000Rp


K3 1Rp

15.000.000Rp

180.000.000Rp

180.000.000

Professional EngineerElectricalengineer 2

Rp5.000.000

Rp60.000.000

Rp120.000.000

Processengineer 2

Rp5.000.000

Rp60.000.000

Rp120.000.000

Corrosionengineer 2

Rp5.000.000

Rp60.000.000

Rp120.000.000

Facilitiesengineer 2

Rp5.000.000

Rp60.000.000

Rp120.000.000

Safety engineer 2Rp

4.500.000Rp

54.000.000Rp

108.000.000Divisi Litbang

Kepala litbang 1Rp

3.000.000Rp

36.000.000Rp

36.000.000

Kepala Lab 1Rp

3.000.000Rp

36.000.000Rp

36.000.000

HRD 4Rp

10.000.000Rp

120.000.000Rp

120.000.000DepartemenKeuangan 4

Rp10.000.000

Rp120.000.000

Rp120.000.000

Humas 3Rp

7.000.000Rp

84.000.000Rp

84.000.000

Pemasaran 4Rp

10.000.000Rp

120.000.000Rp

120.000.000Fixed Cost Rp



3.264.000.000

Biaya tenaga kerja tidak langsung variabel adalah

besarnya bonus yang didapat oleh pekerja. Beberapa alasan

untuk bonus ini misalnya karena ada tunjangan biaya tenaga

kerja, seperti hari raya beragama, tunjangan khusus setiap

tahun, dan biaya lembur karena suatu keadaan. Besarnya adalah

20% dari upah pekerja selama setahun. Total variable cost untuk

biaya tenaga kerja tidak langsung adalah = 20% x Rp

3.264.000.000 = Rp 652.800.000,-

Berikut perincian fixed and variable cost untuk biaya tenaga kerja

tidak langsung:

Tabel 8.10. Biaya Tenaga Kerja Tak Langsung

Biaya Tenaga Kerja Tak

Langsung

Biaya (Rp)

Fixed cost 3.264.000.000Variable cost 652.800.000

Total 3.916.800.0 (3,916 milyar

rupiah)

b) Biaya Utilitas

Utilitas yang dibutuhkan untuk pabrik meliputi kebutuhan

listrik untuk mendukung semua alat, air untuk pendingin dan

steam, serta gas alam. Berikut adalah perincian perhitungan

kebutuhan utilitas pada pabrik Hidrogen.

1. Listrik

Kebutuhan Listrik: 590,847 kWh



Harga Listrik PLN: Rp 1.310 /kWh

Biaya Listrik: Rp. 6.780.323.833 (1 tahun)

2. Air

Kebutuhan Air: 2,043 m3/jam

Harga Air PDAM : Rp 1.400 per m3

Biaya Air (setahun) = Rp 22.652.784

3. Gas Alam

Kebutuhan Gas Alam: 308,6 lb/jam

Harga Gas Alam = USD 6,5 per MMBTU

Biaya Gas Alam: Rp 3.118.227.113 (1 Tahun)

Total Biaya Utilitas: Rp. 5.572.868.904 + Rp 22.652.784 + Rp

3.118.227.113 = Rp 8.713.748.801

c) Biaya Asuransi

Estimasi dari Biaya Asuransi adalah :

1. Biaya Asuransi Kesehatan dan Keselamatan Kerja = 1% dari

gaji pegawai

2. Biaya Asuransi Alat Plant = 0,5 % dari harga alat

3. Biaya Asuransi Bangunan = 0,5 % dari biaya konstruksi

bangunan (Cserv)

Berikut tabel biaya asuransi:

Tabel 8.11. Tabel Biaya Asuransi

Jenis Asuransi Persentase

Sumber Biaya (Rp) BiayaAsuransi

(Rp)Biaya asuransi 1% Gaji 665.280.000 + 45.820.80



keselamatandan kesehatan

kerja

pegawai 3.916.800.000= 4.582.080.000

0

Biaya asuransialat-alat pabrik

dan bangunan

0,5% Hargaalat

239.908.900.790 1.199.544.503,95

Total 1.245.365.303,95

d) Biaya Depresiasi

Biaya depresiasi merupakan biaya yang disebabkan oleh

penggunaan properti sehingga berkurang nilai gunanya seiring

dengan waktu. Depresiasi dihitung per alat dan tergantung dari

nilai salvage value dan umur barang terdepresiasi dengan rumus

sebagai berikut:

Dengan dk = depresiasi tahunan

B = basis harga (investasi)

N = umur terdepresiasi aset

SVN = nilai sisa yang diperkirakan pada akhir tahun

ke-N

Asumsi: Nilai sisa di akhir umur manfaat = 15% nilai awal (10%

untuk alat reaktor)

Tabel 8.12. Tabel Biaya Depresiasi

Alat Jumlah

Umurmanfaat(tahun)

Cost AfterIndex ($)

SalvageValue ($)

Depresiasi

Belt conveyor 1 20 25.705,28 3.855,79 1.092,47Jaw Crusher 1 20 30.828,03 4.624,20 1.310,19Hammer Mill 1 20 16.740,81 2.511,12 711,48



CrusherRotary Biomass

Drier 1 20 20.420,50 3.063,07 867,87

Screw Conveyor 2 20 12.931,11 1.939,66 549,57

Gasifier 1 25 4.213.067,45 421.306,75 96.011,94

GasifierCyclone 1 20 6.590,19 988,52 280,08

Cooler/ SteamGenerator 1 20 122.498,45 18.374,77 5.206,18

Cooler/ SteamGenerator 1 20 177.625,15 26.643,77 7549,06

Air Blower ForChar Combustor 1 20 158.95,82 2.384,37 675,57

Char Combustor 1 25 2.201.123,36 220.112,34 332.809,8

5Char Combustor

Cyclone 1 20 10.130,59 1.519,58 430,55

Air Fan forDrier 1 20 9.365,02 1.404,75 398,01

SyngasCompressor 4 25 3.545.203,5

9 531.780,50 120.536,92

CompressorIntercooler 4 20 634.234,33 95.135,15 26.954,95

Fe2O3 SulfurRemoval Beds 1 20 497.686,30 74.652,95 21.151,66

Air Blower ForBurner 1 20 210.259,41 31.538,91 8.936,02

Steam Reformer 1 25 1.398.893,11 209.83 47.562,36

Reformed SyngasPreheater 1 20 178.975,00 26.846,25 7.606,43

Reformer SyngasCooler/ Steam

Generator1 20 179.240,15 26.886,02 7.617,70

Reformer SyngasCooler/ Steam

Generator1 20 156.678,44 23.501,77 6.658,83

Flue GasCooler/ Steam

1 20 163.331,26 24.499,69 6.941,57



GeneratorFlue Gas

Cooler/ SteamGenerator

1 20 134.164,95 20.124,74 5.702,01

Flue GasCooler/ Steam

Generator1 20 163.331,26 24.499,69 6.941,57

Air Fan forStack 1 20 9.365,02 1.404,75 398,01

HightemperatureShift Reactor

1 25 84.830,26 8.483,02 3.053,88

LTSPrecooler/Steam

Generator1 20 189.580,93 28.437,14 8.057,18

Low TemperatureShift Reactor 1 20 80.146,38 8.014,63 3.606,58

PSA PreCooler/SteamGenerator

1 20 151.664,72 22.749,71 6.445,75

PSA Air CooledPrecooler 1 20 103.923,43 15.588,52 4.416,74

Pre PSA KnockOut Drum 1 20 41.636,91 6.245,53 1.769,56

Pressure SwingAdsorption Unit 1 20 333.396,63 50.009,49 14.169,35

HydrogenCompresor 1 20 1.131.093,7

2 169.664,10 48.071,48

Tangki Hidrogen 1 25 224.927,69 33.739,15 7.647,54Water Pump for

Gasifier 1 25 31.678,46 4.751,76 1.077,06

Water Pump forReformer 1 25 30.062,13 4.509,32 1.022,11

Water Pump forCooling Water 1 25 22.594,21 3.389,13 768,20

Steam Turbine 1 1 25 86.869,19 13.030,38 2.953,55Steam Turbine 2 1 25 35.083,01 5.262,45 1.192,82Steam Turbine 3 1 25 330.564,20 49.584,63 11.239,18

Air Cooler 1 20 103.925,67 15.588,85 4.416,84Water Tank 2 25 2.409,25 361,38 81,91



Olivine Hooper 1 20 6.906,52 1.035,98 293,52MgO Hooper 1 20 6.906,52 1.035,98 293,52

Total$

22.630.010,40

$ 2.790.667$

835.477,83

Total biaya depresiasi = $835.447,83 = Rp 7.623.461.449,-

(Asumsi US$ 1 = Rp 9.125,-)

e) Biaya Total FOH

Dengan demikian, biaya total Factory Over Head (FOH) dalam

setahun adalah sebesar yang dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 8.13. Biaya total Factory Overhead

FOH Biaya (Rp)Upah tidaklangsung

3.916.800.000

Utilitas9.923.606.

299

Asuransi1.245.365.303,95

Depresiasi7.623.461.

449

Total FOH22.709.506

.828

8.2.1.4. Biaya Perawatan

Biaya perawatan ini meliputi biaya pemeliharaan alat

ataupun biaya peremajaan alat. Biaya perawatan ini biasanya

sebesar 1% dari harga peralatan. Dengan demikian biaya

perawatan alat dapat dihitung sebagai berikut:

Biaya perawatan alat = 1% x CTCI


(8.11


= 1% x Rp. 330.756.055.027

= Rp. 3.307.560.550,27

8.2.1.5. Biaya Bunga

Total biaya investasi pabrik yang akan dibangun adalah

sebesar Rp Rp. 330.756.055.027,-. Dana untuk biaya investasi

pabrik ini diperoleh dari peminjaman bank sebesar 10% dan

sisanya 90 % didapatkan dari investor. Berdasarkan data yang

kami dapatkan bunga bank saat ini adalah 10,5 % dengan jangka

waktu 5 tahun. Sedangkan dengan investor, pembayaran dilakukan

selama 13 tahun dengan bunga 5%. Dengan demikian, pada tahun

ke-13 pinjaman pabrik kami akan lunas. Berikut ini merupakan

tabel perhitungan pinjaman dan bunga bank dan investor hingga

13 tahun.

Tabel 8.14. Bunga Bank

Tahun Pinjaman Bank BungaPembayaran Akhir Sisa

1 Rp 58.604.483.708

Rp 6.153.470.789,4 Rp -

Rp 64.757.954.498

2 Rp 64.757.954.498

Rp 6.799.585.222,3 Rp -

Rp 71.557.539.720

3 Rp 71.557.539.720

Rp 7.513.541.670,6

Rp 31.366.054.910,6

Rp 47.705.026.480

4 Rp 47.705.026.480

Rp 5.009.027.780,4

Rp 28.861.541.020,

Rp 23.852.513.24



4 0

5 Rp 23.852.513.240

Rp 2.504.513.890,2

Rp 26.357.027.130,2 Rp -

Tabel 8.15. Bunga InvestorTahun

Pinjaman Investor Bunga

Pembayaran Akhir Sisa

1

Rp 234.417.934.833

Rp 11.720.896.741,7 Rp -

Rp 246.138.831.575

2

Rp 246.138.831.575

Rp 12.306.941.578,7 Rp -

Rp 258.445.773.154

3

Rp 258.445.773.154

Rp 12.922.288.657,7

Rp 13.929.413.453,3

Rp 257.438.648.358

4

Rp 257.438.648.358

Rp 12.871.932.417,9

Rp 15.795.209.811,0

Rp 254.515.370.965

5

Rp 254.515.370.965

Rp 12.725.768.548,2

Rp 17.637.054.261,3

Rp 249.604.085.252

6

Rp 249.604.085.252

Rp .480.204.262,6

Rp 43.306.561.847,5

Rp 218.777.727.667

7

Rp 218.777.727.667

Rp 10.938.886.383,3

Rp 42.921.232.377,7

Rp 186.795.381.673

8

Rp 186.795.381.673

Rp 9.339.769.083,6

Rp 42.521.453.052,7

Rp 153.613.697.704

9

Rp 153.613.697.704

Rp 7.680.684.885,2

Rp 42.106.682.003,1

Rp 119.187.700.586

10

Rp 119.187.700.586

Rp 5.959.385.029,3

Rp 41.676.357.039,2

Rp 83.470.728.576

11 Rp 83.470.728.576

Rp 4.173.536.428,8

Rp 41.229.894.889,0

Rp 46.414.370.115

12 Rp 46.414.370.115

Rp 2.320.718.505,8

Rp 40.766.690.408,3

Rp 7.968.398.213

13 Rp 7.968.398.213

Rp 398.419.910,6

Rp 8.366.818.123,6 Rp -



Berdasarkan hasil perhitungan di atas, maka biaya operasional

tahunan ditunjukkan oleh tabel di bawah ini.

Tabel 8.16. Total biaya pengeluaran tahunan

Komponen Fixed Cost perTahun

Biaya OperasionalDirect material (DM) Rp

2.547.490.608Direct Labor (DL) Rp

665.280.000Factory overhead (FOH) Rp

22.709.506.828Total Biaya operasional Rp

25.922.277.437Biaya Maintenance

Maintenance (MC) Rp2.791.596.868

Total Biaya Pengeluaran Tahunan

Rp28.713.874.305

Dengan demikian, total biaya pengeluaran tahunan adalah Rp

28.713.874.305,-

8.3. Perhitungan Laba Rugi

8.3.1. Pemasukan

Harga jual Hidrogen ditentukan oleh beberapa faktor.

Sebagai referensi, Hidrogen dari gas alam dijual dengan harga

$8,18 per kilogram di Washington, D.C. Benning Road Shell

Fueling Station pada September 2008. Selain itu, Hidrogen yang

diproduksi dengan menggunakan daya hidroelektrik dijual

sebesar $6,28 per kilogram di Norwegia pada bulan May. Berikut



ini adalah rentang harga jual Hidrogen sebagai bahan

pertimbangan untuk menentukan harga jual Hidrogen.

Tabel 8.17. Referensi Harga Hidrogen (Blencoe, 2009)

Skenario HargaHidrogen

Metode Produksi Harga Hidrogen, $

Hidrogen dari gas alam

Melalui steam reforming pada stasiun pengisian bahan bakar

4 – 5

Melalui steam reforming off-site dan dikirim dengan menggunakan Truk

6-8

Hidrogen dari angina

Melalui elektrolisis

8 – 10

Hidrogen dari nuklir

Melalui elektrolisis

7,5 – 9,5

Melalui siklus termokimia

6,5 – 8,5

Hidrogen dari matahari

Melalui siklus termokimia

7,5 – 9,5

Referensi lain berdasarkan Hydrogen Energy Economic Challenges oleh

Paul Ekins, harga Hidrogen seperti ditunjukan seperti sebagai

berikut.



Tabel 8.18. Harga Hidrogen dengan Berbagai Teknologi.(Ekins,

2010)

Berdasarkan harga Hidrogen diatas, maka pertimbangan yang

kami pilih adalah seharga $48,38/GJ (pada tahun 2012) atas

pertimbangan bahwa harga Hidrogen berada pada rentang $12 -

$52/GJ (tahun 2012). Jika dikonversikan kedalam satuan masa,

maka harga Hidrogen sebesar $5,80/kg dan dalam satuan volum

sebesar $0,52/Nm3.

Tabel 8.19. Harga Jual Hidrogen yang Digunakan

HargaHidrogen, $

Harga Hidrogen,Rp



Satuan Energi(harga/GJ)

48,38 441.467,5

Satuan Massa(harga/kg)

5,8 52.976

Satuan Volume(harga/Nm3)

0,52 4.517,59

Harga jual hidrogen per tahun:

Rp11.045.516,85jam

×24 jamhari

×330 haritahun

=Rp.87.487.285.658

8.3.2. Laba

Laba = penerimaan – pengeluaran

= Rp. 87.487.285.658 - Rp 28.713.874.305,-

= Rp. 58.773.411.353,-

8.4. Analisis Kelayakan Investasi

Sebelum bisnis baru dimulai atau dikembangkan terlebih

dahulu harus diadakan penelitian tentang apakah bisnis yang

akan dirintis atau dikembangkan akan menguntungkan atau tidak.

Bila menguntungkan, apakah keuntungan itu memadai dan dapat

diperoleh secara waktu yang lama (kontinu). Secara teknis

mungkin saja usaha itu layak dilakukan, tetapi ekonomi dan

sosial kurang bermanfaat.

Studi ini pada dasarnya membahas konsep dasar yang

berkaitan dengan keputusan dan proses pemilihan proyek bisnis

agar mampu memberikan manfaat ekonomis dan sosial sepanjang242 Departemen Teknik Kimia



waktu. Dalam studi ini, pertimbangan-pertimbangan ekonomis dan

teknis sangat penting karena akan dijadikan dasar implementasi

kegiatan usaha.

Suatu investasi layak dilakukan jika investasi tersebut

dapat memberikan keuntungan sama dengan atau lebih dari laba

minimal yang diharapkan. Laba minimal yang diharapkan lazimnya

disebut sebagai MARR, dan laba terhitung dalam analisa

kelayakan investasi disebut sebagai IRR. Analisa kelayakan

investasi juga menunjukkan kemampuan dari suatu usaha dalam

mengalami pasang-surut laba yang mungkin terjadi selama

periode analisa. Studi kelayakan ini dapat dilakukan dengan

cara menganalisa beberapa parameter investasi yang penting

seperti:

8.4.1. Cash Flow Setiap Tahun

Cash flow dapat menunjukkan secara langsung flukstuasi

laba yang diperoleh melalui pendapatan bersih yang

mengurangkan aliran kas masuk dengan aliran kas keluar. Aliran

kas masuk berupa pendapatan setelah dipotong pajak,

depresiasi, nilai sisa sebagai, sedangkan aliran kas keluar

berupa investasi, biaya, dan pinjaman.

8.4.2. IRR

Internal Rate of Return adalah untuk mencari suatu tingkat

bunga yang akan menyamakan jumlah nilai sekarang dari

penerimaan yang diharapkan diterima (present value of future proceed)

dengan jumlah nilai sekarang dari pengeluaran untuk investasi.



Dengan kata lain, IRR adalah discount rate yang menjadikan NPV

sama dengan nol. Sedangkan pada metode net present yang dicari

adalah net present value dengan discount rate yang telah

ditentukan.

Pada dasarnya Internal of Return dapat dicari dengan

cara trial dan error atau sistem coba-coba. Pertama-tama

dihitung dahulu PV dari proceed yang diharapkan dengan

menggunakan discount rate kita tentukan,kemudian hasilnya

dibandingkan dengan investment dari outlay kalau PV dari

proceed lebih besar dari pada PV dari investasi, maka kita

harus menggunakan tingkat bunga yang lebih tinggi, begitu pula

sebaliknya. Cara tersebut dilakukan sampai kita menentukan

tingkat bunga yang dapat menjadikan NPV dari proceed sama besar

dengan NPV dari outlanya, atau dengan kata lain PV sama dengan

kata lain NPV sama dengan nol.

Di mana:

P1 = Tingkat bunga ke – 1

P2 = Tingkat bunga ke – 2

C1 = NPV ke-1

C2 = NPV ke-2

Ketentuan untuk pengambilan keputusan dengan menggunakan

metode IRR adalah sebagai berikut:


(8.12


- Apabila IRR lebih besar daripada tingkat biaya modal yang

diperhitungkan, maka proyek investasi layak untuk

dilaksanakan.

- Apabila IRR lebih kecil daripada tingkat biaya modal, maka

sebaliknya proyek investasi tersebut ditolak.

8.4.3. Analisa Net Present Value (NPV)

Metode ini adalah teknik untuk menilai mengevaluasi

proyek dengan menggunakan discounted cash flow sehingga biasa

juga disebut present value. James C. Van Hornen (1986:150)

didefinisikan sebagai berikut ”The present value is a discounted cas flow

appoarch to capital budgeting. With the present value method allcash are

discounted to present value asing requiered rate of return”.

Dari uraian yang dikemukakan diatas, net present value

adalah selisih antara jumlah present value dari cash flow yang

direncanakan diterima dalam beberapa waktu mendatang dengan

jumlah present value dari investasi.

Adapun kriteria diterima atau tidaknya suatu usulan

investasi dengan menggunakan NPV adalah bahwa jika NPV

positif, maka proyek/usulan investasi feasible atau diterima,

sedangkan apabila NPV negatif maka usulan investasi ditolak.

8.4.4. Payback Period

Metode ini mencoba mengukur seberapa cepat suatu

investasi dapat kembali dari hasil pendapatan bersih atau

aliran kas netto (net cash flow). Berikut ini dikemukakan


(8.13


definisi yang berhubungan dengan masalah payback period yaitu

menurut Fred Weston dan Eugena F. Brigham (1975:40) adalah

sebagai berikut ”Payback period is number of years is takes a firm to recover

its original investment from net cash flow”. Period adalah jangka waktu

yang diperlukan suatu perusahaan untuk mengembalikan modal

investasinya dari cash flow semakin cepat dana investasi dapat

diperoleh kembali, maka semakin kecil resiko yang ditanggung

oleh perusahaan. Selain itu dana tersebut dapat digunakan

untuk kebutuhan lain.

Setelah diketahui jangka waktu dari pengambilan investasi

ini, maka selanjutnya dibandingkan dengan umur investasi

tersebut untuk mengetahui layak atau tidaknya suatu investasi.

Apabila payback period dari suatu investasi yang diusulkan

lebih pendek dari pada payback period maksimum, maka usul

investasi tersebut dapat diterima. Sebaliknya kalau payback

periodnya lebih panjang dari pada maksimumnya maka usul

investasi seharusnya ditolak.

Perhitungan cashflow tersebut menggunaakan data-data berikut.

MARR = 15% (Hastings, 2009)

Bunga Pajak = 25% (UU Nomor 36 Tahun 2008)

Perhitungan dari cash flow dapat dilihat dari tabel sebagai

berikut:


(8.14


Tabel 8.20. Tabel Cash Flow

No TahunA

(Penerimaan)

B (BiayaOperasi)

C(investasi)

D(NilaiSisa)

BTCFE

(Depresiasi)

F (BungaPinjaman)

G(PendapatanKena Pajak)

H (PajakPendapatan) ATCF

-2 2012(Awal) 0,000 0,000 -30,223 0,000

-30,223

0,000 0,000 -30,223 0,000-

30,223

-22012(Akhir

)0,000 0,000 -

217,087 0,000-

217,087

0,000 0,000 -217,087 0,000-

217,087

-1 2013 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0 2014 0,000 0,000 -45,712 0,000-

45,712

0,000 0,000 -45,712 0,000-

45,712

1 2015 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 20,436 19,856 1,986 17,87

0

2 2016 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 18,230 22,061 2,206 19,85

5

3 2017 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 15,926 24,366 2,437 21,92

9

4 2018 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 13,517 26,774 2,677 24,09

7

5 2019 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 12,313 27,979 2,798 25,18

1

6 2020 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 11,053 29,238 2,924 26,31

5

7 2021 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 9,738 30,554 3,055 27,49

9



8 2022 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 8,363 31,929 3,193 28,73

6

9 2023 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 6,926 33,366 3,337 30,02

9

10 2024 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 5,425 34,867 3,487 31,38

1

11 2025 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 3,856 36,436 3,644 32,79

3

12 2026 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

13 2027 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

14 2028 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

15 2029 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

16 2030 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

17 2031 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

18 2032 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

19 2033 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

20 2034 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 5,647 0,000 40,292 4,029 36,26

3

21 2035 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 3,703 0,000 42,235 4,224 38,01

2

22 2036 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 3,703 0,000 42,235 4,224 38,01

2



23 2037 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 3,703 0,000 42,235 4,224 38,01

2

24 2038 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 3,703 0,000 42,235 4,224 38,01

2

25 2039 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 3,703 0,000 42,235 4,224 38,01

2

26 2040 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 0,000 0,000 45,939 4,594 41,34

5

27 2041 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 0,000 0,000 45,939 4,594 41,34

5

28 2042 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 0,000 0,000 45,939 4,594 41,34

5

29 2043 87,487 41,549 0,000 0,000 45,939 0,000 0,000 45,939 4,594 41,34

5

30 2044 87,487 41,549 0,000 101,400

147,339 0,000 0,000 147,339 14,734 132,6

05*dalam milyar Rupiah



-Rp250.00

-Rp200.00

-Rp150.00

-Rp100.00

-Rp50.00

Rp0.00

Rp50.00

Rp100.00

Tahun ke

Cost

Gambar 8.2. Cash Flow



Dalam evaluasi kelayakan dari pabrik ini, ada 3 hal yang

akan dipertimbangkan, yaitu IRR, NPV, dan Payback Period.

Nilai IRR dari cash flow tersebut diperoleh dari hasil trial

and error saat PW = 0. Berikut adalah hasil kalkulasi IRR:

Tabel. 8.21. Tabel hasil kalkulasi IRR

No ATCF CFn,0

-2

Rp(30.223.197.120

) Rp

(35.346.213.713)

-2

Rp(217.086.932.02

1) Rp

(253.884.493.525)

-1 Rp-

Rp-

0

Rp(45.712.289.400

) Rp

(45.712.289.400)

1 Rp

17.870.419.918 Rp

16.524.697.193

2 Rp

19.855.288.219 Rp

16.977.498.484

3 Rp

21.929.475.595 Rp

17.339.018.239

4 Rp

24.097.001.402 Rp

17.618.057.064

5 Rp

25.181.366.465 Rp

17.024.448.621

6 Rp

26.314.527.956 Rp

16.450.840.736

7 Rp

27.498.681.714 Rp

15.896.559.528

8 Rp

28.736.122.391 Rp

15.360.953.819

9 Rp

30.029.247.899 Rp

14.843.394.371

10 Rp

31.380.564.054 Rp

14.343.273.14911 Rp Rp



32.792.689.437 13.860.002.604

12 Rp

36.262.667.213 Rp

14.172.444.749

13 Rp

36.262.667.213 Rp

13.105.196.131

14 Rp

36.262.667.213 Rp

12.118.316.118

15 Rp

36.262.667.213 Rp

11.205.752.593

16 Rp

36.262.667.213 Rp

10.361.909.192

17 Rp

36.262.667.213 Rp

9.581.610.982

18 Rp

36.262.667.213 Rp

8.860.072.725

19 Rp

36.262.667.213 Rp

8.192.869.533

20 Rp

36.262.667.213 Rp

7.575.909.732

21 Rp

38.011.621.369 Rp

7.343.281.788

22 Rp

38.011.621.369 Rp

6.790.299.752

23 Rp

38.011.621.369 Rp

6.278.959.743

24 Rp

38.011.621.369 Rp

5.806.125.929

25 Rp

38.011.621.369 Rp

5.368.898.620

26 Rp

41.344.670.029 Rp

5.399.917.084

27 Rp

41.344.670.029 Rp

4.993.279.122

28 Rp

41.344.670.029 Rp

4.617.262.821

29 Rp

41.344.670.029 Rp

4.269.562.234

30 Rp

132.604.959.807 Rp

12.662.583.980



Dari hasil trial and error diperoleh nilai IRR adalah sebagai

berikut.

Tabel 8.22. Hasil Trial and Error IRR

Trial i PW

18,0000

0% Rp 6.317.205.213

29,0000

0% Rp (34.958.849.274)

IRR8,1437

% 0

Seperti hasil perhitungan di atas, nilai IRR< MARR sehingga

investasi ini tidak layak dijalankan. Untuk analisis

berikutnya, nilai NPV diperoleh dari perhitungan PW dengan i =

MARR = 15%, yang hasil perhitungannya ditampilkan dalam tabel

sebagai berikut:

Tabel 8.23. Perhitungan nilai NPVNPV MARR Rp

(196.495.555.036) 15,0%

ATCF CFn,0 Rp (30.223.197.120,43)

Rp (39.970.178.191,77)

Rp (217.086.932.021,20)

Rp (287.097.467.598,04)

Rp -

Rp -

Rp (45.712.289.399,96)

Rp (45.712.289.399,96)



Rp 17.870.419.917,82

Rp 15.539.495.580,71

Rp 19.855.288.219,50

Rp 15.013.450.449,53

Rp 21.929.475.594,75

Rp 14.418.986.172,27

Rp 24.097.001.401,90

Rp 13.777.538.760,59

Rp 25.181.366.464,98

Rp 12.519.589.569,41

Rp 26.314.527.955,91

Rp 11.376.496.608,72

Rp 27.498.681.713,92

Rp 10.337.773.005,32

Rp 28.736.122.391,05

Rp 9.393.889.383,09

Rp 30.029.247.898,65

Rp 8.536.186.439,42

Rp 31.380.564.054,09

Rp 7.756.795.503,65

Rp 32.792.689.436,52

Rp 7.048.566.348,97

Rp 36.262.667.213,27

Rp 6.777.751.787,00

Rp 36.262.667.213,27

Rp 5.893.697.206,09

Rp 36.262.667.213,27

Rp 5.124.954.092,25

Rp 36.262.667.213,27

Rp 4.456.481.819,35

Rp 36.262.667.213,27

Rp 3.875.201.582,04

Rp 36.262.667.213,27

Rp 3.369.740.506,12

Rp 36.262.667.213,27

Rp 2.930.209.135,76

Rp 36.262.667.213,27

Rp 2.548.007.944,14

Rp 36.262.667.213,27

Rp 2.215.659.081,86



Rp 38.011.621.369,23

Rp 2.019.583.190,12

Rp 38.011.621.369,23

Rp 1.756.159.295,76

Rp 38.011.621.369,23

Rp 1.527.095.039,79

Rp 38.011.621.369,23

Rp 1.327.908.730,25

Rp 38.011.621.369,23

Rp 1.154.703.243,70

Rp 41.344.670.029,46

Rp 1.092.133.379,74

Rp 41.344.670.029,46

Rp 949.681.199,77

Rp 41.344.670.029,46

Rp 825.809.738,93

Rp 41.344.670.029,46

Rp 718.095.425,16

Rp 132.604.959.807,04

Rp 2.002.739.934,13

Dari hasil perhitungan di atas diperoleh NPV = Rp

(196.495.555.036) dimana nilai tersebut lebih kecil dari 0

sehingga proyek ini belum layak untuk dijalankan. Untuk

menentukan payback period digunakan accumulative NPV sehingga

diperoleh hasil perhitungan berikut ini.

Tabel 8.24. Perhitungan payback period

No ATCF CFn,0 Net Profit Accumulative

-2

Rp(30.223.197.120

)

Rp(39.970.178.192

) Rp (39.970.178.192)

-2

Rp(217.086.932.02

1)

Rp(287.097.467.59

8) Rp (327.067.645.790)

-1 Rp Rp Rp



- - (327.067.645.790)

0

Rp(45.712.289.400

)

Rp(45.712.289.400

) Rp (372.779.935.190)

1 Rp

14.892.016.598 Rp

12.949.579.651 Rp

11.260.504.044 Rp (359.830.355.539)

2 Rp

16.434.383.392 Rp

12.426.754.928 Rp

9.396.412.044 Rp (347.403.600.612)

3 Rp

18.034.588.940 Rp

11.858.034.973 Rp

7.796.850.480 Rp (335.545.565.638)

4 Rp

19.694.802.197 Rp

11.260.567.077 Rp

6.438.265.774 Rp (324.284.998.561)

5 Rp

20.433.357.279 Rp

10.158.989.863 Rp

5.050.813.414 Rp (314.126.008.698)

6 Rp

21.199.608.177 Rp

9.165.175.637 Rp

3.962.358.349 Rp (304.960.833.061)

7 Rp

21.994.593.483 Rp

8.268.582.368 Rp

3.108.466.380 Rp (296.692.250.692)

8 Rp

22.819.390.739 Rp

7.459.699.311 Rp

2.438.588.937 Rp (289.232.551.381)

9 Rp

23.675.117.892 Rp

6.729.946.117 Rp

1.913.070.716 Rp (282.502.605.264)

10 Rp

24.562.934.813 Rp

6.071.581.823 Rp

1.500.802.169 Rp (276.431.023.441)

11 Rp

25.484.044.868 Rp

5.477.622.732 Rp

1.177.377.883 Rp (270.953.400.709)

12 Rp

30.218.889.344 Rp

5.648.126.489 Rp

1.055.675.226 Rp (265.305.274.220)

13 Rp

30.218.889.344 Rp

4.911.414.338 Rp

798.242.137 Rp (260.393.859.882)

14 Rp

30.218.889.344 Rp

4.270.795.077 Rp

603.585.737 Rp (256.123.064.805)

15 Rp

30.218.889.344 Rp

3.713.734.849 Rp

456.397.533 Rp (252.409.329.955)

16 Rp

30.218.889.344 Rp

3.229.334.652 Rp

345.102.104 Rp (249.179.995.304)

17 Rp

30.218.889.344 Rp

2.808.117.088 Rp

260.946.770 Rp (246.371.878.215)

18 Rp

30.218.889.344 Rp

2.441.840.946 Rp

197.313.248 Rp (243.930.037.269)

19 Rp

30.218.889.344 Rp

2.123.339.953 Rp

149.197.163 Rp (241.806.697.315)

20 Rp

30.218.889.344 Rp

1.846.382.568 Rp

112.814.490 Rp (239.960.314.747)

21 Rp

31.676.351.141 Rp

1.682.985.992 Rp

89.418.186 Rp (238.277.328.755)

22 Rp

31.676.351.141 Rp

1.463.466.080 Rp

67.612.995 Rp (236.813.862.675)



23 Rp

31.676.351.141 Rp

1.272.579.200 Rp

51.125.138 Rp (235.541.283.476)

24 Rp

31.676.351.141 Rp

1.106.590.609 Rp

38.657.949 Rp (234.434.692.867)

25 Rp

31.676.351.141 Rp

962.252.703 Rp

29.230.964 Rp (233.472.440.164)

26 Rp

34.453.891.691 Rp

910.111.150 Rp

24.040.892 Rp (232.562.329.014)

27 Rp

34.453.891.691 Rp

791.401.000 Rp

18.178.369 Rp (231.770.928.014)

28 Rp

34.453.891.691 Rp

688.174.782 Rp

13.745.458 Rp (231.082.753.232)

29 Rp

34.453.891.691 Rp

598.412.854 Rp

10.393.541 Rp (230.484.340.378)

30 Rp

110.504.133.173 Rp

1.668.949.945 Rp

25.206.242 Rp (228.815.390.433)

Gambar 8.3. Grafik Accumulative Present Worth

Seperti yang terlihat pada grafik di atas, payback period

tidak akan terjadi dalam rentang 30 tahun pabrik berjalan.

Pabrik harus tetap berjalan sampai rentang waktu tertentu

untuk memeperoleh modal awal yang diinginkan. Dari ketiga

analisis ini, dapat disimpulkan bahwa projek ini tidak layak

untuk dilaksanakan.



8.5. Skenario

Melihat besarnya kerugian dalam perancangan ini, analisa

diarahkan untuk membuat proyek ini lebih layak untuk

dijalankan.

8.5.1. Scale Up

Melihat besarnya kerugian dalam perancangan ini, analisa

diarahkan untuk meningkatkan produksi sehingga pemasukan

menjadi lebih besar dan memuaskan di mata investor. Analisa

yang dilakukan adalah hubungan antara kapasitas produksi

dengan total bare modul (TBM). Metode yang digunakan adalah six

tenths factor rule, yaitu

(9.15)

Produksi divariasikan dengan factor pengali 1- 7 dan diperoleh

hasil perhitungan sebagai berikut.

Tabel 8.25. Pengaruh kelayakan pabrik terhadap peningkatan

produksiBahanBakuTKKS(Ton)

Kapasitas

ProduksiH2 (kg)

TBM TCI IRR NPV PP

5,00 208,5 $16.560.65

6

$36.453.92

7

7,45% Rp(210.110.056.02

2)

153,06

10,00 417 $25.101.26

1

$55.176.09

4

10,67%

Rp(190.700.779.08

1)

101,49

15,00 625,5 $32.014.76

$70.331.43

12,50%

Rp(144.028.639.05

70,99



3 1 6)20,00 834 $

38.046.397

$83.553.59

2

13,75%

Rp(86.762.290.318

)

50,23

25,00 1042,5 $43.497.02

3

$95.502.10

8

14,69%

Rp(25.240.486.667

)

35,03

30,00 1251 $48.525.30

6

$106.524.7

88

15,42%

Rp37.847.909.849

22,57

35,00 1459,5 $53.227.53

6

$116.832.7

14

19,36%

Rp100.143.460.509

14,44

Dari hasil scale up di atas dipilih kapasitas produksi adalah

1459,5 kg H2 dimana proses ini menghasilkan nilai NPV yang

paling positif. Untuk hasil scale up ini, accumulative NPV yang

disimulasikan dalam Gambar 9.4. Dari hasil scale-up ini,

perencanaan proyek ini masih belum layak untuk dijalankan.

Gambar 8.4 Accumulative Present Worth Hasil Scale Up



8.5.2. Holiday Tax

Saat ini, Indonesia telah menerapkan sistem Tax Holiday

untuk mendukung berkembangnya industri-industri di Indonesia.

Hal ini berdasarkan peraturan baru Kementerian Keuangan

tentang tax holiday melalui Peraturan Menteri Keuangan Nomor

130/PMK.011/2011 tentang Pemberian Fasilitas Pembebasan dan

Pengurangan PPh Badan yang berlaku sejak 15 Agustus 2011.

Berdasarkan Direktur Penyuluhan Pelayanan dan Humas Direktorat

Jenderal Pajak dalam siaran pers Jumat (9/9/2011) di Jakarta,

sektor industri yang berhak mendapatkan fasilitas ini adalah

industri pionir, yaitu industri yang memiliki keterkaitan yang

luas, memberi nilai tambah dan eksternalitas yang tinggi,

memperkenalkan teknologi baru, serta memiliki nilai strategis

bagi perekonomian nasional (Kompas.com, 2011). Melihat

penjelasan tersebut, plant project untuk pabrik biohydrogen dari

biomassa (TKKS) dapat mendapat perlakuan khusus untuk tax holiday

untuk energi terbarukan.

Melihat hasil analisa sebelumnya yang masih tidak layak

untuk dijalankan, maka analisa berikutnya dilakukan

menggunakan scenario holiday tax. Dengan memvariasikan pajak yang

mungkin diperoleh hasil simulasi sebagai berikut.

Tabel 8.26. Hasil penurunan pajak (holiday tax scenario)

Pajak IRR NPV PP

25% 16,00 Rp 17,



% 100.143.460.509 84

20% 16,87%

Rp190.383.821.291

14,20

15% 17,73%

Rp281.137.984.045

12,02

10% 18,55%

Rp371.257.189.547

10,55

5% 19,36%

Rp461.594.708.454

9,44

Dengan mengurangi pajak sampai 5% dipeorleh NPV yang positif,

IRR > MARR, dan payback period dibawah 15 tahun. Gambaran

accumulative NPV dari simulasi ini dapat terlihat pada 9.5 di

bawah. Melihat hasil analisa ini, proyek tersebut cukup layak

untuk dijalankan dimana scenario yang digunakan adalah hasil

scaleup dengan PPH sebesar 5%.

Gambar 8.5. Accumulative Present Worth Scenario Kedua



8.6. Analisis Sensitivitas

Dengan iklim investasi yang selalu berubah, diperlukan

suatu analisis sensitivitas terhadap beberapa parameter yang

dapat mempengaruhi pengoperasian pabrik ini di masa yang akan

datang. Perubahan yang dilakukan hanya terhadap harga jual dan

biaya operasi.

8.6.1. Perubahan Bahan Baku

Berikut tabel analisis sensitivitas perubahan harga bahan

baku.

Tabel 8.27. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Bahan Baku

Deviasi

Harga IRR NPV PP

-100% Rp -

23,94%

Rp 998.196.157.511

5,87

-50% Rp 25.000

21,72%

Rp 731.515.023.672

7,20

-20% Rp 40.000

20,32%

Rp 569.869.476.985

8,38

-10% Rp 45.000

19,84%

Rp 515.732.092.720

8,86

-5% Rp 47.500

19,60%

Rp 488.663.400.587

9,14

0 Rp 50.000

19,36%

Rp 461.594.708.454

9,44

5% Rp 52.500

19,12%

Rp 434.526.016.321

9,74

10% Rp 55.000

18,87%

Rp 407.457.324.188

10,07

20% Rp 60.000

18,38%

Rp 353.319.939.922

10,84

50% Rp 75.000

16,84%

Rp 189.059.017.700

14,37



-100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60%-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

IRRNPVPP

Penyimpangan Harga Bahan Baku

Pengaruh

Gambar 8.6. Sensitivitas Harga Bahan Baku

Nilai NPV dan IRR akan turun seiring dengan kenaikan

harga bahan baku. Hal ini dikarenakan harga bahan baku

yang makin tinggi meningkatkan jumlah pengeluaran pabrik.

Dengan kenaikan biaya operasional maka PBP akan semakin

lama.

Melihat hasil simulasi tersebut, sensitivitas proyek ini

cukup rendah terhadap deviasi harga bahan baku karena

proyek masih dapat berjalan dan menguntungkan. Namun,

proyek ini akan semakin menjanjikan jika harga bahan baku

TKKS yang diperoleh gratis karena merupakan limbah bagi

PT. Perkebunan Nasional VIII.

8.6.2. Perubahan Harga Listrik

Berikut tabel analisis sensitivitas perubahan harga

listrik.263 Departemen Teknik Kimia



Tabel 8.28. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Harga

Listrik

Deviasi

Harga IRR NPV PP

-50% Rp 655

20,73%

Rp 616.085.026.974

7,98

-20% Rp 1.048

19,91%

Rp 523.390.835.862

8,79

-10% Rp 1.179

19,64%

Rp 492.492.772.158

9,09

-5% Rp 1.245

19,50%

Rp 477.043.740.306

9,26

0 Rp 1.310

19,36%

Rp 461.594.708.454

9,44

5% Rp 1.376

19,22%

Rp 446.145.676.602

9,61

10% Rp 1.441

19,08%

Rp 430.696.644.750

9,79

20% Rp 1.572

18,80%

Rp 399.798.581.046

10,18

50% Rp 1.965

17,95%

Rp 307.104.389.934

11,61

-60% -40% -20% 0% 20% 40% 60%-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4IRRNPVPP

Penyimpangan Harga Listrik

Peng

aruh



Gambar 8.7. Sensitivitas harga dasar listrik

Nilai NPV dan IRR akan naik seiring dengan penurunan

harga dasar listrik. Hal ini dikarenakan harga listrik

yang makin tinggi dapat meningkatkan jumlah biaya

operasional. Dengan kenaikan harga dasar listrik maka PBP

akan semakin cepat.

Hasil simulasi di atas menunjukkan bahwa sensitivitas

harga listrik cukup rendah, yaitu di bawah 50% dan NPV

yang diperoleh masih bernilai positif.

8.6.3. Perubahan Harga Jual Hidrogen

Berikut tabel analisis sensitivitas perubahan harga

listrik

Tabel 8.29. Tabel Analisis Sensitivitas Perubahan Harga

Listrik

Deviasi

Harga IRR NPV PP

-20% Rp 219.000

11,25%

Rp (358.342.515.328)

87,11

-10% Rp 246.375

15,58%

Rp 58.955.851.480

20,97

-5% Rp 260.063

17,53%

Rp 261.580.857.803

12,51

0 Rp 273.750

19,36%

Rp 461.594.708.454

9,44

5% Rp 287.438

21,12%

Rp 660.935.314.600

7,67

10% Rp 301.125

22,78%

Rp 857.615.178.314

6,50

20% Rp 328.500

25,94%

Rp 1.250.396.466.796

4,99

50% Rp 34,21 Rp 2,9265 Departemen Teknik Kimia



410.625 % 2.414.473.948.124 9

-60% -40% -20% 0% 20% 40% 60%

-4

-2

0

2

4

6

8

10IRRNPVPP

Penyimpanan Harga Jual Hydrogen

Peng

aruh

Gambar 8.8. Sensitivitas harga jual hydrogen

Nilai NPV dan IRR akan naik seiring dengan kenaikan harga

jual hidrogen. Hal ini dikarenakan harga jual hidrogen

yang makin tinggi dapat meningkatkan jumlah revenue dari

proses. Dengan kenaikan harga jual hidrogen maka PBP akan

semakin cepat.

Hasil simulasi tersebut memperlihatkan bahwa maksimum

penurunan harga hidrogen yang masih bisa ditoleransi

adalah 10%. Besarnya sensitivitas harga jual hydrogen ini

membuat dibutuhkannya usaha untuk menjaganya. Salah satu

usaha yang bisa diterapkan adalah system penjualan

kontrak dimana harga yang diberikan adalah harga standar,

tidak mengikuti harga pasar hydrogen.



BAB 9

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari perancangan pabrik Hidrogen ini adalah:

1.biomass adalah seluruh hal yang berkenaan dengan tanaman

yang masih hidup termasuk limbah organik yang berasal dari

tanaman, manusia, kehidupan laut, dan hewan. Biomassa

merupakan istilah yang digunakan sebagai bahan bakar,

terlebih kayu bakar, arang, kotoran hewan, limbah pertanian,

dan limbah padat yang dapat terbiodegradasi.

2.Hidrogen mempunyai fungsi sebagai bahan baku pembuatan

amoniak, oxygenated compound, keperluan elektrolisa, start

up cracker, perengkahan fraksi-fraksi minyak bumi, dan bahan

baku berbagai zat kimia lainnya.

3.Bahan baku biomassa yang dipakai adalah berupa tandan kosong

kelapa sawit yang berasal dari perkebunan Kertajaya PTPN

VIII, Lebak, Banten. Biomassa ini dipilih berdasarkan

pertimbangan: ketersediaan di Indonesia dan prospek kedepan

dalam pengembangan bahan baku, kandungan dalam biomassa,

hasil uji analisis proximat biomassa, dan hasil uji analisis

ultimat biomassa.

4.Proses produksi pada pabrik ini terdiri dari proses: Feed

Processing, gasifikasi, char combustor, Water Gas Shift, dan

Pressure swing adsorber (PSA) untuk mekanisme purifikasi.

5.PT. Nermin Jaya Sentosa terbagi menjadi beberapa area. Area

pertama merupakan area utama pabrik, yaitu area proses



produksi yang berdekatan dengan gudang penyimpanan TKKS

serta area loading TKKS dari truk. Selain itu, terdapat pula

area utilitas di bagian belakang pabrik dan juga area

pengisian Hidrogen kedalam tangki maupun tabung-tabung

kecil. Untuk keperluan administrasi dan kepegawaian, PT.

Nermin Jaya Sentosa terdapat kantor dengan 3 lantai beserta

fasilitas lainnya seperti klinik, rumah peribadatan, kantin,

dan lapangan olahraga. Untuk sumber listrik, terdapat ruang



6.Dari segi keekonomian, proyek ini belum layak untuk

dijalankan. Nilai net present value (NPV) yang defisit Rp.

196.495.555.036 dan interest rate of return (IRR) sebesar 8,1437%

yang jauh dibandingkan minimum acceptable rate of return (MARR)

sebesar 15%. Namun, proyek ini bisa layak untuk dijalankan

dengan beberapa scenario, yaitu scale up dan tax holiday

menjadi 5%. Hasil scenario ini menghasilkan NPV Rp

461.594.708.454 dengan payback period 9,44 tahun dan IRR

sebesar 19,36%. Hasil analisis sensitivitas, harga minimum

hydrogen adalah Rp 246.375/kg dan peningkatkan keuntungan

dapat dilakukan dengan lobbying harga beli TKKS.



DAFTAR PUSTAKA

Bachus, Larry & Custodio, Angel, 2003, Know and Understand

Centrifugal Pumps, Elsevier Advanced Technology, Great

Britain.

Blackwell, W. Wayne, 1984, Chemical Process Design on A

Programmable Calculator, McGraw-Hill, United State of

America.

Brenner, Sarah-Janes & Friends, 2002, User Guide

HYSYS.Economix, Hyprotech Ltd., Canada.

Cavaseno, Vincent, 1979, Process Heat Exchange – Chemical

Engineering Magazine, McGraw-Hill, New York, United State

of America.

Cooper, C. D. & Alley, F. C., 1986, Air Pollution Control.

Davidson, J. F. and Friends, 1985, Fluidization, 2nd Edition,

Academic Press, United State of America.

Devi, Lopamudra & Friends, 2004, Pretreated Olivine as Tar

Removal Catalyst for Biomass Gasifiers : Investigation

Using Napthalene as Model Biomass Tar, Fuel Processing

Technology 86 (2005) 707-730.

Domalski, Eugene S. & Frineds, 1986, Thermodynamic Data for

Biomass Conversion and Waste Incineration, Solar Energy

Research Institute, Golden, Colorado, United State of

America.

Douglas, James M., 1988, Conceptual Design of Chemical

Processes, McGraw-Hill, United State of America.



Felder, Richard M. & Rousseau, Ronald W., 1986, Elementary

Principles of Chemical Processes, 2nd Edition, John Wiley

& Sons, United State of America.

Forest Product Laboratory, 1999, Wood Handbook - wood as An

Engineering Material, U. S. Departement of Agriculture,

Madison, Wisconsin, United State of America.

Gas Processors Suppliers Association (GPSA), 2004, Engineering

Data Book, FPS Version, 12th Edition, Tulsa, OK.

Hamelinck, Carlo N. & Faaij, Andre P. C., 2001, Future Prospect for

Production of Methanol and Hydrogen from Biomass, Utrecht

University, Netherlands.

Ibsen, Kelly, 2006, Equipment Design and Cost Estimation for Small Modular

Biomass Systems, Synthesis Gas Clean up and Oxygen Separation Equipment.

National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, United

State of America.

Kohl, Artur & Nielsen, Richard, 1997, Gas and Purification 5th Edition,

Gulf Publishing Company, Texas, United State of America.

Kunii, Daizo, & Levenspiel, Octave, 1991, Fluidization Engineering,

2nd Edition, Butterworth – Heinenmann, United State of

America.

Loh, H. P., & Lyons, Jennifer, 2002, Process Equipment Cost

Estimation Final Report, National Energy Technology Laboratory,

United State of America.

McKetta, John J., 1979, Encyclopedia of Chemical Processing and Design,

volume 10, Marcel Dekker Inc., New York, United State of

America.



Perry, Robert H., & Green, Don, 1985, Perry’s Chemical Engineer’s

Handbook, 6th Edition, McGraw-Hill, North America.

Ragland, K. W. & Friends, 1990, Properties of Wood for Combustion

Analysis, Bioresource Technology 37 (1991) 161 – 168.

Silla, Harry, 2003, Chemical Process Engineering – Design and Economics,

Marce Dekker, Inc., New York, United State of America.

Spath, P. & Friends, 2005, Biomass to Hydrogen Production Detailed

Design and Economics Utilizing the Battelle Columbus Laboratory Indirectly

Heated Gasifier, National Renewable Energy Laboratory, Golden,

Colorado, United State of America.

U. S. Army Corps of Engineers, 2001, Engineering and Design –

Adsorption Design Guide, Departement of The Army, United State

of America.

Vilbrandt, Frank C. & Dryden, Charles E., 1959, Chemical

Engineering Plant Design, 4th Edition, McGraw-Hill, Japan.

Walas, Stanley, 1990, Chemical Process Equipment : Selection and Design,

McGraw-Hill, North America.


Pabrik Hidrogen dari Biomassa (Kelompok 5)

Documents

Transcript of Pabrik Hidrogen dari Biomassa (Kelompok 5)