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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
(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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
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 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.
2 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
3 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
4 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
5 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
6 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
7 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
9 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
10 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
11 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
12 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
13 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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).
14 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
15 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
17 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
18 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
19 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
20 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
21 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
22 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
23 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
24 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
25 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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-
26 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
27 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
28 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
29 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
30 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
31 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
32 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
33 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
Dari PTPN VIII kertajaya (161–184 ton/hari)
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
- -
34 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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 .
35 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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 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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
38 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
39 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
40 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
41 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
42 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
43 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
44 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
46 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
.
747 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
48 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
249 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
.
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
50 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
51 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
52 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
53 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(2.1)
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
54 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
56 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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,
57 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
58 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
59 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
60 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
61 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
62 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
63 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
64 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
65 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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%.
67 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Gambar 3.2. Block Flow Diagram68 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Gambar 3.3. Process Flow Diagram69 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
70 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
71 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
72 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
73 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
74 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
75 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
76 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
77 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
78 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
79 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Neracatotal 2533,9 2533,9
8. Kompresor
Kompresor
Identifikasi :
Item: Syngas CompressorNo. Item: K-201Jumlah: 4
Fungsi : Mengkompresi gas hingga tekanan yang tinggi.
KomponenNeraca Masuk(kg/jam)
Neraca Keluar(kg/jam)
203 204H2 28,3 28,3H2O 1069,6 1069,6CO 759,8 759,8CO2 369,3 369,3H2S 12,7 12,7
80 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
CH4 159,2 159,2C2H6 7,4 7,4C2H4 80,7 80,7S 0,0 0,0
C2H2 6,3 6,3Tar 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
Neracatotal 2533,9 2533,9
9. H2S Removal
Sistem Penghilangan H2S (Adsorber)
Identifikasi :
Item: Fe2O3 Sulfur Removal BedsNo. Item: R-202Jumlah: 2
Fungsi : Menghilangkan kandungan H2S dari dalam gas.
KomponenNeraca Masuk
(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)
204 205 20681 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Neracatotal 2533,9 2533,9
10. Reformer
ReformerIdentifik Item: Steam Reformer
82 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
C2H2 6,3 0,0 0.0Tar 30,8 0,0 0.0C 0,0 0,0 0.0O2 0,0 0,0 0.0N2 0,0 0,0 0.0NH3 9,9 0,0 9.9Ash 0,0 0,0 0.0Char 0,1 0,0 0.0
Biomass 0,0 0,0 0.0Total peraliran 2521,2 1000,0 3521.2
Neracatotal 3521,2 3521,2
83 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
KomponenNeraca Masuk(kg/jam)
Neraca Keluar(kg/jam)
302 303H2 146,8 146,8H2O 1488,9 1488,9CO 897,0 897,0CO2 970,7 970,7H2S 0,0 0,0CH4 7,9 7,9C2H6 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 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Totalper
aliran3521,2 3521,2
Neracatotal 3521,2 3521,2
84 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
12. HT WGS
HT WGS
Identifikasi :
Item: High TemperatureShift ReactorNo. Item: R-302Jumlah: 1
Fungsi : Mengkonversi CO menjadi Hydrogen.
KomponenNeraca Masuk
(kg/jam)Neraca Keluar
(kg/jam)303 304
H2 146,8 191,7H2O 1488,9 1087,9CO 897,0 273,4CO2 970,7 1950,5H2S 0,0 0,0CH4 7,9 7,9C2H6 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 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Total peraliran 3521,2 3521,2
85 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Neracatotal 3521,2 3521,2
13. WGS Cooler
WGS Cooler
Identifikasi :
Item: LTS PrecoolerNo. Item: H-302Jumlah: 1
Fungsi : Menurunkan temperatur untuk masuk kedalam LT WGS
KomponenNeraca Masuk
(kg/jam)Neraca Keluar
(kg/jam)304 305
H2 191,7 191,7H2O 1087,9 1087,9CO 273,4 273,4CO2 1950,5 1950,5H2S 0,0 0,0CH4 7,9 7,9C2H6 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 0,0 0,0
86 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Totalper
aliran3521,2 3521,2
Neracatotal 3521,2 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)
Neraca Keluar(kg/jam)
305 306H2 191,7 208,4H2O 1087,9 938,2CO 273,4 40,6CO2 1950,5 2316,2H2S 0,0 0,0
87 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
CH4 7,9 7,9C2H6 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 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Total peraliran 3521,2 3521,2
Neracatotal 3521,2 3521,2
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
(kg/jam) (kg/jam)306 307
H2 208,4 208,4H2O 938,2 938,2CO 40,6 40,6CO2 2316,2 2316,2H2S 0,0 0,0CH4 7,9 7,9C2H6 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 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 9,9 9,9Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Totalper
aliran3521,2 3521,2
Neracatotal 3521,2 3521,2
16. Knock Out Drum
Knock Out Drum
89 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Identifikasi :
Item: Pre PSA Knock Out DrumNo. Item: S-401Jumlah: 1
Fungsi : Memisahkan air yang terkondensasi dengan gas.
KomponenNeraca Masuk
(kg/jam) Neraca Keluar (kg/jam)
307 401 404H2 208,4 208,4 0.0H2O 938,2 5,4 932.7CO 40,6 40,6 0.0CO2 2316,2 2307,4 8.8H2S 0,0 0,0 0.0CH4 7,9 7,9 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 0,0 0.0N2 0,0 0,0 0.0NH3 9,9 1,4 8.5Ash 0,0 0,0 0.0Char 0,0 0,0 0.0
Biomass 0,0 0,0 0.0Totalper
aliran3521,2 2571,2 950.0
Neracatotal 3521,2 3521,2
90 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
401 402 405H2 208,4 208,4 0.0H2O 5,4 0,0 5.4CO 40,6 0,0 40.6CO2 2307,4 0,0 2307.4H2S 0,0 0,0 0.0CH4 7,9 0,0 7.9C2H6 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 0,0 0.0N2 0,0 0,0 0.0NH3 1,4 0,0 1.4Ash 0,0 0,0 0.0Char 0,0 0,0 0.0
Biomass 0,0 0,0 0.0Totalper
aliran2571,2 208,4 2362.7
Neracatotal 2571,2 2571,2
91 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
18. H2 Compressor
H2 Compressor
Identifikasi :
Item: Hydrogen CompressorNo. Item: K-401Jumlah: 1
Fungsi :Mengompresi Hidrogen untuk dimasukan kedalam tangki penyimpanan.
KomponenNeraca Masuk(kg/jam)
Neraca Keluar(kg/jam)
402 403H2 208,4 208,4H2O 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 0,0 0,0N2 0,0 0,0NH3 0,0 0,0Ash 0,0 0,0Char 0,0 0,0
Biomass 0,0 0,0Total 208,4 208,4
92 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
peraliranNeracatotal 208,4 208,4
4.3. Neraca Energi Keseluruhan
93 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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 %
94 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
95 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
-
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
96 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
97 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
98 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
(kJ/jam)Neraca Masuk
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,
100 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
101 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Laju Kalor
(kJ/jam)Neraca Masuk
Neraca
Keluar402 Qcomp 403
41.479,
78
630.810,
6672.290,3
Total 672.290,3 672.290,3
102 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
103 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
104 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
105 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
106 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
107 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
108 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
109 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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%.
110 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Gambar 5.2. Diagram Panas yang Tersedia (dilepas dari proses)
111 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Gambar 5.3. Diagram Panas yang Dimanfaatkan
112 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
113 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
114 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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*
115 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
116 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
(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
118 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
119 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Gambar 5.4. PFD Utilitas
121 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
122 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
123 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Data KonstruksiBukaan Umpan (mm) 600 x 900Rentang Bukaan Keluaran
(mm)
65 – 160
Dimensi Keseluruhan (mm) 2.305 x 1.840 x 2.298
124 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
125 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
127 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
128 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
130 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
131 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
132 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
133 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
134 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
(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
135 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
136 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
137 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
138 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
12. Cooler 2 Keluaran Gasifier
Spesifikasi AlatNama Alat Cooler
Kode Alat H-201BFungsi 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 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
139 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 88,13Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
68,3
LMTD Terkoreksi (oC) 47,08Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 68,3Shell Diameter (mm) 888Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 119Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
140 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam GasifierLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
828
Tekanan Masuk (kPa) 1.990Tekanan Keluar (kPa) 1.980Temperatur Masuk (oC) 212,6Temperatur Keluar (oC) 270,7
Data Konstruksi
141 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 17,24Luas Perpindahan Panas
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
142 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
14. Cooler Flue Char Combustor 2
Spesifikasi AlatNama Alat Char Combustor Flue Gas Cooler
Kode Alat H-203BFungsi Menurunkan temperatur
Flue gas yang akan dibuang ke lingkungan.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Cooling WaterLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
4.500
Tekanan Masuk (kPa) 1.430Tekanan Keluar (kPa) 1.420Temperatur Masuk (oC) 219,5Temperatur Keluar (oC) 220,6
Data Konstruksi
143 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 7,46Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
55,3
LMTD Terkoreksi (oC) 6,45Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 55,3Shell Diameter (mm) 87,5Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 114Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
144 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
145 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
146 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
147 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
148 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
149 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Material Alat Cast Iron
Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 3.000Tekanan Masuk (kPa) 101,3Tekanan Keluar (kPa) 160Temperatur (oC) 30Daya (kW) 47,34
150 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
151 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
152 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 76,37Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
61,4
LMTD Terkoreksi (oC) 410,72Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 61,4Shell Diameter (mm) 881Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 126Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
153 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
21. Cooler Keluaran Reformer 2
Spesifikasi AlatNama Alat Cooler
Kode Alat H-302AFungsi Menurunkan temperatur syn
gas untuk masuk ke dalam HT WGS.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
Tekanan Masuk (kPa) 4.990Tekanan Keluar (kPa) 4.980Temperatur Masuk (oC) 179,6Temperatur Keluar (oC) 362,8
Data Konstruksi
154 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 131,7Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
59,6
LMTD Terkoreksi (oC) 307,22Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 59,6Shell Diameter (mm) 880Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 123Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
155 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
22. Cooler Keluaran Reformer 3
Spesifikasi AlatNama Alat Cooler
Kode Alat H-302BFungsi Menurunkan temperatur syn
gas untuk masuk ke dalam HT WGS.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Cooling WaterLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
4.500
Tekanan Masuk (kPa) 1.450Tekanan Keluar (kPa) 1.440Temperatur Masuk (oC) 197.3Temperatur Keluar (oC) 197.3
Data Konstruksi
156 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 62,61Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
60,3
LMTD Terkoreksi (oC) 181,05Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 60,3Shell Diameter (mm) 880Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 124Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
157 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
23. Cooler Flue Gas Reformer
Spesifikasi AlatNama Alat Reformer Flue Gas Cooler
Kode Alat H-304Fungsi Menurunkan temperatur
Flue gas yang akan dibuang ke lingkungan.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
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
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Cooling WaterLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
4.500
Tekanan Masuk (kPa) 1.440Tekanan Keluar (kPa) 1.430Temperatur Masuk (oC) 197,3Temperatur Keluar (oC) 219,5
Data Konstruksi
158 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
U keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 504,3Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
60,6
LMTD Terkoreksi (oC) 206,72Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 60,6Shell Diameter (mm) 88,1Tube Pass 2Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 124Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
159 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
160 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
25. WGS Cooler
Spesifikasi AlatNama Alat LTS Precooler
Kode Alat H-302Fungsi Menurunkan temperatur gas
untuk masuk ke dalam LT WGS
Jumlah Alat 1Tipe Alat Shell and Tube Exchanger
(Internal Floating Head)
Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran HT WGSLaju Alir Fluida Panas
(kg/jam)
3.521
Tekanan Masuk (kPa) 3.014Tekanan Keluar (kPa) 3.004Temperatur Masuk (oC) 461,3Temperatur Keluar (oC) 220
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam GasifierLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
828
Tekanan Masuk (kPa) 1.990Tekanan Keluar (kPa) 1.980Temperatur Masuk (oC) 113,7Temperatur Keluar (oC) 212,6
Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 218,2
161 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
162 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Data KonstruksiVolume reaktor (dm3) 5315Jumlah tabung PFR 100Diameter tabung PFR (m) 0,15Panjang PFR HTS (m) 2,36
163 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
(Internal Floating Head)
Data Operasi Fluida PanasJenis Fluida Gas Keluaran LT WGSLaju Alir Fluida Panas
(kg/jam)
3.521
Tekanan Masuk (kPa) 2.994Tekanan Keluar (kPa) 2.984Temperatur Masuk (oC) 263,7Temperatur Keluar (oC) 175
Data Operasi Fluida DinginJenis Fluida Air untuk Steam
ReformerLaju Alir Fluida Dingin
(kg/jam)
1.000
Tekanan Masuk (kPa) 5.000Tekanan Keluar (kPa) 4.990Temperatur Masuk (oC) 30,44Temperatur Keluar (oC) 179,6
Data KonstruksiU keseluruhan (kJ/h.m2.oC) 125,7
164 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Luas Perpindahan Panas
Total (m2)
47,4
LMTD Terkoreksi (oC) 93,96Shell Pass 1Material Shell Carbon SteelJumlah Shell 1Luas per Shell (m2) 47,4Shell Diameter (mm) 867Tube Pass 1Material Tube Carbon SteelJumlah Tube 97Panjang Tube (m) 4,88Diameter Luar Tube (mm) 31,75Tube Pitch (mm) 39,7Pola Tube Triangular
165 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
166 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 132,6Densitas Fluida (kg/m3) 26,55Temperatur Masuk (in) (oC) 31Temperatur Keluar (out)
(oC)
31
Tekanan (kPa) 2.994Data Konstruksi
167 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Luas Penampang Minimum
(m2)
0,036
Diameter (m) 0,5Tinggi (m) 1,5Tebal Dinding KO-Drum (m) 0,414
168 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
30. PSA
Spesifikasi AlatNama Alat Pressure Swing AdsorberKode Alat S-402Fungsi Memisahkan Hidrogen dari
pengotor lainnyaJumlah Alat 4Tipe Alat AdorberMaterial Alat Carbon Steel
Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 131,5Densitas Fluida (kg/m3) 19,6Temperatur Masuk (in) (oC) 31Temperatur Keluar (out)
(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
169 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
31. Kompresor Hidrogen
Spesifikasi AlatNama Alat Kompresor HidrogenKode Alat K-403Fungsi Mengompres Hidrogen
hingga tekanan sekitar 120 bar.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Centrifugal Compressor
Material Alat Cast Iron
Data OperasiLaju Alir (kg/jam) 208,5Tekanan Masuk (kPa) 2.984Tekanan Keluar (kPa) 12.000Temperatur (oC) 39,4Daya (kW) 175,7
170 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
171 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Material Carbon Steel
Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 253,8Tekanan Masuk (kPa) 141,7
172 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
173 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Spesifikasi AlatNama Alat Pompa AirKode Alat P-502Fungsi Menaikan tekanan air
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
174 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
3. Pompa Air untuk Steam Regenerator
Spesifikasi AlatNama Alat Pompa AirKode Alat P-503Fungsi Menaikan tekanan air
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
Material Carbon Steel
175 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
dan menghasilkan listrik untuk keperluan pabrik.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Steam Turbine
Material Carbon Steel
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
176 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Kode Alat K-503CFungsi Menurunkan tekanan steam
dan menghasilkan listrik untuk keperluan pabrik.
Jumlah Alat 1Tipe Alat Steam Turbine
Material Carbon Steel
Data OperasiLaju Alir (m3/jam) 5.906Tekanan Masuk (kPa) 1.450Tekanan Keluar (kPa) 120Temperatur (oC) 220,5Daya yang Dihasilkan (kW) 417,7
177 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
178 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
179 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Spesifikasi AlatNama Alat Feeder Hooper Olivine dan
MgOFungsi Menampung sementara make
up olivineJumlah Alat 2Tipe Alat Feeder Hopper
Material Carbon Steel
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
180 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
generator listrik yang bersebelahan dengan ruang maintanance
alat dan juga ruang pengamanan kebakaran.
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.
181 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
185 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
188 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
189 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
193 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
194 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
195 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
196 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
197 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
198 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
200 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Severe Likely Pengecekan
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
Severe Likely Pengecekan
secara rutin
Pengadaan 202 Departemen Teknik Kimia
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Steam digunakan pada
ammonia, urea dan
utility plant
proses
operasi
indikator
tekanan dan
suhu
203 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
204 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
Berikut ini merupakan HAZOP dari pabrik hidrogen dari
biomassa.
205 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
206 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
207 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
209 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
210 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
211 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
212 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
213 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
tekanan saat tekanan
pada tangki
melebihi
tekanan yang
dianjurkan
214 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
215 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
216 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
217 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
218 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
219 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
220 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.
(8.
(8.
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
221 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
222 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.
(8.
(8.
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
223 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
224 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
225 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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:
226 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
227 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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,-
228 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.10)
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
229 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
180.000.000Kepala divisi
perawatan 1Rp
15.000.000Rp
180.000.000Rp
180.000.000Kepala divisi
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
230 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
231 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
232 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
233 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
234 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
235 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
236 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.11
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
= 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
237 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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 -
238 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
239 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
240 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
241 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
243 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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:
244 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.12
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
- 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
245 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.13
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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:
246 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
(8.14
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
247 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
248 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
249 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
-Rp250.00
-Rp200.00
-Rp150.00
-Rp100.00
-Rp50.00
Rp0.00
Rp50.00
Rp100.00
Tahun ke
Cost
Gambar 8.2. Cash Flow
250 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
251 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
252 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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)
253 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
254 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
255 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
- - (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)
256 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
257 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
258 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
259 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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,
260 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
% 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
261 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
262 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
-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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
264 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
Universitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
266 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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
268 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
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.
269 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
270 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
271 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Pabrik Bio-Hidrogen dari Biomasa
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.
272 Departemen Teknik KimiaUniversitas Indonesia
Top Related