Uas Perancangan Pabrik.docx

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Kelapa sawit dan CPO merupakan salah satu komoditas ekspor andalan

Indonesia. Dengan usaha-usaha yang dilakukan baik pemerintah maupun perusahaan swasta yang melakukan ekstensifikasi dan pengembangan pertanian serta pemanfaatan teknologi dalam proses pembibitan dan pengolahan sawit, saat ini Indonesia menjadi negara penghasil CPO (Crude Palm Oil) terbesar di dunia. Bisnis dan investasi pada bidang Kelapa Sawit dalam beberapa tahun terakhir mengalami pertumbuhan yang sangat pesat. Permintaan atas minyak nabati dan penyediaan biofuel telah mendorong peningkatan permintaan minyak nabati yang bersumber dari CPO (Crude Palm Oil) yang berasal dari Kelapa Sawit. Hal ini disebabkan tanaman kelapa sawit memiliki potensi menghasilkan minyak sekitar 7 ton/hektar, lebih tinggi dibandingkan dengan kedelai yang hanya 3 ton/hektar. Buah sawit yang dikenal dengan bermacam jenis, mempunyai pola panen yang kita kenal sebagai tingkat kematangan. Kematangan buah sangat menentukan hasil rendemen minyak yang dihasilkan. Berbagai standart baku mutu buah tentunya akan menjadi tolak ukur dalam perancangan pengolahan Pabrik Minyak Kelapa Sawit. Dengan melihat pola panen yang sesuai akan mendongkrak tingkat

mutu

buah.

Buah

yang telah

dipanen

selayaknya

secepatnya

didistribusikan ke pabrik pengolahan agar tidak teroksidasi oleh enzim dan udara yang meningkatkan nilai keasaman (salah satu parameter produk). Sistem distribusi, pola panen dan tidak tersedianya kapasitas pabrik pengolahan yang memadai mengakibatkan terjadinya buah restant (waste fruit) dan buah gugur (berondolan). Pabrik Kelapa Sawit yang lebih menekankan dalam hal pemanfaatan buah restan dan buah berondolan yang kualitasnya tidak memenuhi standar bahan baku CPO standar bahan pangan, mengakibatkan buah sawit restan dan berondolan memiliki kandungan Asam lemak bebas lebih dari 6%. Hal ini akibat dari berlangsungnya proses oksidasi secara alami akibat lamanya buah diolah di Pabrik ataupun logistik dan transportasi yang tidak memadai di lapangan. Sebagaimana standar pengolahan buah adalah 24-48 jam pasca panen. Dengan kondisi asam

2 lemak bebas yang tinggi ini tentu tidak memenuhi standar kualitas pangan yang disyaratkan. Selain faktor asam lemak bebas yang tinggi, secara kualitas kadar minyak yang ada pada buah restan dan berondolan tidak jauh berbeda dibanding buah segar yang diolah untuk bahan pangan, hal ini berbeda jika buah restan dan berondolan yang ada merupakan buah mentah atau belum memenuhi syarat fisiologis untuk panen. Tandan Buah Segar (TBS) dengan mutu yang baik akan menghasilkan : 1.

Minyak sebanyak 20-25%

2.

Inti (kernel) sebanyak 4-6%

3.

Cangkang 5-9%

4.

Tandan kosong (empty fruit bunch) 20-22%

5.

Serat (fiber) 12-14% Dalam proses pengolahan tandan buah segar (TBS) kelapa sawit hingga

menjadi CPO ( Crude Palm Oil ) , ada beberapa proses yang harus dilalui dan proses tersebut pada intinya untuk semua pabrik sama.

Namun seiring dengan

perkembangan teknologi maka ada beberapa modifikasi pada masing - masing stasiun pengolahan, hal ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang optimal.

1.2

Prospek Pendirian Pabrik Sekitar 85% dari produksi methanol digunakan pada industry kimia lainnya

sebagai material umpan atau pelarut untuk sintesis antaranya: formaldehid, metal ters-butyl eter (MTBE), asam asetat, metal metakrilat, dan dimetil tereftalat. Masih sedikit porsi methanol digunakan untuk produksi energi, meskipun methanol memiliki potensi yang sangat besar (Arthur, 2009). Metanol merupakan bahan pengganti produk petroleum yang sangat menjanjikan. Sebagai dampak dari krisis bahan bakar pada awal 1970an, beberapa proyek dimulai dengan berdasarkan asumsi bahwa penggunaan produksi methanol dari gas alam akan menjadikannya lebih ekonomis (Fiedler dkk, 2005). Kebutuhan methanol dalam negeri masih dicukupi melalui impor. Perancangan pabrik methanol ini berorientasi pada pemenuhan kebutuhan methanol dalam negeri sehingga dapat mengurangi nilai impor. Tabel 1.2 Data impor metanol di Indonesia

3 Tahun Jumlah Impor (Kg) 2018 254.628.199 2017 217.880.990 2016 261.316.703 2015 113.188.955 2014 381.016.731 2013 163.169.839 2012 147.638.895 2011 155.965.629 (Sumber: BPS, 2018) Berdasarkan data statistik perdagangan luar negeri Indonesia, kebutuhan methanol di Indonesia cukup banyak. Kapasitas produksi domestik yang ada masih belum bisa memenuhi seluruh kebutuhan methanol dalam negeri, menyebabkan adanya ketergantungan impor dari luar negeri. 450000000 400000000

Jumlah Impor (kg)

350000000 y = 1E+07x - 3E+10

300000000 250000000 200000000 150000000 100000000 50000000

0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Tahun

Gambar 1.1 Grafik impor metanol di Indonesia Dari data impor methanol Indonesia yang tersaji pada Tabel 1.1 dengan asumsi mengabaikan penurunan impor, dapat dilihat bahwa kebutuhan impor methanol di Indonesia dari tahun ke tahun cenderung semakin meningkat sesuai dengan persamaan garis lurus y = 1E+07x - 3E+10 , dengan y adalah jumlah impor methanol pada tahun tertentu, sedangkan x adalah tahun. Dari persamaan y = 1E+07x - 3E+10 besarnya impor methanol pada tahun 2028 diperkirakan sebesar 185.040.601,00 kg/tahun. 1.3

Aplikasi Methanol

4 Methanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alkohol atau spiritus. Metanol adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH yang merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan atmosfer methanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan dari pada etanol). Metanol merupakan senyawa yang sangat esensial sekarang ini. Metanol merupakan senyawa intermediate yang menjadi bahan baku untuk berbagai industri antara lain industri asam asetat, formaldehid, MTBE, polyvinyl, polyester, rubber, resin sintetis, farmasi, DME, dan lain sebagainya. Menurut Othmer (1995), Methanol dapat diaplikasikan menjadi bahan baku industry lainnya, misalnya sebagai berikut: 1. Formaldehida. Diseluruh dunia, jumlah formaldehida terbesar dikonsumsi

dalam produksi resin urea-formaldehida, penggunaan akhir primer berupa produk-produk bangunan seperti Kayu lapis dan papan partikel (amino resins dan

plastics).

Pasar

formaldehid

berkembang

sangat

cepat

dengan

memproduksi bahan kimia asetilenik, yang didorong oleh permintaan pasar 1,4-butanediol dan produk hilir berikutnya, serat spandeks

(serat

elastomerika). 2. Metil T-butil Ether. MTBE digunakan sebagai aditif oksigen untuk bensin.

Produksi MTBE di Amerika Serikat telah meningkat, karena persyaratan amandemen clean air act 1990, dan telah melampaui penggunaan formaldehid sebagai konsumen domestic terbesar methanol. 3. Asam asetat. Karbonilasi methanol merupakan proses untuk produksi bahan

pokok industry kimia organic, yang digunakan dalam pembuatan serat asetat, asetat anhidrat, dan asam tereftalat, dan untuk fermentasi ( Acetic acid dan Derivatif). 4. Pasar lainnya. Penggunaan methanol dalam produksi formaldehida, MTBE,

dan asam asetat sekitar dua pertiga dari permintaan methanol diseluruh dunia. Methanol digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai bahan kimia lainnya, seperti dimetil tereftalat (DMT), metil metakrilat, metilamin, dan metil halida. Dalam produksi dimetil eter dari methanol karena penggunaannya sebagai pengganti klorofluorokarbon sebagai propelan aerosol. Methanol juga

5 digunakan sebagai pelarut, antibeku dalam pipa, dan lumpur pengeboran di ladang minyak. 1.4

Renacana Kapasitas Penentuan kapasitas produksi methanol didasarkan pada beberapa

pertimbangan, yaitu proyeksi kebutuhan produk methanol, ketersediaan bahan baku, serta kapasitas pabrik methanol yang sudah ada. Laju produksi pabrik ditentukan dengan melihat kebutuhan impor methanol yang ada di Indonesia.

450,000,000.00 400,000,000.00

total impor (kg)

350,000,000.00

y = 1E+07x - 2E+10

300,000,000.00 250,000,000.00 200,000,000.00

150,000,000.00 100,000,000.00 50,000,000.00 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 tahun impor

Gambar 1.2 Grafik impor metanol di Indonesia Gambar 1.2 menunjukkan bahwa kebutuhan dalam negeri terhadap methanol semakin tahun mengalami peningkatan dengan mengabaikan data penurunan grafik impor methanol. Berdasarkan data grafik impor methanol dapat dikatakan perusahaan yang telah memproduksi methanol di Indonesia masih sedikit. Di indonesia terdapat dua pabrik methanol, yaitu : 1.

Medco Methanol Bunyu Kapasitas produksi dari pabrik medco methanol bunyu sendiri yaitu 330.000 ton/tahun. Sedangkan untuk penyediaan dalam negeri 297.000 ton/tahun.

2.

Kaltim Methanol Industry Kapasitas produksi dari pabrik kaltim methanol industry sendiri yaitu 660.000 ton/tahun. Sedangkan penyediaan dalam negeri 260.000 ton/tahun.

6 Sehingga dapat diketahui bahwa jumlah total produksi untuk dalam negeri sebesar 990.000 ton/tahun. Banyaknya produksi methanol ini dipengaruhi oleh industry-industri lain yang memproduksi senyawa turunannya. Berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan ini, maka ditetapkan kapasitas untuk rancangan pabrik methanol adalah 280.000 ton/tahun yang akan didirikan pada tahun 2028. 1.5

Lokasi Perancangan Pendirian pabrik metanol dengan bahan baku natural gas direncanakan

akan dibangun di Bintuni, Kabupaten Teluk Bintuni, Provinsi Papua Barat. Pemilihan lokasi ini didasarkan karena dekat dari PT. LNG Tangguh yang menghasilkan natural gas sebagai bahan baku pembuatan metanol.

Gambar 1.3 Rencana Lokasi Pendirian Pabrik 1.5.1

Lokasi Pemasaran Kawasan Bintuni ini sudah memiliki pelabuhan yang bisa dijadikan akses

untuk pendistribusian metanol ke berbagai daerah di Indonesia dan luar Indonesia. Selain itu, daerah Papua Barat merupakan salah satu pusat pengembangan Indonesia bagian timur, sehingga akan membuka peluang usaha yang menguntungkan. 1.5.2

Utilitas Selain dekat dengan bahan baku, di kota Bintuni telah tersedia sistem

utilitas yang baik ini terbukti dengan adanya industri besar seperti PT. LNG

7 Tangguh. Fasilitas utilitas pabrik meliputi penyediaan air, bahan bakar, dan listrik. Sarana penyediaan air dapat diperoleh dari teluk bintuni karena jangkauan jarak yang relatif dekat dari Bintuni. 1.5.3

Akses Jalan Bintuni telah memiliki akses jalan yang baik, dimana untuk mencapai

Bintuni dapat diakses melalui jalan darat dan untuk mempermudah dalam pemasaran ke daerah-daerah yang dapat dijangkau melewati jalan darat. Bintuni ini juga dilengkapi adanya bandar udara Stennkool yang dapat membantu pendistribusian produk kepasaran di daerah-daerah yang tidak dapat ditempuh melalui jalur darat serta laut tanpa adanya hambatan karena tersedianya transportasi darat, laut, dan udara. 1.5.4

Tenaga Kerja Kebutuhan tenaga kerja dapat diperoleh dari adanya universitas negeri

maupun universitas swasta yang ada di Riau, akademi-akademi serta sekolahsekolah kejuruan di Riau dan sekitarnya akan menampung ketersediaan tenaga kerja ahli dan terdidik untuk ditempatkan secara proporsional.

8 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Kelapa Sawit Kelapa sawit (Elaeis guineensis jack) adalah merupakan tanaman golongan

plasma yang menghasilkan minyak. Proses pembentukan minyak dalam kelapa sawit berlangsung selama 3 – 4 minggu sampai tingkat matang morpologis, yaitu buah telah matang dan kandungan minyak sudah optimal. 2.2

Deskripsi Proses Kualitas hasil minyak CPO (Rendemen) yang diperoleh sangat dipengaruhi

oleh kondisis buah (TBS) yang diterima dan diproses oleh pabrik. Sedangkan proses pengolahan dalam pabrik hanya berfungsi meminimalkan kehilangan (loses) dalam proses pengolahannya. Tandan buah Segar (TBS) yang telah dipanen dari kebun diangkut ke lokasi Pabrik pengolahan Minyak Sawit dengan menggunakan truk. Sebelum dimasukan ke dalam Loading Ramp, Tandan Buah Segar tersebut harus ditimbang terlebih dahulu pada jembatan penimbangan (Weighing Brigde) untuk mengetahui jumlah Tonase dari TBS yang diterima oleh Pabrik. Pengolahan kelapa sawit merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan usaha perkebunan kelapa sawit. Kualitas produksi pada pengolahan kelapa sawit sangat berpengaruh terhadap rendement yang dihasilkan. Proses pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi crude palm oil dan palm kernel melalui banyak perlakuan dan tahapan. Proses pengolahan kelapa sawit dibagi menjadi beberapa tahapan dan stasiun, yaitu sebagai berikut : 1. Stasiun penerimaan buah (fruit reception station) 2. Stasiun perebusan (sterilizing station) 3. Stasiun penebahan (threshing station) 4. Stasiun pengempaan (pressing station) 5. Stasiun pemurnian minyak (clarification station) 6. Stasiun pengolahan inti (kernel recovery station)

9 2.2.1

Stasiun Penerimaan Buah (Fruit Reception Station) Stasiun penerimaan buah berfungsi sebagai tempat penerimaan buah

(TBS) dari perkebunan sebelum diolah. Pada stasiun ini dapat diketahui jumlah TBS dari masing- masing kebun. Pada stasiun penerimaan buah ini meliputi : 1.

Jembatan timbang (weight bridge)

2.

Sortasi tandan buah segar.

3.

Tempat pemindahan buah (loading ramp)

4.

Lori Buah.

2.2.2

Stasiun Perebusan (Sterilization Station) Baik buruknya mutu dan jumlah hasil olah suatu pabrik kelapa sawit,

terutama ditentukan oleh hasil rebusan. Oleh karena itu merebus, buah harus sesuai dengan ketentuan yang ada dan merupakan hal yang mutlak dilakuakan. Merebus tandan dengan uap mempunyai fungsi sebagai berikut : a.

Merusak enzim dan menghentikan peragian yang membentuk asam lemak bebas

b.

Membekukan getah dan protein

c.

Memudahkan buah lepas dari tandan

d.

Melonggarkan inti dari tempurung

Pada stasiun rebusan terdapat alat – alat sebagai berikut : 1.

Alat Penarik (Capstand). Capstand adalah alat penarik lori keluar dan masuk sterilizer.

2.

Ketel Rebusan (Sterilizer). Merupakan bejana uap tekan yang digunakan untuk merebus buah. Sterilizer ini dapat memuat 8 buah lori dengan tekanan kerja maksimal 3 kg/cm2 dan suhu kerja maksimal 140oC. Untuk menjaga tekanan dalam rebusan tidak melebihi tekanan kerja yang diizinkan, rebusan diberi katup pengaman.

Seluruh

proses

perebusan

dilakukan

dalam

sterilizer

horizontal. 3.

Tippler Tippler merupakan tempat untuk menumpahkan buah kelapa sawit yang sudah direbus dengan sterilizer dengan cara memutar lori 180o. Buah kelapa sawit tersebut diangkut menggunakan conveyor menuju threser.

10

2.2.3

Stasiun Penebahan (Threshing Stasiun) Stasiun penebahan merupakan stasiun yang berfungsi untuk memisahkan

buah dari tandannya dengan cara bantingan – bantingan dan berputar sekitar 23 – 25 rpm yang dinamai rotary drum threshing. 2.2.4 1.

Stasiun Pengempaan (Pressing Station) Digester Digester merupakan sebuah alat yang terbuat dari besi pelat yang

berbentuk silinder dimana sekeliling dindingnya dipasang pelat mantel untuk memanaskan adukan. Didalam silinder tersebut terdapat as yang dipasang pisau aduk dan dibagian bawah dipasang satu pisau buang, untuk mengeluarkan masaadukan dari digester ke screw press. Digester berfungsi sebagai pencincang brondolan yang telah terebus, sehingga menjadi campuran yang homogen antar nuts dengan daging buah yang telah terpisah. Pada digester, dilakukan proses exstraksi pertama untuk mengusahakan keluarnya minyak dari brondolan buah. Mesin press adalah alat untuk memisahkan minyak kasar (crude oil) dari daging buah (pericarp). Buah yang keluar dari digester diperas didalam mesin press dengan tekanan 40 -50 bar dan dengan menggunakan air pengencer yang bersuhu 90 – 95 oC. Untuk menurunkan visikosits minyak, penambahan dapat pula dilakukan pada oil gutter kemudian dialirkan melalui oil gutter ke stasiun klarifikasi. Sedangkan ampas kempa dipecahkan dengan menggunakan cake breaker conveyor untuk memudahkan memisahkan nuts dan ampas. 2.

Pemisah Ampas Kempa (Cake Beaker Conveyor) Ampas hasil press yang masih bercampur nuts dan berbentuk gumpalan –

gumpalan dipecah dan dibawa untuk dipisahkan antara ampas dan nuts. Alat ini terdiri dari pedal–pedal yang diikat pada poros yang berputar 52 rpm. Kemiringan pedal–pedal diatur sehingga pemecah gumpalan terjadi dengan sempurna. 2.2.5

Stasiun Pemurnian Minyak (Clarification Station) Stasiun pemurnian minyak berfungsi untuk memisahkan minyak dari

kotoran dan unsur–unsur yang dapat mengurangi kualitas minyak dan mengupayakan kehilangan minyak seminimal mungkin. Proses pemisahan

11 minyak, air, dan kotoran dalakukan dengan system pengendapan, sentrifuge, dan penguapan. Beberapa peralatan permurnian minyak yang digunakan pada stasiun klarifikasi adalah sebagai berikut : 1.

Talang Minyak (Oil Gutter) Talang minyak berfungsi untuk menampung minyak hasil ekstraksi dari

mesin press selanjutnya dilakukan pengenceran. Pengenceran bertujuan untuk memudahkan pemisahan minyak dengan pasir dan serat yang terdapat didalam minyak, suhu air pengenceran 80 – 90oC. 2. Tangki Pemisah Pasir (Sand Trap Tank) Sand trap tank (Tangki Pemisah Pasir) berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dalam minyak yang akan dialirkan ke ayakan (saringan), dengan maksud agar ayakan terhindar dari gesekan pasir kasar yang dapat menyebabakan kehausan ayakan. 3. Ayakan Getar (Vibrator Screen) Merupakan ayakan getar yang berfungsi untuk menyaring materialmaterial yang terbawa oleh minyak kasar dari tangki pemisahan pasir. 4. Crude Oil Tank (COT) Crude oil tank (tangki minyak mentah) berfungsi menampung minyak mentah yang telah disaring untuk dipompakan ketangki pemisah. Cairan yang mempunyai berat jenis yang lebih ringan akan naik ke permukaan yang selanjutnya akan mengalir ke continous settling tank. Untuk menjaga suhu tetap konstan pada 80 – 90oC maka perlu diberikan penambahan panas dengan cara menginjeksiakan uap kedalam tangki. 5. Continous Settling Tank (CST) Continous Settling Tank berfungsi untuk mengendapkan sludge (lumpur) yang terkandung dalam minyak kasar, untuk mempermudah pemisahan, suhu harus dipertahankan antara 80 – 90oC dengan sistem injeksi uap. Didalam CST minyak dibagi menjadi tiga bagian, bagian atas adalah minyak yang diambil dengan bantuan skimer untuk dialirkan kedalam oil tank, bagian tengah merupakan sludge yang masih mengandung minyak yang akan dialirkan ke sludge tank, dan bagian bawah merupakan air untuk menaikan level minyak.

12 6. Oil Tank (OT) Minyak yang telah dipisahkan pada tangki pemisah ditampung dalam tangki ini untuk dipanaskan lagi dengan uap yang suhunya 90˚C untuk memisahkan bagian air, selanjutnya minyak akan dipompa ke dalam tanki tunggu sebelum diolah lebih lanjut pada oil purifier. 7. Oil Purifier Oil purifier berfungsi untuk memisahkan minyak dengan air dan kotoran – kotoran halus yang masih ada dalam minyak, pemisahan minyak dilakukan dengan cara perbedaan berat jenis yang dimiliki minyak dan air. 8. Vacum Dryer Vakum dryer digunakan untuk memisahkan air dengan minyak dengan cara penguapan hampa. Uap air yang terkandung dalam minyak akan terhisap pada tekanan atmosfir. Uap air yang terhisap akan dibuang ke atmosfir. Air akan menguap sebesar 0,25-0,30 % , dibawah pelampung terdapat Toper spindle untuk mengatur minyak yang

disalurkan kedalam bejana vacum dryer sehingga

kehampaan dalam vakum dryer tetap 76 cmHg. Kemudian melalui nozzel, minyak akan disemburkan kedalam bejana sehingga penguapan air akan lebih sempurna. Untuk menjaga keseimbangan minyak masuk dan keluar dari bejana digunakan float valve dibagian bawah bejana. Pada proses ini bertujuan untuk mendapatkan minyak (CPO) dengan kandungan air 0,1%. 9. Storage Tank Storage tank merupakan tangki penampung minyak sementara sebelum dikirim ke konsumen atau tempat penampungan minyak hasil produksi. Tangki ini dilengkapi dengan alat pemanas sistem coil yang dipasang pada dasar tangki. Temperatur minyak dalam yangki dipertahankan sekitar 40 – 50o C. 10. Tangki lumpur (Sludge Tank) Sludge tank berfungsi untuk menampung sludge yang berasal dari CST. Minyak akan masuk melalui pipa yang mengarahkan sampai bagian dasar dari sludge tank. Didalam tangki ini dilakukan pemanasan dengan menggunakan pipa uap tertutup agar minyak tergoncang dan suhu tetap dipertahankan 95oC. Pemanasan diharapkan dapat membuat minyak tetap pada keadaan mendidih hingga nantinya akan memudahkan cairan minyak melayang ke atas hingga

13 permukaan tangki. Minyak yang telah mencapai permukaan akan mengalir kedalam pipa yang selanjutnya akan dikirim pada disanding cyclone. 11. Sand Cyclone Alat ini ditempatkan pada pipa aliran antara sludge tank yang kemudian dialirkan melalui buffer tank. Sand cyclone berfungsi untuk mengurangi jumlah pasir dan padatan yang mungkin masih terdapat pada minyak yang berasal dari sludge tank. Alat ini terbuat dari keramik yang memisahkan lumpur atau pasir secara garvitasi. 12. Sludge Buffer Tank Sludge buffer tank berfungsi untuk menampung sludge yang masih mengandung minyak sebelum diolah ke sludge separator. 13. Sludge Separator Dengan gaya sentrifugal minyak yang berat jenisnya lebih kecil bergerak menuju poros dan terdorong keluar melalui sudu – sudu menuju CST. Cairan dan ampas yang berat jenis lebih besar terbuang keparit. 14. Sludge Drain Tank Tangki ini dilengkapi dengan sistem pemanas injeksi untuk tujuan pemanasan. Minyak yang terapung dibagian atas dialirkan ke tangki penampung minyak (reclaimed oil tank) sedangkan sludge dibuang ke bak fat pit. 15. Reclaimed Oil Tank Cairan dengan kadar minyak tinggi dari tangki minyak kutipan ditampung dalam tangki ini untuk kemudian dipompa ke tangki pemisah. 16. Decanter Decanter berfungsi untuk memisahkan fraksi minyak dengan fraksi air dan fraksi padat atau fraksi padat dengan cairan. Pemisahan antara kotoran dan minyak dilakukan dengan dasar perbedaan berat jenis pada dua kecepatan putaran yang berbeda antara scroll dan bowl decanter, dimana pada proses ini terdapat 3 keluaran yang berbeda yaitu : cairan ringan keluar dari bowl-exis, cairan kaya solid keluar dari bowl shell dan solid akan keluar pada bagian decanter.

14 17. Fat Pit Fat pit digunakan untuk menampung cairan yang masih mengandung minyak yang berasal dari air kondensat dari stasiun perebusan dan stasiun klarifikasi. Minyak yang dikutip akan dipompakan kembali ke reclaimed oil tank. 2.2.6. Stasiun Pengolahan Inti (Kernel Station) Campuran fibre dan inti yang keluar dari screw press akan diolah untuk menghasilkan shell (shell) dan ampas (fibre) sebagai bahan boiler dan inti kelapa sawit diolah lagi sehinga menjadi minyak inti sawit. Adapun bagian – bagian dari stasiun pengolahan inti adalah sebagai berikut : 1. Cake Breaker Conveyor. Fungsinya adalah untuk mengantarkan ampas dan nuts ke depericarper serta mengurangi kadar air fibre sehingga memudahkan kerja blower pada depericarper. Alat ini terdiri dari pedal - pedal yang diikat pada poros yang berputar 52 rpm. Kemiringan pedal – pedal diatur sehingga pemecahan gumpalan terjadi dengan sempurna. 2. Depericarper. Depericarper adalah alat untuk memisahkan ampas dan nuts, serta membersikan nuts dari sisa – sisa serabut yang masi melekat pada nuts. Alat ini terdiri dari kolom pemisah dan drum pemolis (polishing drum). 3. Nuts Polishing Drum. Nuts polishing drum merupakan alat untuk memisahkan fibre yang masih melekat pada nuts. 4. Nuts Silo. Nuts silo adalah alat yang digunakan untuk tempat pemeraman nuts yang selanjutnya bila nuts tersebut telah cukup kering akan dipecah dengan alat pemecah (ripple mill). 5. Ripple Mill. Ripple Mill adalah alat pemecah nut. Didalam ripple mill, nuts akan dipecahkan menjadi inti (kernel) dan shell (shell). 6. Light Tenera Separation (LTDS 1). LTDS adalah pemisahan campuran pertama yang berkerja berdasarkan atas berat dan kemampuan hisap blower. 7. Light Tenera Dust Separation (LTDS 2). Bentuk dan cara kerja sama dengan LTDS 1, bentuk tromol tegak dan berfungsi untuk membersihkan kernel dari shell – shell kasar dan kernel pecah yang ringanakan masuk ke shell hopper, sedangkan kernel yang lebih berat tidak terhisap pleh blower sehingga akan jatuh ke kernel transfer conveyor.

15 8. Claybath. Prinsip kerja Claybath hampir sama dengan pemisah kernel dengan menggunakan hidrocyclone. Pemisahan kernel dengan shell menggunakan claybath menggunakan CaCO3, pemisahannya berdasarkan berat jenis, shell yang lebih berat akan tenggelam dengan batuan larutan CaCO3 dan kernel akan terapung, shell dan inti pecah tersebut akan dipompakan ke vibrating screen, shell dan inti pecah akan terpisah sendiri dan agar kernel bersih terhadap CaCO3 maka dibilas dengan menggunakan air dingin. Shell yang terpisah masuk ke shell transfort dengan bantuan blower sedangkan kernel jatuh ke kernel distributing conveyor dan masuk ke kernel silo dengan bantuan kernel elevator. 9. Kernel Silo. Kernel silo adalah silinder tegak yang berlubang – lubang tempat penyimpanan dan pengeringan kernel sebelum disimpan di bulk silo kernel. Pengeringan menggunakan suhu 50 – 60oC agar kernel tidak berjamur dan dapat tahan lebih lama serta mencegah menaikan kadar asam lemak bebas. 10. Kernel Bin. Kernel Bin adalah tempat penyimpanan kernel sebelum diolah menjadi minyak inti (kernel oil), kernel bin ini suhunya harus juga dijaga, agar kernel dalam keadaan kering dan tidak lembab.

2.2.7. Mesin Westfalia Separator Mesin Westfalia Separator berfungsi untuk memisahkan minyak dengan air dan kotoran – kotoran halus yang masih ada dalam minyak, pemisahan minyak dilakukan dengan gaya sentrifugal. Dengan adanya perbedaan berat jenis antara sludge dengan minyak, maka minyak akan naik keatas dan diteruskan ke Vakum dryer untuk mengurangi kadar air. Proses kerja Mesin Wesfalia Separator didukung oleh pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal digunakan untuk mensuplai minyak dari Mesin Westfalia Separator ke Vakum dryer.

16 BAB III SELEKSI DAN DESKRIPSI PROSES 3.1

Seleksi Proses Tabel 3.1 menyajikan data perbandingan dari berbagai proses yang dapat

digunakan dalam memproduksi metanol. Tabel 3.1 Perbandingan Proses dalam Mensintesis Metanol No. Spesifikasi Lurgi ICI Holder Topsoe 1. Kondisi Operasi: - Tekanan 40-100 50-100 100-200 (bar) - Suhu (°C) 220-260 220-280 200-310 2. Reaktor: - Karakteristik Shell & Quench Adiabatis Tube (radial) - Jumlah reaktor 1 1 3-4 - Pendingin Air Cold Intermediete Pendingin Quench cooler (shell side) 3. Kelebihan Efisiensi Sudah Kecepatan termal dan establish dan selektivitas dan kapasitas yang banyak produksi tinggi. digunakan yang tinggi Suhu lebih stabil 4. Kekurangan Kapasitas Efisiensi Tingginya produksi termal kondisi tidak rendah, operasi, terlalu kerusakan menurunkan besar katalis selektivitas

MGC

Kellog

50-150

100-150

200-280

200-280

Annular

Adiabatis (aksial) 3-4 Intermediete cooler

1 Air pendingin (outertube) Profil suhu ideal, katalis yang dibutuhkan sedikit Rumit dan biaya reaktor mahal

Kecepatan dan kapasitas produksi yang tinggi

Tingginya kondisi operasi, menurunkan selektivitas

Tabel 3.2 menyajikan kelebihan dan kekurangan dari berbagai proses untuk menghasilkan syngas yang digunakan dalam pembuatan metanol. Tabel 3.2 Kelebihan dan Kekurangan Berbagai Proses dalam menghasilkan syngas Teknologi Kelebihan Kekurangan Two-step - Jumlah metana yang tidak beraksi - Membutuhkan biaya Reforming sedikit sehingga menghasilkan yang besar karena syngas yang murni menggukan reformer - Kandungan metana dalam syngas yang lebih dari 1

17

Autothermal Reforming

-

-

SMR

-

Heat Exchanger Reforming

-

bisa dihilangkan dengan cara menyesuaikan suhu outlet dari secondary reformer

-

Tidak membutuhkan suhu yang tinggi pada prosesnya Jumlah metana yang tidak beraksi sedikit sehingga menghasilkan syngas yang murni Kandungan metana dalam syngas bisa dihilangkan dengan cara menyesuaikan suhu outlet dari secondary reformer Menghasilkan rasio H2/CO yang bagus pada syngas Tidak membutuhkan oksigen dalam prosesnya Tidak membutuhkan suhu yang tinggi dalan prosesnya Pengalaman yang luas unutk penggunaannya Menghasilkan rasio H2/CO yang bagus pada syngas Rangkaian unit yang bekerja seca sinergis Sistem yang fleksibel sehingga mudah untuk menigkatkan kapasitas produksi

-

-

-

-

Menghasilkan emisi udara yang tinggi

-

Membutuhkan biaya yang besar karena membutuhkan lebih dari 1 reformer Pengalaman yang masih belum terlalu luas dalam penggunaannya Terkadang membutuhkan kombinasi dengan teknologi lain

-

-

3.2

Menggunakan suhu yang lebih tinggi Membutuhkan proses yang komplit Membutuhkan oksigen dalam prosesnya Pengalaman yang masih belum terlalu luas dalam penggunaannya

Proses yang Dipilih Dari berbagai data dari proses di atas, dipilih proses sintesis metanol

menggunakan proses Lurgi dengan jenis reaktor fixed bed multitube serta teknologi ATR dalam menghasilkan syngas. Hal yang menjadi pertimbangan sebagai berikut : 1. Perpindahan Panas Baik Dengan reaktor multitube, adanya tube akan memperluas bidang kontak antara reaktan dan media pendinginnya. Semakin luas bidang perpindahan panas,

18 semakin cepat kecepatan perpindahan panasnya. Reaksi sintesis metanol merupakan reaksi eksotermis. Sehingga. perpindahan panas yang cepat diperlukan untuk mengontrol suhu reaksi sintesis metanol dengan baik. 2. Selektivitas Produk Tinggi Pada proses ini digunakan katalis berbasis tembaga dengan pendukung berupa senyawa aluminium dan seng (Cu/Al2O3/ZnO). Penggunaan katalis berbasis tembaga telah terbukti memiliki selektivitas tinggi terhadap produk metanol, sehingga mayoritas pabrik metanol saat ini menggunakan katalis tersebut. 3. Fabrikasi Reaktor Relatif Sederhana Reaktor yang digunakan ini mirip dengan heat exchanger (HE) jenis multitube, yang merupakan alat yang umum digunakan di pabrik kimia. Dengan perkembangan teknologi pembuatan HE yang semakin maju, pembuatan reaktor dengan jenis ini relatif mudah dilakukan. 4. Kondisi Operasi Termasuk Kategori Medium Penggunaan jenis reaktor dan katalis pada proses Lurgi ini, kondisi operasi yang diperlukan tidak terlalu ekstrim (P < 100 atm, T < 300 oC). Sebagai pembanding, proses sintesis metanol skala industri yang pertama kali didirikan (Proses BASF), memiliki tekanan operasi 300 atm dan dengan suhu yang ekstrim. Dengan kondisi operasi proses Lurgi, tebal alat yang dipakai cukup wajar, sehingga harga material reaktor relatif murah. Selain itu, kondisi operasi yang semakin rendah, berdampak pada hazard bawaan dari proses yang akan semakin rendah. 3.3

Uraian Proses yang Dipilih

Berikut penguraian proses yang telah dipilih mengikuti bagan pada Gambar 2.7: 3.3.1 Pre-Reforming Pre-Reforming adalah istilah yang telah diterapkan pada steam reforming hidrokarbon suhu rendah dalam reaktor adiabatik sederhana. Pre-Reforming memanfaatkan konten panas dari aliran umpan untuk mendorong reaksi steam reforming pada suhu rendah. Reaktor ini juga menggunakan katalis nikel untuk meningkatkan laju reaksi. Pre-Reforming ini mampu mengubah hidrokarbon yang lebih tinggi menjadi metana dan karbon dioksida. Proses ini beroperasi pada suhu

19 sekitar 497ºC. Reaksi pre-Reforming menghasilkan campuran gas ekuilibrium yang mengandung hidrogen, karbon monoksida, karbon dioksida, metana dan uap sesuai reaksi yang diberikan pada Tabel 3.3. Tabel 3.3 Reaksi pada Proses Pre-Reforming Reaksi ∆H (kJ/mol) ∆G (kJ/mol) C2H6 + 2H2O  2CO + 347.24 215.70 5H2 C3H8 + 3H2O  3CO 521.46 282.52 +7H2 n-C4H10 + 4H2O  676.77 365.62 4CO + 9H2 CH4 + H2O  CO + 205.88 141.97 3H2 CO + H2O  H2 + -41.14 -28.61 CO2

∆S (J/Kmol) 441.41

Tcarnot (K) 786.66

801.81

650.35

1044.14

648.16

214.47

959.95

-42.05

978.36

3.3.2 Reaksi Autotermik ATR beroperasi pada uap rendah hingga mencapai rasio karbon dan pengembangan desain burner yang baru memastikan operasi yang aman dan faktor-faktor aliran yang tinggi. Pengukuran alternatif untuk mencapai rasio H2 / CO yang lebih rendah adalah dengan cara penambahan oksigen. Autothermic reforming adalah me-reforming hidrokarbon ringan dalam campuran uap dan oksigen dengan adanya katalis. Reaksi oksidasi digunakan untuk menyesuaikan rasio sintetis. Dalam proyek ini, proses ATR digunakan untuk menghasilkan syngas dengan rasio sintetis sekitar 2. Reaksi yang terjadi dalam reaktor ATR ditunjukkan pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Reaksi yang Terjadi pada Reaktor ATR Rekasi ∆H ∆G (kJ/mol) (kJ/mol) CH4 + 3/2 O2  CO + 2H2O -519.60 -543.80 CH4 + H2O  CO + 3H2 205.88 141.97 Rekasi ∆H ∆G (kJ/mol) (kJ/mol) CO + H2O  H2 + CO2 -41.14 -28.61

∆S Tcarnot (J/Kmol) (K) 81.23 -6396.65 214.47 959.95 ∆S Tcarnot (J/Kmol) (K) -42.05 978.36

3.3.3 Proses Pemisahan Semua reaksi yang terjadi dalam ATR adalah reaksi eksotermik, suhu produk sangat tinggi. Produk harus didinginkan ke suhu yang lebih rendah

20 sebelum pemisahan dapat terjadi. Setelah mendinginkan produk, kemudian dipisahkan menjadi bagian syngas yang berada di bagian atas pemisah, sedangkan air dalam campuran kelaur di bagian bawah. 3.3.4 Kompresi Tekanan syngas yang berasal dari pemisah meningkat dari 30 bar ke 80 bar dan ini dilakukan dengan menggunakan kompresor. Campuran dikompresi kemudian dicampur dengan aliran daur ulang dari flash drum seperti yang ditunjukkan dalam lembar aliran. Suhu campuran yang dihasilkan kemudian dinaikkan menjadi 270ºC sebelum memasuki reaktor metanol. 3.3.5 Sintesis Metanol Syngas yang dibuat dan daur ulang pada suhu 270 ºC dan tekanan 80 bar mengandung sebagian besar hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida. Reaksi utama untuk pembentukan metanol adalah hidrogenasi CO, hidrogenasi CO2 dan kemudian digabungkan dengan reaksi pergeseran gas air berbalik. Metanol secara termodinamis kurang stabil dan oleh karena itu katalis yang digunakan harus sangat selektif. Ketiga reaksi tersebut disajikan pada Tabel 3.5. Tabel 3.5 Reaksi pada Sintesis Metanol Reaksi ∆H (kJ/mol) ∆G (kJ/mol) CO + 2H2  CH3OH -90.45 -25.15 CO2 + 3H2  -49.43 3.46 CH3OH + H2O CO2 + H2  H2O + 41.14 28.61 CO

∆S (J/Kmol) -219.13 -177.09

Tcarnot (K) 412.77 279.12

42.05

978.36

Dua reaksi independen (hidrogenasi karbon monoksida dan pergeseran gas air berbalik) dianggap keluar dari tiga reaksi tergantung (1) - (3). Tingkat konstanta

reaksi

dikombinasikan

dengan

konstanta

laju

kesetimbangan

menyediakan cukup informasi tentang kinetika sintesis metanol. Konstanta laju reaksi, konstanta kesetimbangan adsorpsi dan konstanta kesetimbangan reaksi yang muncul dalam ekspresi kinetika disajikan pada Tabel 3.6. Tabel 3.6 Data Kesetimbangan dan Kinetika dari Proses Sintesis Metanol k = A exp (B/RgT) A B ka (bar-1/2) 0.499 17197 kb (bar-1) 6.62x10-11 124119 kc 3453.38 -

21 kd (mol/kg s bar2) ke (mol/kg s bar)

1.07 1.22x1010

𝑨

Keq = 10 (𝑻-B) K1eq (bar-2) K2eq

A 3066 2073

36696 -94765 B 10.592 2.029

Limbah reaktor didinginkan hingga 40 °C sebelum dikirim ke pemisah uap-cair. Pemisahan gas / cairan dilakukan dalam bejana bertekanan. Gas didaur ulang setelah membersihkan sebagian kecil untuk menjaga tingkat inerts masih dalam batasnya. Metanol mentah kemudian dikirim ke bagian pemurnian. Spesifikasi desain dan informasi katalis untuk reaktor industri metanol diberikan dalam Tabel 3.7. Tabel 3.7 Data Katalis dan Reaktor Parameter Jumlah Tube Densitas (kgm-3) Diameter Partikel Kapasitas Panas (kJ kg-1 K-1) Panjang Reaktor (m) Bed Void Fraction Densitas dari Catalyst Bed (kgm-3) Diameter Dalam Tube (m) Diameter Luar Tube (m)

Nilai 5500 1775 5.47x10-3 5 7.022 0.39 1140 0.038 00.42

3.3.6 Pemurnian Campuran air-metanol disuling untuk memenuhi spesifikasi akhir. Sangat penting bagi metanol untuk dimurnikan, baik dengan distilasi ataupun dengan deep flashing untuk menghilangkan komponen yang mudah menguap seperti CO2 dan memungkinkan untuk prosess pengiriman dan transportasi di bejana atmosfer. Ada tiga tingkat metanol yaitu: kelas kimia AAA (99,85% MeOH, 0,1% berat air, dan konsentrasi alkohol yang lebih tinggi pada tingkat suku cadang per juta), Kelas bahan bakar (97% MeOH, 1% berat air, 1,5% % alkohol dan 0,5%% minyak proses) dan kelas MTBE (97wt% MeOH, 1wt% air, 2% alkohol, 150ppm metil asetat, 0,3% berat medium cair inert). 3.5

Spesifikasi Bahan Baku

22 Bahan baku yang digunakan oleh pabrik untuk pembuatan methanol adalah natural gas. Spesifikasi natural gas yang digunakan adalah sebagai berikut: Tabel 3.5 Spesifikasi Gas Alam

Parameter Metana Etana dan hidrokarbon Nitrogen CO2 Kandungan sulfur Wujud Warna Density Moisture 3.6

Spesifikasi 92% 5% 2% 1% Sedikit Gas Tidk berwarna 0,6165 mol/m3 0,15 lb/MMSCF

Spesifikasi Produk Produk yang dihasilkan dari proses pabrik ini adalah metanol. Spesifikasi

metanol yang digunakan adalah sebagai berikut: Tabel 3.6 Spesifikasi Metanol

Parameter Wujud Warna Kemurnian Impuritas Titik didih Specifik gravity 3.7

Spesifikasi Cair Bening Min 99.85% berat 0,15% berat 64,7 oC 0,7928

Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk Sifat fisika dan kimia dari bahan baku dan produk dapat dilihat pada tabel

3.7 Tabel 3.7 Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk

Parameter Wujud Warna Titik didih Titik beku Titik nyala Densitas

Bahan baku Natural gas Gas Tidak berwarna -161,5 oC -182,5 oC -188 oC 0,6165 mol/m3

Produk Metanol Cair Bening 64,7 oC -97,8 oC 9,7 oC 0,79 gr/cm3

23 Kelarutan dalam air Rumus molekul Bau

0,0022% CH4 Khas gas alam

larut dalam porsi apapun CH3OH alkohol

24 DAFTAR PUSTAKA Albab, J. S. 2016. Mencari Landasan Hukum Pembentukan Badan Penyangga (Aggregator) Gas Alam. Jurnal . 7(2); 237-250. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada. Aasberg, K. P., Charlotte, S. N., Ib, D., Jens, P. Large Scale Methanol Production from Natural Gas. Arthur, T. 2009. Simulation, Optimal Operation And Self-Optimizing Control Of Methanol Process. Norwegia: Norwegian University of Science and Technology. Badan Pusat Statistik. 2018. ,Ekspor dan all_newtemplate.php,diakses 1 Oktober 2018.

Impor,

http://bps.go.id/

Othmer, K. 1995. Encyclopedia Of Chemical Technology. Edisi 4. Vol. 16. Canada: Jhon Willey & Sons, Inc. Ullmann, F., 2005, “Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”, pp.1411914120, John Wiley & Sons, New York.