Pra Desain Pabrik Gamma Valerolakton dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit

Pamungkas, Berlian Widi Bela and Akbar, Faisal (2023) Pra Desain Pabrik Gamma Valerolakton dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211940000035_02211940000128-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Limbah TKKS dapat diolah menjadi berbagai macam produk, salah satunya adalah Gamma-Valerolakton (GVL). GVL adalah senyawa yang dihasilkan dari biomassa yang dianggap sebagai salah satu bahan kimia yang paling bernilai tambah. GVL adalah bahan baku ramah lingkungan yang dapat digunakan dalam sintesis organik untuk menyiapkan serangkaian bahan kimia penting seperti e-kaprolaktam, ester valerik, dan lain-lain. GVL memiliki banyak kegunaan. Dalam industri kimia, GVL digunakan sebagai bio-based green solvents. Dalam bidang energi, GVL digunakan sebagai bahan aditif bahan bakar. Konversi energi dari glukosa menjadi GVL adalah 97% dan energi pembakarannya mirip dengan etanol (29,7 MJ/kg). Nilai ∆Hc,liq GVL adalah -2,65 MJ/mol, yang dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar cair atau aditif bahan bakar berkualitas tinggi (nilai etanol dan metil tert-butil eter adalah -1,37 MJ/mol dan -3,37 MJ/mol, masing-masing). Berdasarkan DataIntelo, pasar global GVL diperkirakan akan tumbuh pada CAGR sebesar 5,02% dari tahun 2022 hingga 2030. Pertumbuhan di pasar ini dapat dikaitkan dengan meningkatnya permintaan GVL dari berbagai industri pengguna akhir seperti sebagai zat aditif untuk makanan, pelarut, intermediet monomer, dan lain-lain. Untuk memproduksi GVL dari limbah TKKS, diperlukan 4 tahap utama, yaitu tahap pre-treatment berupa steam explosion untuk mengurai biomassa TKKS menjadi selulosa, hemiselulosa dan lignin, tahap pembentukan asam levulinate dengan menghidrolisis selulosa dan untuk hemiselulosa dilakukan hidrolisis dilanjut dengan hidrogenasi katalitik kemudian dilanjut kembali hidrolisis untuk mendapat asam levulinat, dan tahap hidrogenasi katalitik asam levulinate untuk membentuk GVL. Proses utama yang digunakan dalam sintesis GVL dari asam levulinat adalah hidrogenasi katalitik dengan katalis Cu/ZrO2. Pabrik dengan kapasitas 3372 Ton/tahun direncanakan didirikan di Kota Dumai, tepatnya di Kawasan Industri Dumai. Pabrik ini mulai dibangun pada tahun 2023 dan beroperasi pada tahun 2025. Total biaya bahan baku sebesar Rp709.518.494.203,00 per tahun. Rencana hasil penjualan GVL dari limbah TKKS sebesar Rp3.690.454.345.328,00 per tahun. Untuk Internal Rate of Return sebesar 32,3% dengan Pay Out Time selama 4,24 tahun. Break Even Point dari pabrik ini sebesar 43,69%. Pabrik direncanakan beroperasi dengan proses Continuous 24 jam selama 330 hari per tahun.
================================================================================================================================
Oil Palm Empty Bunches (EFB) can be processed into various products, one of which is Gamma-Valerolactone (GVL). GVL is a compound produced from biomass which is considered as one of the most value-added chemicals. GVL is an environmentally friendly raw material that can be used in organic synthesis to prepare a series of important chemicals such as e-caprolactam, valeric esters and others. GVL has many uses. In the chemical industry, GVL is used as a bio-based green solvent. In the energy sector, GVL is used as a fuel additive. The energy conversion from glucose to GVL is 97% and the combustion energy is like that of ethanol (29.7 MJ/kg). The value of ∆Hc,liq GVL is -2.65 MJ/mol, which can be directly used as a high-quality liquid fuel or fuel additive (the value of ethanol and methyl tert-butyl ether is -1.37 MJ/mol and -3, 37 MJ/mol, respectively). Based on DataIntelo, the global GVL market is expected to grow at a CAGR of 5.02% from 2022 to 2030. The growth in this market can be attributed to the increasing demand for GVL from various end industrial users such as additives for food, fuels, intermediate monomers, etc. To produce GVL from OPEFB waste, 4 main stages are required, namely the pre-treatment stage in the form of steam explosion to decompose OPEFB biomass into cellulose, hemicellulose and lignin, the stage of forming levulinate acid by hydrolysing cellulose and for hemicellulose, hydrolysis is carried out followed by catalytic hydrogenation and then resumed. hydrolysis to obtain levulinic acid, and the catalytic hydrogenation step of levulinic acid to form GVL. The main process used in the synthesis of GVL from levulinic acid is catalytic hydrogenation with a Cu/ZrO2 catalyst. The factory with a capacity of 3372 tonnes/year is designed to be established in Dumai City, in the Dumai Industrial Area to be precise. This factory will begin construction in 2023 and will operate in 2025. The total cost of raw materials is IDR 709.518.494.203 per year. The planned proceeds from the sale of GVL from OPEFB waste amount to IDR 3.690.454.345.328,00 per year. For Internal Rate of Return of 32,3% with Pay out Time for 4,24 years. Break Even Point from this factory is 43,63%. The factory plans to operate with a 24-hour Continuous process for 330 days per year.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Asam Levulinat, GVL, Hidrogenasi Katalitik, Hidrolisis, TKKS Levulinic Acid, Catalytic Hydrogenation, Hydrolysis, OPEFB
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Faisal Akbar
Date Deposited:	28 Jul 2023 08:27
Last Modified:	28 Jul 2023 08:27
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/100141

Actions (login required)

View Item