Pra Desain Pabrik Bioetanol Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).

Darmawan, Nyoman Dennis Yngwie and Zahraindy, Sahirah (2022) Pra Desain Pabrik Bioetanol Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211840000029_02211840000036-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB)

Abstract

Berdasarkan data jumlah dan laju pertumbuhan penduduk dari tahun 1960 hingga 2020 jumlah penduduk terus meningkat. Hal ini dibuktikan dengan data Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat bahwa setiap sepuluh tahun, penduduk Indonesia meningkat hingga September 2020 sebanyak 270,20 juta jiwa semenjak tahun 1961. Penambahan penduduk 2020 dibandingkan dengan tahun 2010 memperlihatkan penambahan jumlah penduduk sebanyak 32,56 juta jiwa atau rata-rata sebanyak 3,26 juta setiap tahun. Laju pertumbuhan penduduk Indonesia sebesar 1,25 % per tahun dalam kurun waktu sepuluh tahun terakhir (2010–2020). Bioetanol merupakan bahan campuran untuk bahan bakar gasoline (premium dan pertamax) yang diproyeksikan pada seluruh skenario dengan persentase pencampuran mengikuti mandatory. Bioetanol generasi pertama (G1) memanfaatkan bahan baku pangan, seperti gula tebu, gula beet, molase gula tebu, dan beet, atau pati dari ubi kayu, jagung, sorghum, gandum, barley, ataupun dari umbi-umbian lainnya. Pembuatan bioetanol G1 skala kecil dilakukan di banyak laboratorium penelitian dengan bahan baku, selain dari ubi kayu dan jagung, antara lain dari pati talas atau garut. Generasi kedua bioetanol (G2) menggunakan bahan baku yang tidak dapat dikonsumsi sehingga tidak akan bersaing dengan kebutuhan pangan dan umumnya diproduksi dari komponen biomassa seperti lignin, selulosa, dan hemiselulosa, sehingga sering disebut Etanol Selulosa. Bioetanol generasi ketiga (G3) menggunakan mikroorganisme akuatik yang tidak dapat dikonsumsi, yakni alga, baik mikro maupun makro, sehingga sering disebut Etanol Alga. Dan terakhir adalah bioetanol generasi keempat (G4) yang dihasilkan melalui biomassa yang telah mengalami modifikasi genetika (GMO), dimana di dalam matriks biomassa terdapat enzim yang akan membantu penghancuran matriks biomassa itu sendiri (autohydrolysis) dalam proses pre-treatment. Bahan baku dari generasi kedua yang digunakan adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang merupakan salah satu limbah padat yang dihasilkan dari pabrik CPO yang jumlahnya mencapai 95,56% dari jumlah CPO yang diproduksi. Berdasarkan Data Statistik Perkebunan Indonesia melalui Direktorat Jendral Perkebunan diketahui bahwa produksi CPO di Indonesia akan semakin meningkat tiap tahunnya sehingga jumlah limbah TKKS juga akan sangat melimpah dan belum dimanfaatkan secara maksimal. Upaya pemerintah dalam mendukung kebijakan ekonomi makro, mengurangi impor bahan bakar minyak (BBM), dan menghemat devisa negara, perlu mempercepat peningkatan pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) dalam Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 32 Tahun 2008 tentang Penyediaan, Pemanfaatan, dan Tata Niaga Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai bahan bakar lain (alternatif). Dalam peraturan tersebut ditetapkan kewajiban minimal pemanfaatan bahan bakar nabati seperti biodesel, bioetanol, dan minyak nabati murni sebagai campuran bahan bakar minyak (BBM) yang meliputi sektor rumah tangga, transportasi PSO, transportasi non PSO, industri, dan komersial serta pembangkit listrik sebanyak 20% terhadap kebutuhan total pada tahun 2025. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa konsumsi bioetanol akan meningkat pada tahun 2025. Berdasarkan data dari Indonesia Biofuel Annual Report 2021, seiring dengan perkembangan waktu, pada tahun 2025 kebutuhan bioetanol semakin meningkat sekitar 517.000.000 L per tahun, sedangkan pabrik bioetanol yang ada di Indonesia saat ini hanya menghasilkan bioetanol sekitar 200.000.000 L pertahun. Harapannya, pendirian pabrik bioethanol ini akan memberikan dampak yang baik dan membantu memenuhi kebutuhan konsumsi bioetanol di Indonesia. Diharapkan pabrik bioetanol ini dapat memenuhi kebutuhan etanol Indonesia sebesar 48,094%, sehingga direncanakan pabrik ini beroperasi dengan kapasitas produksi 30.000 KL/tahun dengan asumsi 330 hari produksi. Kapasitas yang didapatkan per tahunnya sebesar 62.377.769 L per tahunnya. Dimana diperkiran pada bioetanol merupakan campuran sebagai upaya mengurangi ketergantungan impor BBM pada 2025 dan meningkatkan penggunaan bioetanol sebagai campuran BBM. Pabrik bioetanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit prosesnya dibagi menjadi tiga unit secara garis besar dari keseluruhan proses yaitu unit pertama ialah pre-treatment yang berfungsi untuk mereduksi ukuran bahan baku dan mendegradasi lignin agar terpisah dari holoselulosa, pada proses ini digunakan pre-treatment alkali menggunakan NaOH 2%. Kemudian unit kedua ialah fermentasi yaitu sebagai langkah penentu produksi bioetanol setelah melalui proses pre-treatment. Fermentasi yang dilakukan dengan metode SSCF yang dikenal sebagai hidrolisis dan fermentasi secara simultan pada tangki menggunakan co- fermentor yaitu Saccharomyces cerevisiae dan Scheffersomyces stipites dan menghasilkan bioetanol dengan kemurnian sebesar 19,5%.Selanjutnya untuk unit ketiga adalah proses separasi, untuk memisahkan bioetanol dari beberapa komponen agar menjadi etanol fuel grade dan sesuai dengan standar SNI yang telah ditetapkan. Pada unit ini campuran bioetanol dari unit fermentasi akan dinetralisasi menggunakan NH4OH kemudian dipisahkan dari padatan-padatan menggunakan Rotary Vacuum Filter dan masuk kolom distilasi untuk memurnikan kandungan bioetanol. Bioetanol keluar kolom distilasi dengan kemurnian 93% kemudian akan didehidrasi menggunakan molecular sieve untuk mencapai kemurnian fuel grade sebesar 99,6% volume. Pabrik bioetanol dari TKKS ini didirikan di Kawasan Industri Dumai, Riau. Yang menjadi pertimbangan penentuannya adalah ketersediaan bahan baku yang amat melimpah di daerah tersebut (luas lahan kelapa sawit terluas di Riau dan terdapat banyak pabrik CPO), ketersediaan air melimpah, sumber energi listrik cukup memadai, jumlah tenaga kerja pada usia kerja memenuhi, dan dilandaskan hukum serta topologi daerah yang memadai jika dibangun pabrik di daerah tersebut.
Sumber dana investasi berasal dari modal sendiri sebesar 60% biaya investasi dan pinjaman jangka pendek sebesar 40% biaya investasi dengan bunga sebesar 8,2 % per tahun. Dari analisa perhitungan ekonomi didapat hasil-hasil sebagai berikut :
• CAPEX : Rp 749.836.594.782.
• OPEX : Rp 258.248.455.323.
• NPV : Rp 33.665.209.610
• IRR : 17,10%
• POT : 5,67 tahun
• BEP : 48,88%
Jika dilihat secara keseluruhan, rata-rata %IRR, BEP dan POT masih menunjukkan bahwa pabrik Bioetanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit ini layak untuk didirikan.
===================================================================================================================================
Based on data on the number and rate of population growth from 1960 to 2020, the population continues to increase. This is evidenced by data from the Central Statistics Agency (BPS) noting that every ten years, Indonesia's population has increased until September 2020 by 270.20 million people since 1961. The increase in population in 2020 compared to 2010 shows an increase in the population of 32.56 million people. or an average of 3.26 million every year. Indonesia's population growth rate is 1.25% per year in the last ten years (2010–2020). Bioethanol is a mixed material for gasoline (premium and pertamax) which is projected in all scenarios with the percentage of mixing following the mandatory. The first generation of bioethanol (G1) utilizes food raw materials, such as cane sugar, beet sugar, molasses, cane sugar, and beets, or starch from cassava, corn, sorghum, wheat, barley, or other tubers. The manufacture of small-scale bioethanol G1 is carried out in many research laboratories using raw materials other than cassava and corn, including taro or arrowroot starch. The second generation of bioethanol (G2) uses raw materials that cannot be consumed so that it will not compete with food needs and is generally produced from biomass components such as lignin, cellulose, and hemicellulose, so it is often called Cellulose Ethanol. The third generation of bioethanol (G3) uses aquatic microorganisms that cannot be consumed, namely algae, both micro and macro, so it is often called Algae Ethanol. And lastly is the fourth generation bioethanol (G4) which is produced through genetically modified biomass (GMO), where in the biomass matrix there are enzymes that will help destroy the biomass matrix itself (autohydrolysis) in the pre-treatment process. The raw material from the second generation used is empty palm oil bunches (TKKS), which is one of the solid wastes produced from CPO factories, which amounts to 95.56% of the total CPO produced. Based on Indonesian Plantation Statistics Data through the Directorate General of Plantations, it is known that CPO production in Indonesia will increase every year so that the amount of OPEFB waste will also be very abundant and has not been utilized optimally. The government's efforts to support macroeconomic policies, reduce imports of fuel oil (BBM), and save foreign exchange, need to accelerate the increase in the use of Biofuels in the Regulation of the Minister of Energy and Mineral Resources Number 32 of 2008 concerning Provision, Utilization and Trading System for Biofuels (Biofuels) as other (alternative) fuels. The regulation stipulates a minimum requirement for the use of biofuels such as biodiesel, bioethanol, and pure vegetable oil as a mixture of fuel oil (BBM) covering the household sector, PSO transportation, non-PSO transportation, industry, and commercial as well as power generation as much as 20%. of the total demand in 2025. Thus, it can be concluded that the consumption of bioethanol will increase in 2025. Based on data from the Indonesia Biofuel Annual Report 2021, over time, in 2025 the need for bioethanol will increase by around 517,000,000 L per year, while bioethanol plants in Indonesia currently only produce around 200,000,000 L per year. It is hoped that the establishment of this bioethanol plant will have a good impact and help meet the needs of bioethanol consumption in Indonesia. It is expected that this bioethanol plant can meet Indonesia's ethanol demand of 48.094%, so it is planned that this plant will operate with a production capacity of 30,000 KL/year with the assumption of 330 production days. The capacity obtained per year is 62,377,769 L per year. Where it is estimated that bioethanol is a mixture as an effort to reduce dependence on imported fuel in 2025 and increase the use of bioethanol as a fuel mixture. The bioethanol plant from Oil Palm Empty Fruit Bunches, the process is divided into three units in outline of the whole process, namely the first unit is pre-treatment which serves to reduce the size of the raw material and degrade lignin to separate from holocellulose, in this process alkaline pre-treatment using NaOH is used. 2%. Then the second unit is fermentation, which is a determining step for bioethanol production after going through the pre-treatment process. Fermentation carried out by the SSCF method known as hydrolysis and simultaneous fermentation in a tank using a co-fermentor namely Saccharomyces cerevisiae and Scheffersomyces stipites and produces bioethanol with a purity of 19.5%. Next for the third unit is a separation process, to separate bioethanol from several components to become ethanol fuel grade and in accordance with the established SNI standards. In this unit, the bioethanol mixture from the fermentation unit will be neutralized using NH4OH then separated from the solids using a Rotary Vacuum Filter and enter the distillation column to purify the bioethanol content. Bioethanol comes out of the distillation column with a purity of 93% then will be dehydrated using a molecular sieve to achieve a fuel grade purity of 99.6% by volume. This bioethanol factory from TKKS was established in the Dumai Industrial Estate, Riau. The considerations for the determination are the availability of very abundant raw materials in the area (the largest area of oil palm land in Riau and there are many CPO factories), the availability of abundant water, sufficient electrical energy sources, the number of workers of working age fulfills, and is based on law. as well as an adequate regional topology if a factory is built in the area. The source of investment funds comes from own capital with 60% of investment costs and short-term loans of 40% of investment costs with an interest rate of 8.2% per year. From the analysis of economic calculations obtained the following results:
• CAPEX : IDR 749,836,594,782
• OPEX : IDR 258,248,455,323
• NPV : IDR 33,665,209,610
• IRR : 17.10%
• POTS : 5.67 years
• BEP : 48.88%
When viewed as a whole, the average %IRR, BEP and POT still indicate that the Bioethanol plant from Oil Palm Empty Fruit Bunches is feasible to be established.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSK 662.88 Ala o-1 2022
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	08 May 2026 03:49
Last Modified:	11 May 2026 02:25
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/133071

Actions (login required)

View Item