Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) Dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 45 Ton Tbs /Jam

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN COMPRESSED NATURAL GAS (CNG)
DARI BIOGAS HASIL FERMENTASI THERMOFILIK
LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT
DENGAN KAPASITAS 45 TON TBS /JAM
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

DISUSUN OLEH:

REFINA SARI SIREGAR
NIM: 060405042

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011


Universitas Sumatera Utara

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN COMPRESSED NATURAL GAS (CNG) DARI
BIOGAS HASIL FERMENTASI THERMOFILIK LIMBAH CAIR
KELAPA SAWIT
DENGAN KAPASITAS 45 TON TBS /JAM

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh:

REFINA SARI SIREGAR
06 0405 042
Telah Diperiksa / Disetujui,
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II


Dr. Eng. Ir. Irvan, MSi
NIP : 19680820 199501 1 001

Ir.Bambang Trisakti, MSi
NIP: 19660925 199103 1 003

Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir

Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN

Universitas Sumatera Utara


2011
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalammu‘alaikum Wr. Wb
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan
rahmat, ridho dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini
dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas
(CNG) dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit
dengan Kapasitas 45 ton TBS/jam”.
Skripsi ini diajukan untuk memenuhi persyaratan sidang sarjana pada
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atau untuk
mendapatkan gelar ST.
Permulaan yang baik belum tentu berakhir baik, tetapi suatu akhir yang baik
akan memberikan kebahagian dan kepuasan walaupun dengan permulaan yang sukar.
Dalam mengerjakan Skripsi ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan
dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Dr. Eng. Irvan, MSi sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus Ketua
Departemen Teknik Kimia FT USU yang telah membimbing,
memberikan masukan dan arahan selama menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.Si sebagai Dosen Pembimbing II yang
telah

membimbing,

memberikan

masukan

dan

arahan

selama

menyelesaikan skripsi ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MSi, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak M. Hendra S Ginting, ST, MT sebagai Dosen Penguji I yang telah
memberikan masukan dan saran pada tugas akhir saya ini.

Universitas Sumatera Utara

6. Ibu Ir. Netti Herlina, MT sebagai Dosen Penguji II yang telah
memberikan masukan dan saran pada tugas akhir saya ini.
7. Teristimewa Ibunda tercinta Rukiah Nasution dan Nenek yang selalu
sabar dan mendoakan, memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi
ini.
8. Almarhum Ayahanda tercinta, yang belum sempat melihat penulis
menjadi sarjana hingga saat ini.
9. Seluruh staf pengajar dan pengurus administrasi Departemen Teknik
Kimia Universitas Sumatera Utara.
10. Rekan seperjuangan Senafati, atas kerjasamanya dalam penulisan tugas
akhir ini dalam suka dan duka.
11. Saudara kandung penulis, kakanda arif, adi, ican dan seluruh keluarga
besar di Medan.
12. Keluarga besar Siregar, Harahap dan Nasution.
13. Teman-teman seperjuang penulis, Dahyat, Meutia Mirnandaulia, Gina

Sari Anjani, Siti Fatimah Siregar, Amalia Yolanda, A.Wulan Pratidina,
Andika Syahputra Siregar, dan teman-teman 06 semua yang terus
menyemangati dan selalu berbagi ilmu kepada penulis selama
penyusunan skripsi.
14. Para senior Penulis, bg Riki Handoko, ST, kak Apriana Rahmadani, ST,
kak Mairani Nasution, ST, bg Azlansyah, ST, bg Destriaji Herjun
Permadi, ST, bg Febriansyah Ansori rosdi, bg Vandi yang telah
memotivasi dan membantu dalam kelengkapan bahan penyusunan
skripsi.
15. Para Junior Penulis, Luri Adrian, Danil Tarmizi, Herypasc Adipasah,
Hanifah Wita Utami, Dahlia, Aji, dikki dan adik-adik junior 2007, 2008,
2009, 2010 semua yang telah memberikan bantuan dan doa kepada
penulis.
16. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak
tercantum namanya.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang

Universitas Sumatera Utara


bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga laporan ini
dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.

Medan, 22 Juni 2011
Penulis,

Refina Sari Siregar
06 0405 042

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Gas alam terkompresi (Compressed natural gas, CNG) adalah alternatif bahan bakar
selain bensin atau solar. Di Indonesia, CNG dikenal sebagai bahan bakar gas (BBG).
Bahan bakar ini dianggap lebih bersih bila dibandingkan dengan dua bahan bakar
minyak karena emisi gas buangnya yang ramah lingkungan. CNG dibuat dengan
melakukan kompresi metana (CH4). Komposisi CNG yang terdiri dari metana (CH4)
ini dapat diperoleh dari biogas. Biogas dapat dibuat dari limbah organik, salah
satunya limbah cair kelapa sawit (LCKS). Pra rancangan pabrik pembuatan
Compressed Natural Gas (CNG) dari hasil biogas hasil fermentasi thermofilik

limbah cair kelapa sawit ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas umpan
45 Ton TBS/ Jam dan beroperasi selama 365 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik
yang direncanakan adalah di daerah dekat bahan baku yakni PTP Nusantara IV
Adolina, Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara dengan luas areal
13.430 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha
Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi garis dan staf. Hasil evaluasi
ekonomi Pabrik Pembuatan CNG ini sebagai berikut:
• Total Modal Investasi
: Rp. 235.421.057.156,• Total Biaya Produksi
: Rp. 171.601.054.930,• Hasil Penjualan
: Rp. 328.603.272.916,• Laba Bersih
: Rp. 156.217.206.896,• Profit Margin (PM)
: 47,54 %
• Break Even Point (BEP)
: 46,11 %
• Return on Investment (ROI)
: 33,49 %
• Pay Out Time (POT)
: 2,99 tahun
• Return on Network (RON)

: 55,81 %
• Internal Rate of Return (IRR)
: 48,33 %
Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan CNG ini
layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................... i
INTISARI.......................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii
BAB I

PENDAHULUAN .......................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ......................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................. I-3
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik .................................................. I-3


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. II-1
2.1 Compressed Natural Gas (CNG) .............................................. II-1
2.2 Pengertian Biogas..................................................................... II-3
2.3 Sejarah Biogas ......................................................................... II-5
2.4 Tahapan metabolisme dalam degradasi anaeobik ...................... II-6
2.4.1 Hidrolisis ........................................................................ II-6
2.4.2 Fermentasi (Asidogenesis) .............................................. II-6
2.4.3 Asetogenesis ................................................................... II-7
2.4.4 Metagenesis .................................................................... II-7
2.5 Variabel kondisi proses ............................................................ II-8
2.5.1 Temperatur ..................................................................... II-8
2.5.2 pH dan alkalinitas ........................................................... II-9
2.5.3 Perbandingan karbon dan nitrogen (C:N) ........................ II-10
2.6 Fermentasi Anaerobik .............................................................. II-10
2.7 Nilai Potensial Biogas .............................................................. II-11
2.8 Limbah Cair Kelapa Sawit........................................................ II-11
2.9 Deskripsi Proses dan sifat-sifat bahan baku dan produk ............ II-14

2.9.1 Deskripsi proses pra rancangan pabrik pembuatan Compressed
Natural Gas (CNG) dari hasil fermentasi Thermofilik limbah
cair kelapa sawit ............................................................. II-14

Universitas Sumatera Utara

2.9.1.1 Fermentasi limbah cair kelapa sawit menjadi
biogas .................................................................. II-14
2.9.1.2 Pemurnian biogas ................................................ II-15
2.9.1.3 Pengkompresan biogas ........................................ II-16
2.9.2 Sifat-sifat bahan pembantu dan produk............................ II-16
2.9.2.1 Limbah Cair Kelapa Sawit (LCKS) ..................... II-16
2.9.2.2 Metana (CH4) ...................................................... II-17
2.9.2.3 Karbon Dioksida (CO2) ....................................... II-17
2.9.2.4 Natrium Karbonat (NaHCO3) .............................. II-18
2.9.2.5 Ferro Klorida (FeCl2)........................................... II-19
2.9.2.6 Air (H2O) ............................................................ II-19
2.9.2.7 Kalium Karbonat (K2CO3) ................................... II-20
2.9.2.8 Propana (C3H8) .................................................... II-20
2.9.2.9 Compressed Natural Gas (CNG) ......................... II-20
BAB III

NERACA MASSA ......................................................................... III-1
3.1 Bak Neutralizer (T-101) ........................................................... III-1
3.2 Bak Pencampur Nutrisi (M-105) .............................................. III-1
3.3 Reaktor Tangki Berpengaduk (R-201) ...................................... III-2
3.4 Tangki Sedimentasi (F-202) ..................................................... III-2
3.5 Filter Press (H-204) ................................................................. III-3
3.6 Water Trap (F-301) .................................................................. III-3
3.7 Adsorpsi / Desulfiriser (D-305) ................................................ III-3
3.8 Kolom Absorpsi (D-307).......................................................... III-4
3.9 Kolom Stripper (D-311) ........................................................... III-4

BAB IV

NERACA ENERGI ........................................................................ IV-1
4.1 Bak Neutralizer (T-101) ........................................................... IV-1
4.2 Bak Pencampur Nutrisi (M-105)............................................... IV-1
4.3 Reaktor Fermentasi (R-201) ..................................................... IV-1
4.4 Heater I (E-304) ....................................................................... IV-2
4.5 Kolom Absorpsi (D-307) ......................................................... IV-2
4.6 Heater II (E-310) ..................................................................... IV-2

Universitas Sumatera Utara

4.7 Kolom Stripper (D-311) ........................................................... IV-3
4.8 Cooler I (E-314) ....................................................................... IV-3
4.9 Kompressor I (G-402) ............................................................. IV-3
4.10 Cooler II (E-403)………………………………………………IV-4
4.11 Kompressor II (G-405)………………………………………...IV-4
BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN ......................................................... V-1
5.1 Bak Netralisasi (T-101) ............................................................ V-1
5.2 Screw Conveyor (C-102) .......................................................... V-1
5.3 Screw Conveyor (C-103) .......................................................... V-1
5.4 Pompa I (P-104) ...................................................................... V-2
5.5 Bak Pencampur Nutrisi (M-105) .............................................. V-2
5.6 Pompa II Netralisasi (P-106) ................................................... V-3
5.7 Reaktor Fermentasi (R-201) ..................................................... V-3
5.8 Tangki Sedimentasi (F-202) ..................................................... V-4
5.9 Pompa III (P-203) .................................................................... V-4
5.10 Filter Press (H-204) ............................................................... V-5
5.11 Bak Penampung Pupuk Cair (F-205) ..................................... V-5
5.12 Water Trap (F-301) ............................................................... V-5
5.13 Tangki Penampung Biogas (F-303) ........................................ V-6
5.14 Heater I (E-304) .................................................................... V-6
5.15 Adsorpsi / Desulfurizer (D-305) ............................................. V-7
5.16 Blower (L-306) ...................................................................... V-7
5.17 Kolom Absorpsi (D-307) ........................................................ V-7
5.18 Pompa IV (P-308) .................................................................. V-8
5.19 Pompa V (P-309).................................................................... V-8
5.20 Heater II (E-310)................................................................... V-9
5.21 Stripper (D-311) ..................................................................... V-9
5.22 Kompressor I (G-312) ........................................................... V-9
5.23 Tangki Penyimpanan Gas CO2 (F-313) .................................. V-10
5.24 Cooler (E-314) ...................................................................... V-10
5.25 Pompa VI (P-316) .................................................................. V-11
5.26 Tangki Akumulasi Gas CH4 (F-401) ....................................... V-11

Universitas Sumatera Utara

5.27 Kompressor II (G-402) .......................................................... V-12
5.28 Cooler II (F-403) .................................................................. V-12
5.29 Tangki Penyimpan CNG (F-404) ............................................ V-12
5.30 Kompressor III (G-405) .......................................................... V-13
5.31 Tangki Penyimpanan Propana (F-407).................................... V-13
5.32 Tangki Peniyimpanan Propana Bekas (F-408) ........................ V-14
BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA .................... VI-1
6.1 Instrumentasi .......................................................................... VI-1
6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja .......................................... VI-7
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Compressed Natural
Gas (CNG) dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair
Kelapa Sawit .......................................................................... VI-8
6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ............ VI-8
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri........................................... VI-9
6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik……………………VI-10
6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan……………VI-10
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis………………...VI-10

BAB VII

UTILITAS...................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam).......................................................... VII-1
7.2 Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2
7.2.1 Screening ...................................................................... VII-5
7.2.2 Sedimentasi ................................................................... VII-5
7.2.3 Klarifikasi ..................................................................... VII-5
7.2.4 Filtrasi........................................................................... VII-6
7.2.5 Demineralisasi .............................................................. VII-7
7.2.6 Dearetaor……………………………………………...VII-10
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia…………………………………….VII-10
7.4 Kebutuhan Listrik……………………………………………VII-11
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar……………………………………..VII-13
7.6 Unit Pengolahan Limbah…………………………………….VII-14
7.6.1 Bak Penampungan (BP) ..............................................VII-15
7.6.2 Bak Pengendapan Awal (BPA)....................................VII-16

Universitas Sumatera Utara

7.6.3 Bak Netralisasi (BN) ...................................................VII-16
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................VII-17
7.7.1 Screening (SC) ............................................................VII-17
7.7.2 Pompa Screening (PU-01) ...........................................VII-18
7.7.3 Bak Sedimentasi (BS) .................................................VII-18
7.7.4 Pompa Sedimentasi (PU-02)........................................VII-19
7.7.5 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-01)............... VII-19
7.7.6 Pompa Alum (PU-03)................................................. VII-19
7.7.7 Tangki Pelarutan Soda Abu [Na2CO3] (TP-02) ........... VII-19
7.7.8 Pompa Soda Abu (PU-04) .......................................... VII-20
7.7.9 Clarifier (CL) ........................................................... VII-20
7.7.10 Pompa Clarifier (PU-05) .......................................... VII-20
7.7.11 Sand Filter (SF)....................................................... VII-21
7.7.12 Pompa Send Filter (PU-06) ...................................... VII-21
7.7.13 Meanara Air (MA) ................................................... VII-21
7.7.14 Pompa ke Cation Exchanger (PU-07) ...................... VII-22
7.7.15 Pompa ke Menara Pendingin Air (PU-08)................. VII-22
7.7.16 Pompa Ke Tangki Utilitas (PU-09) ........................... VII-22
7.7.17 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03) ....... VII-22
7.7.18 Pompa H2SO4 (PU-10) ............................................. VII-23
7.7.19 Penukar Kation / Cation Exchanger (CE) ................. VII-23
7.7.20 Pompa Cation Exchanger (PU-11) .......................... VII-23
7.7.21 Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) ............................. VII-24
7.7.22 Pompa NaOH (PU-12) ............................................. VII-24
7.7.23 Penukar Anion / Anion Exchanger (AE) ................... VII-24
7.7.24 Pompa Antion Exchanger (PU-13)........................... VII-25
7.7.25 Tangki Pelarutan kaporit (Ca(ClO)2) (TP-05) ........... VII-25
7.7.26 Pompa kaporit (PU-14)............................................ VII-25
7.7.27 Tangki Utilitas (TU) ................................................. VII-26
7.7.28 Pompa Domestik (PU-15)......................................... VII-26
7.7.29 Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT) VII-26
7.7.30 Pompa Menara Pendingin Air (PU-16) ..................... VII-27

Universitas Sumatera Utara

7.7.31 Dearator (DE) .......................................................... VII-27
7.7.32 Pompa Dearator (PU-17) ......................................... VII-27
7.7.33 Ketel Uap (KU) ........................................................ VII-28
7.7.34 Pompa Bahan Bakar (PU-18) ................................... VII-28
7.7.35 Tangki Bahan Bakar (TB) ....................................... VII-28
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK .................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ..................................................................... VIII-1
8.1.1 Faktor-faktor Utama/Primer ..................................... VIII-2
8.1.2 Faktor Sekunder ........................................................ VIII-3
8.2 Tata Letak Pabrik ............................................................... VIII-7
8.3 Perincian Luas Tanah ......................................................... VIII-8
BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ................ IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan .......................................................... IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ............................................. IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional .................................... IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ............................... IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional dan Staf ...................... IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan ........................................................ IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ................................................ IX-5
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung jawab ................... IX-6
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .................... IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris ....................................................... IX-6
9.4.3 Direktur...................................................................... IX-7
9.4.4 Staf Ahli..................................................................... IX-7
9.4.5 Sekretaris ................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi ....................................................... IX-8
9.4.7 Manajer Teknik .......................................................... IX-8
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan ................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ............................ IX-8
9.5 Sistem Kerja ......................................................................... IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ........................... IX-10
9.7 Sistem Penggajian ................................................................ IX-11

Universitas Sumatera Utara

9.8 Fasilitas Tenaga Kerja .......................................................... IX-12
BAB X

ANALISA EKONOMI ............................................................... X-1
10.1

Modal Investasi ................................................................. X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital
Investment (FCI) ..................................................... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ..................... X-3

10.2

Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ................... X-4
10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC) ............................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel / Variable Cost (VC)...................... X-4

10.3

Total Penjualan / Total Sales ............................................. X-5

10.4

Bonus Perusahaan…………………………………………..X-5

10.5

Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan........................................ X-5

10.6

Analisa Aspek Ekonomi ...................................................... X-5
10.6.1 Profit Margin (PM).................................................. X-5
10.6.2 Break Even Point (BEP) .......................................... X-6
10.6.3 Return on Investment (ROI) ..................................... X-6
10.6.4 Pay Out Time (POT) ................................................ X-7
10.6.5 Return on Network (RON) ....................................... X-7
10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) .................................. X-7

BAB XI

KESIMPULAN .............................................................................. XI-1

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... xv
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ..................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI .................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ..................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI .................................... LE-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Skema fermentasi metana pada proses anaerobik................... II-8

Gambar 6.1

Instrumentasi pada alat .......................................................... VI-6

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed natural
Gas (CNG) dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair
Kelapa Sawit........................................................................ VIII-9

Gambar 9.1

Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas
(CNG) dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik

Limbah Cair

Kelapa Sawit...........................................................................IX-13
Gambar LD-1 Sketsa bar screening ............................................................. LD-2
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
dan Tangki Pelarutan ............................................................ LE-5
Gambar LE.2 Kurva Break Even Point Pabrik Compressed Natural Gas (CNG)
………………………………………………………………..LE-29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1

Sifat Beberapa Bahan Bakar .......................................................... I-2

Tabel 2.1

Spesifikasi CNG ............................................................................. II-3

Tabel 2.2

Komposisi biogas secara umum ...................................................... II-4

Tabel 2.3

Keuntungan dan kerugian fermentasi anaerobik .............................. II-10

Tabel 2.4

Kesetaraan Biogas dengan sumber lain ........................................... II-11

Tabel 2.5

Komposisi kimia limbah cair PMKS ............................................... II-13

Tabel 2.6

Komposisi asam amino limbah cair segar PMKS ............................ II-13

Tabel 2.7

Baku mutu limbah cair industri minyak kelapa sawit ...................... II-13

Tabel 2.8

Karakteristik limbah cair kelapa sawit ............................................ II-16

Tabel 3.1

Neraca Massa pada Bak Netralisasi (T-101).................................... III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa pada Bak pencampur nutrisi (M-105) ....................... III-1

Tabel 3.3

Neraca Massa pada Reaktor Tangki Berpengaduk (R-201) ............. III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa pada Tangki Sedimentasi (F-202) ............................. III-2

Tabel 3.5

Neraca Massa pada Filter Press (H-204) ........................................ III-3

Tabel 3.6

Neraca Massa pada Water Trap (F-301).......................................... III-3

Tabel 3.7

Neraca Massa pada Desulfurisasi (D-305) ...................................... III-3

Tabel 3.8

Neraca Massa pada Kolom Absorpsi (D-307) ................................. III-4

Tabel 3.9

Neraca Massa pada Kolom Stripper (D-311)................................... III-4

Tabel 4.1

Neraca Energi pada Bak Neutralizer (T-101) .................................. IV-1

Tabel 4.2

Neraca Energi pada Bak pencampur nutrisi (M-105)....................... IV-1

Tabel 4.3

Neraca Energi pada Reaktor Fermentasi (R-201) ............................ IV-1

Tabel 4.4

Neraca Energi pada Heater I (E-304) .............................................. IV-2

Tabel 4.5

Neraca Energi pada kolom absorpsi (D-307)................................... IV-2

Tabel 4.6

Neraca Energi pada Heater II (E-310)............................................. IV-2

Tabel 4.7

Neraca Energi pada Kolom Stripper (D-311) .................................. IV-3

Tabel 4.8

Neraca Energi pada Cooler I (E-314) ............................................. IV-3

Tabel 4.9

Neraca Energi pada Kompressor (G-402) ....................................... IV-3

Tabel 4.10 Neraca Energi pada Cooler II (E-403)............................................. IV-4
Tabel 4.11 Neraca Energi pada Kompressor (G-405)...................................... IV-4
Tabel 6.1

Daftar penggunanan instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik

Universitas Sumatera Utara

Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) dari Biogas Hasil
Fermentsi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit........................... VI-4
Tabel 7.1

Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas ........................................ VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan air pendingin pada alat .................................................. VII-2

Tabel 7.3

Kebutuhan air untuk kebutuhan domestik ....................................... VII-3

Tabel 7.4

Kualitas Air Sungai Ular................................................................. VII-4

Tabel 7.5

Kebutuhan daya pada unit proses.....................................................VII-11

Tabel 7.6

Kebutuhan daya pada unit utilitas....................................................VII-11

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ...................................................................VIII-8
Tabel 9.1 Susunan Jadwal Karyawan Shift ................................................... IX-10
Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ........................................... IX-10

Tabel 9.3

Perincian Gaji Karyawan .............................................................. IX-11

Tabel LB.1 Nilai kontribusi Unsur Atom....................................................... LB-1
Tabel LB.2 Kapasitas panas beberapa senyawa pada 298,25 K (J/mol.K) ...... LB-2
Tabel LB.3 Panas Reaksi Pembentukan (kJ/ mol. K) ..................................... LB-2
Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K) ................................................ LB-3
Tabel LB.5 Data Kapasitas Panas (J/mol.K) .................................................. LB-3
Tabel LB.6 Energi yang masuk ke Bak Neutralizer ....................................... LB-4
Tabel LB.7 Perhitungan Trial I Energi yang Keluar dari Bak Neutralizer ...... LB-5
Tabel LB.8 Perhitungan Trial II Energi yang keluar dari Bak Neutralizer ...... LB-5
Tabel LB.9 Perhitungan Energi yang Masuk ke Bak Pencampur Nutrisi........ LB-6
Tabel LB.10 Perhitungan Trial I Energi yang Keluar ke Bak Pencampur Nutrisi
......................................................................................................LB-7
Tabel LB.11 Perhitungan Trial II Energi yang Keluar ke Bak Pencampur Nutrisi
......................................................................................................LB-7
Tabel LB.12 Energi yang masuk ke dalam Fermentor .................................... LB-8
Tabel LB.13 Perhitungan Energi yang keluar dari Fermentor ......................... LB-9
Tabel LB.14 Perhitungan Energi yang Masuk heater I ................................... LB-10
Tabel LB.15 Perhitungan Energi yang keluar dari heater................................ LB-11
Tabel LB.16 Panas masuk ke dalam kolom absorpsi untuk setiap komponen . LB-12
Tabel LB.17 Perhitungan Energi yang keluar dari kolom absorpsi ................. LB-13
Tabel LB.18 Perhitungan Energi yang masuk Heater II ................................. LB-14

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.19 Perhitungan Energi yang keluar dari Heater II ........................... LB-15
Tabel LB.20 Panas masuk ke dalam kolom stripper untuk setiap komponen .. LB-16
Tabel LB.21 Panas keluar ke dalam kolom stripper untuk setiap komponen .. LB-16
Tabel LB.22 Energi yang masuk menuju cooler I .......................................... LB-18
Tabel LB.23 Energi yang keluar dari cooler I ................................................ LB-18
Tabel LB.24 Perhitungan Energi panas kompressor ....................................... LB-19
Tabel LB.25 Perhitungan Energi yang masuk dari kompressor....................... LB-20
Tabel LB.26 Perhitungan Energi yang keluar dari kompressor ....................... LB-20
Tabel LB.27 Energi yang masuk menuju Cooler II ........................................ LB-21
Tabel LB.28 Energi yang keluar dari cooler II ............................................... LB-22
Tabel LB.29 Perhitungan Energi panas kompressor ....................................... LB-23
Tabel LB.30 Perhitungan Energi yang masuk dari kompressor....................... LB-24
Tabel LB.31 Perhitungan Energi yang keluar dari kompressor ....................... LB-24
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................ LE-1
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ............................................... LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................ LE-6
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas ............................................... LE-7
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ......................................................... LE-10
Tabel LE.6 Perincian Gaji Karyawan .......................................................... LE-14
Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-16
Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-17
Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000 ................................................................................ LE-19
Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000 . LE-19
Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-28

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Gas alam terkompresi (Compressed natural gas, CNG) adalah alternatif bahan bakar
selain bensin atau solar. Di Indonesia, CNG dikenal sebagai bahan bakar gas (BBG).
Bahan bakar ini dianggap lebih bersih bila dibandingkan dengan dua bahan bakar
minyak karena emisi gas buangnya yang ramah lingkungan. CNG dibuat dengan
melakukan kompresi metana (CH4). Komposisi CNG yang terdiri dari metana (CH4)
ini dapat diperoleh dari biogas. Biogas dapat dibuat dari limbah organik, salah
satunya limbah cair kelapa sawit (LCKS). Pra rancangan pabrik pembuatan
Compressed Natural Gas (CNG) dari hasil biogas hasil fermentasi thermofilik
limbah cair kelapa sawit ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas umpan
45 Ton TBS/ Jam dan beroperasi selama 365 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik
yang direncanakan adalah di daerah dekat bahan baku yakni PTP Nusantara IV
Adolina, Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara dengan luas areal
13.430 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha
Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi garis dan staf. Hasil evaluasi
ekonomi Pabrik Pembuatan CNG ini sebagai berikut:
• Total Modal Investasi
: Rp. 235.421.057.156,• Total Biaya Produksi
: Rp. 171.601.054.930,• Hasil Penjualan
: Rp. 328.603.272.916,• Laba Bersih
: Rp. 156.217.206.896,• Profit Margin (PM)
: 47,54 %
• Break Even Point (BEP)
: 46,11 %
• Return on Investment (ROI)
: 33,49 %
• Pay Out Time (POT)
: 2,99 tahun
• Return on Network (RON)
: 55,81 %
• Internal Rate of Return (IRR)
: 48,33 %
Dari hasil evaluasi ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan CNG ini
layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Kecenderungan meningkatnya harga bahan bakar minyak bumi dunia,

mengakibatkan juga meningkatnya pengeluaran pemerintah untuk memberikan
subsidi bagi lebih dari 40 juta kilo liter bahan bakar minyak (BBM) non industri.
Salah satunya adalah minyak tanah untuk kebutuhan rumah tangga. Maka
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral yang mempunyai tugas membantu
Presiden dalam menyelenggarakan sebagian urusan pemerintahan di bidang energi
dan sumber daya mineral, melalui Badan Penelitian dan Pengembangannya
melakukan serangkaian percobaan untuk dapat menggantikan minyak tanah yang
digunakan di rumah tangga dengan bahan bakar lain yang lebih murah dan tetap
aman. Untuk itu salah satu percobaan yang dilakukan adalah dengan menggantikan
minyak tanah dengan Bahan Bakar Gas (BBG) atau Compressed Natural Gas (CNG)
(Lemigas, 2010).
Selain itu, penggunaan bahan bakar minyak bumi selama ini menyebabkan
tingginya tingkat pencemaran lingkungan melalui emisi yang dihasilkan, seperti CO2,
NOx, SOx, dll. Hal ini terkait langsung dengan isu dunia mengenai pemanasan global
sebagai akibat dari efek rumah kaca. Untuk itu, diversifikasi dan penguasaan
teknologi merupakan yang faktor penting disamping kesadaran akan kelestarian
lingkungan (Witono, 2009).
Sedangkan, bahan bakar CNG ini dianggap lebih bersih bila dibandingkan
dengan dua bahan bakar minyak karena emisi gas buangnya yang ramah lingkungan.
CNG dibuat dengan melakukan kompresi metana (CH4). CNG disimpan dan
didistribusikan dalam bejana tekan, biasanya berbentuk silinder. Gas alam
terkompresi adalah alternatif bahan bakar selain bensin atau solar. Di Indonesia,
CNG dikenal sebagai BBG. Konversi ke CNG difasilitasi dengan pemberian harga
yang lebih murah bila dibandingkan dengan bahan bakar cair (bensin dan solar),
peralatan konversi yang dibuat lokal dan infrastruktur distribusi CNG yang terus
berkembang. Sejalan dengan semakin meningkatnya harga minyak dan kesadaran
lingkungan, CNG saat ini mulai digunakan juga untuk kendaraan penumpang dan

Universitas Sumatera Utara

truk barang berdaya ringan hingga menengah. Sesungguhnya di Indonesia, CNG
bukanlah barang baru. Pencanangan untuk menggunakan CNG yang harganya lebih
murah dan lebih bersih lingkungan daripada bahan BBM sudah dilakukan sejak
tahun 1986 (Lemigas, 2010).
Secara umum lebih dari 80% komponen gas bumi yang dipakai sebagai BBG
merupakan gas metana, 10%-15% gas etana, dan sisanya adalah gas karbon dioksida,
dan gas-gas lain. Komponen mampu bakar dari gas adalah metana, karbondioksida,
dan hidrogen dalam jumlah yang bervariasi.
Tabel 1.1 Sifat Beberapa Bahan Bakar
No

Karakteristik

Premium

LPG

CNG

C8H18

C3H8

CH4

752 kg/m3

1,5 kg/m3

0,6 kg/m3

1

Komposisi

2

Densitas

3

Berat Molekul

114,8 kg/kmol

44,09 kg/kmol

17,51 kg/kmol

4

Nilai Kalor

45950 kj/kmol

46360 kj/kmol

47476 kj/kmol

5

AFR Stoikiometri

14,57

15,6

16,15

6

Temperatur Penyalaan min

360 oC

460 oC

521,4 oC

7

Kecepatan Nyala

20-40 m/s

0,82 m/s

0,66 m/s

8

Angka Oktan

88

110

130

(Burhanuddin, 2010)

Komposisi CNG yang terdiri dari metana (CH4) ini dapat diperoleh dari gas
produk akhir pencernaan atau degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteribakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau udara yang dikenal dengan
biogas, dimana komponen terbesar (penyusun utama) biogas adalah metana (CH4, 54
– 80 %-vol) dan karbon dioksida (CO2, 20 – 45 %-vol) (Rohman, 2010).
Biogas dapat dibuat dari limbah organik, salah satunya limbah cair kelapa
sawit (LCKS). Pabrik minyak kelapa sawit (PMKS) merupakan industri yang sarat
dengan residu pengolahan berupa limbah, yaitu sebanyak 70-75 %. Jumlah limbah
cair yang dihasilkan oleh PMKS berkisar antara 600-700 liter/ton tandan buah segar
(TBS). Saat ini diperkirakan jumlah limbah cair yang dihasilkan oleh PMKS di

Universitas Sumatera Utara

Indonesia mencapai 28,7 juta ton. Hal ini jelas akan menimbulkan kerusakan bagi
lingkungan hidup jika LCKS dibuang secara langsung karena LCKS memiliki
kandungan Biologycal Oxygen Demand (BOD) sebesar 212,8 g/L, Chemical Oxygen
Demand (COD) sebesar 347,2 g/L dan pH 4,1 (bersifat asam). Maka, pengolahan
LCKS menjadi biogas merupakan alternatif yang sangat baik karena selain dapat
memberikan nilai ekonomis juga dapat mengurangi kerusakan lingkungan hidup.
Dari hasil penelitian, potensi biogas yang dihasilkan dari 600-700 kg LCKS sekitar
20 m3 biogas dan setiap m3 gas metan dapat diubah menjadi energi sebesar 4.700 –
6.000 kkal atau 20-24 MJ (Siregar, 2010).
Berdasarkan faktor-faktor di atas, produksi CNG dari limbah cair kelapa
sawit tampaknya dapat menjanjikan untuk dilakukan dalam mengurangi emisi gas
rumah kaca yang ditimbulkan limbah tersebut sekaligus mampu menyediakan solusi
bagi krisis energi yang sedang dihadapi Indonesia saat ini.

1.2

Perumusan Masalah
Perumusan masalah pra rancangan pabrik CNG dari Biogas Hasil Fermentasi

Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit ini yaitu diperlukannya alternatif energi
untuk mengatasi kelangkaan bahan bakar sekaligus untuk mengurangi tingkat
pencemaran lingkungan akibat emisi yang dihasilkan. Oleh karena itu, dipilih CNG
sebagai bahan bakar gas dari biogas dengan limbah cair kelapa sawit (LCKS) sebagai
bahan baku. Selain karena bersifat organik, jumlah LCKS yang dihasilkan tiap tahun
cukup besar dan jika tidak diolah dapat merusak lingkungan.

1.3

Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Ada beberapa tujuan pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan CNG dari

limbah cair kelapa sawit , yaitu :
1. Untuk memberikan informasi awal tentang kelayakan pendirian pabrik
produksi CNG dari limbah cair kelapa sawit.
2. Untuk memberikan informasi tentang perkiraan tata rancangan pabrik
produksi CNG dari limbah cair kelapa sawit.

Universitas Sumatera Utara

3. Untuk memperkirakan total biaya yang diperlukan dalam pendirian pabrik
produksi CNG dari limbah cair kelapa sawit serta tata letak pabrik yang akan
didirikan.
4. Untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia, khususnya bidang neraca
massa, neraca energi, utilitas, perancangan proses, operasi teknik kimia dan
bagian ilmu teknik kimia lainnya dalam pra rancangan pabrik CNG dari
Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Compressed Natural Gas (CNG)
Gas alam terkompresi (Compressed natural gas, CNG) adalah alternatif

bahan bakar selain bensin atau solar. Di Indonesia, CNG dikenal sebagai bahan bakar
gas (BBG). Bahan bakar ini dianggap lebih bersih bila dibandingkan dengan dua
bahan bakar minyak karena emisi gas buangnya yang ramah lingkungan. CNG dibuat
dengan melakukan kompresi metana (CH4). CNG disimpan dan didistribusikan
dalam bejana tekan, biasanya berbentuk silinder.
Konversi ke CNG difasilitasi dengan pemberian harga yang lebih murah bila
dibandingkan dengan bahan bakar cair (bensin dan solar), peralatan konversi yang
dibuat lokal dan infrastruktur distribusi CNG yang terus berkembang. Sejalan dengan
semakin meningkatnya harga minyak dan kesadaran lingkungan, CNG saat ini mulai
digunakan juga untuk kendaraan penumpang dan truk barang berdaya ringan hingga
menengah. Sesungguhnya di Indonesia, CNG bukanlah barang baru. Pencanangan
untuk menggunakan CNG yang harganya lebih murah dan lebih bersih lingkungan
daripada bahan bakar minyak (BBM) sudah dilakukan sejak tahun 1986.
CNG dapat digunakan untuk mesin Otto (berbahan bakar bensin) dan mesin
diesel (berbahan bakar solar). Pengisian CNG dapat dilakukan dari sistem bertekanan
rendah maupun bertekanan tinggi. Idealnya, tekanan pada jaringan pipa gas adalah
11 bar, dan agar pengisian CNG bisa berlangsung dengan cepat, diperlukan tekanan
sebesar 200 bar, atau 197 atm, 197 kali tekanan udara biasa. Dengan tekanan sebesar
200 bar, pengisian CNG setara 130 liter premium dapat dilakukan dalam waktu 3-4
menit. Dengan tekanan sebesar 200 bar, tentunya penanganan CNG perlu dilakukan
secara hati-hati. Antara lain dengan menggunakan tangki gas yang memenuhi
persyaratan dan dipasang di bengkel yang direkomendasi. Tangki CNG dibuat
dengan menggunakan bahan-bahan khusus yang mampu membawa CNG dengan
aman. Desain terbaru tangki CNG menggunakan lapisan alumunium dengan
diperkuat oleh fiberglass. Karena CNG lebih ringan dari udara, kebocoran tidak

Universitas Sumatera Utara

menjadi terlalu beresiko bila sirkulasi udara terjaga dengan baik. Jika gas terbakar,
mesh logam atau keramik akan mencegah tangki agar tidak meledak.
Sama sekali tidak diperkenankan untuk memodifikasi tangki tersebut. Jika
dianggap tangki yang dibeli volumenya terlalu kecil, lebih baik membeli tangki yang
volumenya lebih besar daripada memodifikasinya sendiri. Sama sekali tidak
diperkenankan untuk memodifikasi tangki tersebut. Jika dilakukan, daya tahan tangki
tersebut terhadap tekanan tinggi menjadi tidak terukur.
CNG kadang-kadang dianggap sama dengan LNG. Walaupun keduanya
sama-sama gas alam, perbedaan utamanya adalah CNG adalah gas terkompresi
sedangkan LNG adalah gas dalam bentuk cair. CNG secara ekonomis lebih murah
dalam produksi dan penyimpanan dibandingkan LNG yang membutuhkan
pendinginan dan tangki kriogenik yang mahal. Akan tetapi CNG membutuhkan
tempat penyimpanan yang lebih besar untuk sejumlah massa gas alam yang sama
serta perlu tekanan yang sangat tinggi. Oleh karena itu pemasaran CNG lebih
ekonomis untuk lokasi-lokasi yang dekat dengan sumber gas alam. CNG juga perlu
dibedakan dari LPG, yang merupakan campuran terkompresi dari propana (C3H8)
dan butana (C4H10) (Wikipedia, 2010).
Adapun keuntungan dari CNG ini adalah :
1. Harga gas lebih murah dibandingkan dengan harga BBM tak bersubsidi.
2. Penghematan lebih dari 50%.
3. Mesin produksi lebih tahan lama, bersih sehingga dapat menekan biaya
perawatan.
4. Lebih aman dibandingkan dengan BBM atau LPG karena gas lebih ringan
dari udara sehingga tidak mudah terbakar.
5. Teknologi yang digunakan untuk mendistribusikan gas bumi dalam
tabung bertekanan tinggi.
6. Tekanan gas dapat disesuaikan dengan kebutuhan pihak industri
7. Sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ekonomis / hemat dibandingkan
dengan:


Solar : Rp 4956,- / liter;
LPG

: Rp 7000,- / Kg LPG

(Suropati, 2010).

Universitas Sumatera Utara



CNG : Rp 5.500/ m3

(PT. Delima Anugerah Suplindo)

Tabel 2.1 Spesifikasi CNG

Komponen
Metana (CH4)
Karbon dioksida (CO2)
Berat jenis (SG)
Suhu
Kadar air
Nilai Pemanasan Kotor

Nilai
95-97 %
Max 5 %
0,55-0,85
300-380 oC
0,16028 gr/m3
8.000-10.658 Kcal/m3

(Suropati, 2010)
2.2

Pengertian Biogas
Biogas adalah gas produk akhir pencernaan atau degradasi anaerobik bahan-

bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas oksigen atau
udara. Komponen terbesar (penyusun utama) biogas adalah metana (CH4, 54 – 80 %vol) dan karbon dioksida (CO2, 20 – 45 %-vol) (Rohman, 2010).
Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan
untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil
menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan.
Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan
menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih
sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah
karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan
global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan
karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila
dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila
dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil.
Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang
dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari
sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah (Wikipedia,
2010).

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2 Komposisi biogas secara umum
Senyawa Gas
Metana, CH4
Karbondioksida, CO2
Nitrogen, N2
Hidrogen, H2
Hidrogen sulfida, H2S
Oksigen, O2

Kadar (%)
50-75
25-50
0-10
0-1
0-3
0-2

(Wikipedia, 2010).
Biogas dapat terbakar apabila mengandung kadar CH4 minimal 57% yang
menghasilkan api biru (Hammad et al., 1999). Sedangkan menurut Hessami (1996),
biogas dapat terbakar dengan baik jika kandungan CH4 telah mencapai minimal 60%.
Pembakaran gas CH4 ini selanjutnya menghasilkan api biru dan tidak mengeluarkan
asap (Hermawan dkk, 2007).
Nilai kalori dari 1 meter kubik biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara
dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan
sebagai bahan bakar

alternatif yang

ramah

lingkungan pengganti minyak

tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.
Biogas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam.
Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas
ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam
terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan (Lemigas, 2010).

2.3

Sejarah Biogas
Gas CH4 terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik oleh bakteri

metana atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi
sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik sehingga terbentuk gas
metana (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di
tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa
ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan
Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Gas metana
sama dengan gas LPG (Liquidified Petroleum Gas), perbedaannya adalah gas metana
mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak (Rahman, 2010).

Universitas Sumatera Utara

Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas
alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang
mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah
Alessandro

Volta

(1776),

sedangkan

Willam

Henry

pada

tahun

1806

mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai CH4. Becham (1868),
murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari
pembentukan CH4.
Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman
dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit
pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II
banyak petani di Inggris d

Dokumen yang terkait

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

10 136 450

“Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pupuk Cair dari Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit Menggunakan Konsep Zero Emisi dengan Kapasitas 45 Ton TBS/jam

3 52 203

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 45 Ton TBS/Jam

5 45 186

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biogas Dari Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Sistem Recycle Menjadi Energi Listrik Untuk Kapasitas 60 Ton TBS/Jam

19 125 186

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) Dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 45 Ton Tbs /Jam

9 42 371

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Compressed Natural Gas (CNG) Dari Biogas Hasil Fermentasi Thermofilik Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 60 Ton TBS /Jam

5 64 371

Perencanaan Dan Pembuatan Poros Digester Untuk Sebuah Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Olahan 12 Ton Tbs /Jam Dengan Pengecoran Logam

2 80 101

Pembuatan Biogas Dari Berbagai Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

2 4 5

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

0 0 12

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biohidrogen Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Dengan Fermentasi Anaerobik Pada Kondisi Termofilik Untuk Kapasitas Produksi 371,3771 Ton/Tahun

0 2 29