27 Energi input sebesar 356.59 kkal mampu meningkatkan nilai kalor sekam padi dari 3450.00 kalkg
menjadi 3590.82 kkalkg terjadi peningkatan sebesar 140.82 kkalkg. Biopelet tanpa penambahan arang sekam mampu meningkatkan nilai kalor sekam padi sebesar 4.08.
4.6. DESAIN PROSES PRODUKSI BIOPELET SEKAM PADI
Desain proses merupakan rancangan suatu proses yang bertujuan untuk mentransformasi bahan baku menjadi produk, baik secara fisik maupun kimia. Desain proses terdiri atas desain rancang
bangun konseptual dan desain rancang bangun detail. Desain rancang bangun konseptual merupakan suatu proses sistematis, objektif, dan investigatif dimana kebutuhan dasar teknis, karakteristik operasi,
dan batasan-batasan yang ada dari rencana suatu pabrik dievaluasi dan didefinisikan Tim Penulis BRDST 2008.
4.6.1. Diagram alir proses
Pada desain proses produksi biopelet sekam padi, digunakan asumsi – asumsi sebagai berikut:
Kapasitas produksi biopelet 100 kgjam Bahan baku sekam padi
Perbandingan sekam padi dan arang sekam pada formulasi bahan baku adalah 9:1, dengan
penambahan minyak jelantah 5 bb Berdasarkan batasan-batasan di atas, maka diagram alir proses process flow diagram dapat
disusun dengan tahapan proses sebagai berikut: 1.
Proses persiapan awal pretreatment dengan melakukan penjemuran sekam padi di bawah panas matahari di dalam rumah kaca. Proses ini bertujuan untuk mengurangi kadar air pada sekam padi
menjadi ≤ 10 sehingga dapat memudahkan proses penggilingan.
2. Sekam padi selanjutnya digiling dengan menggunakan disc mill. Proses penggilingan akan
menghasilkan serbuk sekam padi dengan ukuran yang beragam, yaitu dengan ukuran partikel yang berkisar antara 16
– 100 mesh. Tujuan proses penggilingan ini adalah untuk mempermudah proses peletisasi dan meningkatkan kerapatan biopelet.
3. Serbuk sekam padi selanjutnya disaring menggunakan vibrating screener dengan ukuran saringan
50 mesh. Proses penyaringan bertujuan untuk memisahkan serbuk sekam berukuran 50 mesh yang selanjutnya diumpankan pada proses pirolisis.
4. Untuk menghasilkan arang sekam, serbuk sekam padi selanjutnya digunakan untuk proses
pirolisis. Menurut Yaman 2004, pirolisis dapat didefinisikan sebagai proses penguraian biomassa secara langsung menggunakan panas tanpa bantuan oksigen. Suhu yang digunakan pada
proses pirolisis berkisar antara 400-800
o
C. Proses pirolisis menghasilkan produk berupa gas, cairan, dan arang padat. Jumlah proporsi produk yang dihasilkan bergantung pada metode pirolisis
dan karakteristik biomassa yang dijadikan sebagai bahan baku United Nation 1994. Pada pirolisis sekam padi, akan dihasilkan produk berupa arang sekam karbon, bio-oil dan gas. Hasil
penelitian Natarajan dan Sundaraman 2009 menunujukkan proses pirolisis sekam padi pada fix bed reactor dapat menghasilkan produk berupa 27.19
– 30.11 bio-oil, 32.83 – 38.42 gas, dan 32.53
– 39.98 material padat arang. Proses pirolisis dilakukan pada suhu antara 400 – 600
o
C dengan laju panas 60
o
C menit, panjang reaktor 300 – 500 mm, dan ukuran partikel sekam padi
0.60 – 1.18 mm.
5. Serbuk sekam padi dan arang sekam kemudian dicampurkan dengan perbandingan 9 : 1 bb dan
ditambahkan minyak jelantah sebanyak 5 bb. Proses ini akan menghasilkan campuran antara partikel sekam dan arang sekam yang telah terdistribusi secara merata. Tipe mixer yang cocok
digunakan untuk proses pencampuran bahan berbentuk serbuk adalah ribbon mixer.
28 6.
Formulasi bahan baku campuran sekam dan arang sekam selanjutnya diumpankan ke dalam mesin pellet pellet mill untuk didensifikasi menjadi biopelet. Diasumsikan bahwa pellet mill
mampu melakukan proses densifikasi pada semua ukuran partikel sekam padi setelah proses penggilingan. Terdapat dua jenis pellet mill yang dapat digunakan untuk melakukan densifikasi
biomassa menjadi biopelet, yaitu flat die pellet mill dan ring die pellet mill. Pada desain proses ini, akan digunakan flat die pellet mill. Hal tersebut dikarenakan pada flat die pellet mill terdapat
beberapa kelebihan sebagai berikut Anonim 2011: -
Proses perawatan maintanance lebih mudah dibandingkan ring die pellet mill. -
Proses penggantian die dan roller lebih cepat sehingga proses produksi lebih efisien. -
Berukuran lebih kecil dan lebih ringan sehingga memungkinkan untuk produksi dengan skala kecil.
- Bahan baku di dalam pellet mill dapat dilihat ketika proses peletisasi berlangsung, sehingga
lebih memudahkan proses perbaikan jika terdapat suatu masalah pada saat proses peletisasi berlangsung.
7. Biopelet yang dihasilkan selanjutnya dimasukkan ke dalam rotary screener untuk dipisahkan dari
bahan baku yang tidak terdensifikasi menjadi biopelet. Bahan baku yang tidak terdensifikasi menjadi biopelet selanjutnya diumpankan kembali ke dalam mixer.
8. Biopelet selanjutnya masuk ke dalam wadah penampung yang dilengkapi blower dan diturunkan
suhunya hingga mencapai suhu ruang. Diagram alir proses produksi biopelet sekam padi disajikan pada Gambar 13. Berdasarkan
perhitungan kesetimbangan massa total produksi biopelet sekam padi dengan penambahan arang sekam 10 pada Lampiran 15, untuk menghasilkan biopelet dengan kapasitas produksi 100 kgjam,
dibutuhkan input sekam padi sebesar 120 kgjam. Produk lain yang dihasilkan pada proses produksi biopelet adalah berupa 10.5 kg gas dan 9 kg bio-oil.
29 Gambar 13. Diagram alir desain proses produksi biopelet sekam padi
Input
Output Disc mill
Sekam padi : 120 kgjam Ribbon mixer
Kondensor 1
Kondensor 2
Pyrolizer
Pellet mill
Rotary screener
Biopelet : 103 kgjam Bio-oil: 3 kgjam
Bak penampung 1 Bak penampung 2
Bak penampung 3
Arang sekam: 10 kgjam
Serbuk sekam padi 50-100 mesh:
90 kgjam
Losses: 1 kgjam Gas: 10.5 kgjam
Serbuk sekam padi 50 mesh:
30 kgjam
Bio-oil: 6 kgjam Formulasi bahan: 105 kgjam
Biopelet : 104 kgjam Losses : 1 kgjam
Losses: 1 kgjam
2.2 kW
2.5 kW
2.0 kW
7.5 kW Vibrating Screener
1 kW Minyak Jelantah
5 kgjam
30
4.6.2. Utilitas dan Sistem Kontrol
