AUDIT ENERGI STASIUN PENGOLAHAN TETES TEBU

MATERI PEMBAHASAN INTRODUCTION PROSES PRODUKSI UTILITAS KESIMPULAN DAN REKOMENDASI ANALISA LIMBAH

Situasi energi nasional Ada beberapa permasalahan di bidang energi nasional yang jika dilihat secara positif akan merupakan peluang bagi industri pengolah alkohol, yaitu : Keterbatasan cadangan minyak dan keterbatasan produksi minyak Meningkatnya kebutuhan BBM Meningkatnya impor minyak mentah Besarnya pangsa bensin dan solar untuk transportasi Impor solar sudah melebihi 1/3 dari kemampuan produksi nasional Tahun 2002 : Sektor transportasi menyerap 43 % dari kebutuhan total BBM nasional Tahun 2025 : Sektor transportasi diperkirakan akan menyerap 78% dari kebutuhan total BBM nasional. Kebutuhan bensin akan 5 kali lipat dari tahun 2002 menjadi 48 juta KL Kebutuhan solar akan 4,3 kali lipat dari tahun 2002 menjadi 56 juta KL Salah satu solusi yang bisa dilakukan adalah dengan penggunaan biofuel, biofuel dapat dipakai untuk substitusi premium, solar dan minyak bakar

Lingkungan Strategis PRODUKSI NASIONAL ALKOHOL SAAT INI Kapasitas Produksi saat ini : total 180.000.000 liter / tahun Pabrik Kapasitas Produksi, liter/tahun Lokasi Pabrik PT. Molindo Raya 50.000.000 Lawang , Jatim PT. Indo Lampung Distilery Lampung Pt. Indo Acidatama 45.000.000 Solo, Jateng PT. Aneka Kimia 17.000.000 Mojokerjo, Jatim PASA Djatiroto 7.500.000 Lumajang, Jatim PT. Madu baru 7.000.000 Yogyakarta PSA Palimanan Cirebon, Jabar Basis Indah 5.500.000 Makasar, Sul Sel Permata Sakti 5.000.000 Medan, Sumut Molasindo Alur Pratama 3.600.000

Substitusi BBM dlm Energy Mix Energi Mix 10 % Renewable Substitusi 2%  pengurangan impor premium 420 ribu KL  126 juta US$ dapat dihemat (asumsi : harga impor premium 30 sen US$/liter). Konsumsi premium tahun 2004 sebesar 15 juta KL, dan pada tahun 2009 akan mencapai sekitar 21 juta kL (laju konsumsi 7 % per tahun). Bioetanol yang perlu diproduksi di dalam negeri pada tahun 2009 untuk penyediaan Gasohol E-10 sebesar 420 ribu KL. Indikator global Brazil : sejak 1975 menggunakan Gasohol E-20 s/d E-25, (Program Pro Alcohol), produsen dan pengguna terbesar (> 11 juta kL/tahun). USA : sejak 1978 menggunakan Gasohol E-10, tahun 2004 konsumsi lebih dari 6 juta kL/tahun. Biodiesel B-20 sudah digunakan secara komersial. Bio-oil sudah diproduksi oleh 4 pabrik dengan kapasitas @ 70 ton/hari.

Kestabilan Proses Produksi Ps. Madukismo Khamir, Urea, NPK, H2SO4, Tetes Tebu (molasses) Alkohol Premium Prima Teknis Randemen Uap PS/PG Listrik Kestabilan Proses Produksi diamati berdasarkan pendataan selama 1 periode tgl. 1- 15 Juli 2005 untuk Produk Alkohol dan Tetes Tebu sebelum menghitung berbagai parameter energi

Kestabilan Produksi Alkohol & Pengolahan Tetes Produksi Alkohol Harian (Liter/hari) Stabil Kapasitas Pengolahan Tetes Harian (kwintal/hari)

Alkohol Premium & Prima Stabil Kestabilan Produksi Alkohol Premium & Prima Alkohol Premium/Prima : Berat Jenis 0.79413 (30 oC) Kadar Alkohol rata-rata 15 oC ( >94 % ) 95,5/96,3 % v/v Reaksi barbet (ukuran adanay kandungan logam, min 8’) 20’39” Minyak Fusel (<15 ppm) 18,56 ppm Alkohol Premium Stabil Alkohol Prima

Kestabilan Produksi Alkohol Teknis & Total Randemen Berat Jenis 0.79611 (30 oC) Kadar Alkohol rata-rata 15 oC 94,4/95,7 % v/v Reaksi barbet (ukuran adanya kand. logam, min 8’) 3’ Minyak Fusel 77,81 ppm Alkohol Teknis Stabil Randemen Alkohol : Jumlah liter total alkohol yang terproduksi setiap kwintal tetes dalam % Randemen Alkohol sekitar 27,5 % sangat dekat/kompetetif dengan Industri Alkohol PRAJ, Pune, India Total Randemen Alkohol

(Berdasarkan Data-Data Selama 1 –15 Juli 2006) Konsumsi Energi untuk Proses Produksi (Berdasarkan Data-Data Selama 1 –15 Juli 2006) Produk Alkohol (liter) Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler (Nilai Kalori, Mkal.) F.O (Fuel Oil) (Mkal) Total Energi consumption/lt alkohol , Net Energi, Mkal/lt. Alkohol atau tetes, Steam Ratio, kg.uap/lt alkohol atau lt Tetes, Rasio Energy, MKal/MKal alkohol atau Rasio Energi, Mkal/lt.alkohol , Rasio Energy Steam/F.O, MKal/Mkal untuk Boiler Dihitung Parameter Konsumsi Energi :

Berbagai Definisi Parameter Energi Total Energi consumption/lt alkohol adalah jumlah total energi baik dalam bentuk energi listrik (pemanasan, penerangan, putaran, dll.) maupun BBM F.O dari luar sistem pabrik yang dibutuhkan untuk proses produksi tiap liter alkohol Net Energi, MKal/lt. Alkohol (NEV) adalah jumlah energi bersih yang terkandung didalam alkohol yang diproduksi yakni kandungan energi alkohol dikurangi energi total listrik dan BBM yang diperhitungkan dalam tiap liter produksi harian alkohol atau tiap kg tetes yang diolah. 1 KWH = 3.6 Mjoules = 0.8596 Mkalori 1 Btu = 252 kkal 1 gallon = 4.54 liter

DEFINISI Steam Ratio, kg.uap/lt alkohol atau lt Tetes adalah parameter evaluasi untuk melihat jumlah uap yang digunakan dihitung dala liter alkohol yang diproduksi. Sebagai patokannya adalah konsumsi steam adalah haruslah < 3.7 kg uap/lt. Alkohol Rasio Energy, MKal/MKal alkohol adalah jumlah energi yang digunakan untuk memproduksi produk alkohol yang setara dengan 1 Mkal alkohol. Nilai inilah haruslah lebih kecil dari satu, agar harga nilai net energi alkohol yang dihasilakan jauh melebihi dari konsumsi energi yang dihasilkan. Atau Rasio Energi, MKal/lt.alkohol adalah jumlah energi total yang dibutuhkan untuk memproduksi 1 liter alkohol Rasio Energy Steam/F.O, MKal/Mkal adalah ukuran parameter untuk menentukan efisiensi boiler dalam memasok kebutuhan uap. Nilainya haruslah mendekati angka 1 agar sebagian besar hasil pembakaran F.O. Nilai kalor Nilai Kalor F.O = 18.300 Btu/lb = 40.34 MJ/liter = 9.65 kalori/lt (Pertamina) Latent heat steam = 0.5205 MKal/kg.

Total Energi consumption/lt alkohol F.O (Fuel Oil) (Mkal) Produk Alkohol (liter), Mkal Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler Total Energi consumption/lt alkohol Konsumsi energi total yang dibutuhkan untuk proses produksi berdasarkan produksi alkohol harian pada saat digunakan uap PG dan uap PS

Steam Ratio, kg.uap/lt alkohol F.O (Fuel Oil) (Mkal) Produk Alkohol (liter), Mkal Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler Steam Ratio, kg.uap/lt alkohol Steam Ratio berdasarkan produksi alkohol harian pada saat digunakan uap bekas PG dan uap PS

Rasio Energy, MKal/MKal alkohol F.O (Fuel Oil) (Mkal) Produk Alkohol (liter), Mkal Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler Rasio Energy, MKal/MKal alkohol Ratio Energy listrik,F.O dan total/Mkal alkohol berdasarkan produksi alkohol harian pada saat digunakan uap PG dan uap PS

Net Energi, MKal/lt. Alkohol (NEV) F.O (Fuel Oil) (Mkal) Produk Alkohol (liter), Mkal Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler Net Energi, MKal/lt. Alkohol (NEV) Net energy per lt. alkohol dan kg. tetes berdasarkan produksi alkohol harian pada saat digunakan uap PG dan uap PS

Rasio Energy Steam/F.O, MKal/Mkal F.O (Fuel Oil) (Mkal) Produk Alkohol (liter), Mkal Listrik (Mkal) Uap P.G, (Mkal) Uap P.S, MKal Boiler Rasio Energy Steam/F.O, MKal/Mkal untuk Boiler

Beberapa kesimpulan :   ·         Pada dasarnya proses operasi yang produksi alkohol dari bahan baku tetes tebu berlangsung cukup stabil dalam kapasitas maupun kondisi opearasinya ·         PS menunjukkan bahwa 85 % total energi dipasok oleh steam dan sisanya adalah konsumsi energi listrik. Nilai steam ratio (kg uap/lt. Alkohol) berada diatas angka 3,7. Hal ini menunjukkan operasi produksi berada dalam kondisi boros energi steam, walaupun menghasikan randemen alakohol yang cukup layak (diatas 27,5 %). ·         Berdasar indikator dan kriteria besaran parameter audit energi memberikan kepastian bahwa pola konsumsi energi proses operasi produksi PS. berada tingkat konsumsi energi fosil (BBM F.O) pada ambang batas/impas antara jumlah energi yang dikonsumsi dengan nilai energi kandungan alkohol yang diproduksi.

Beberapa kesimpulan : Walaupun NEV (Net Energy Value) secara keseluruhan bernilai positif, namun harga nilai tambahannya cukup kecil. Seyogyanya dilakukan langkah-langkah/ aktivitas pengkajian konservasi energi terutama pemanfaatan energi steam karena pasokan steam menempati hampir 85 % konsumsi energi agar pemanfaatannya lebih efisien dan rasional dan layak untuk menunjang proses operasi produksi.   Kondisi boiler masih berada dalam batas-batas layak operasi atau dengan kata lain tidak boros energi. Oleh karena 70-80 % kandungan nilai kalor bahan bakar F.O terkonversi menjadi energi steam

PENGKAJIAN KONSERVASI ENERGI PROSES PRODUKSI ALKOHOL Telah tersimpulkan bahwa pola konsumsi penggunaan steam yang berada sedikit diatas titik impas, parameter steam ratio (> 3.7 kg.uap/lt. Alkohol) dan sedikit NEV (Net Energy Value), maka terutama unit penyulingan perlu dilakukan langkah-langkah konservasi Dalam upaya konservasi energi dalam operasi proses produksi, terutama ditekankan pada steam ratio (kg.steam/lt.alkohol) agar serendah mungkin Peningkatan produksi alkohol perlu dipertimbangkan agar steam ratio menjadi serendah-rendahnya, karena pembaginya meningkat dengan sebesar mungkin. Alternatif berbagai upaya untuk penghematan energi steam sehingga untuk jalannya operasi proses produksi, sehingga hasil steam rationya menjadi kecil

Blok Diagram Proses Uap PS/PG Listrik Khamir, Urea, NPK, H2SO4, TetesTebu Proses Masakan Proses Pembibitan Proses Peragian Proses Penyulingan Alkohol Listrik

Steam Ratio (kg uap/liter alkohol) Tiap unit destilasi --No Data Stasiun Penyulingan Stasiun Masakan Pembibitan & Peragian

Konsumsi Uap Teoritis dari Material Balance & Energi Balance   Konsumsi Uap Teoritis dari Material Balance & Energi Balance Pola konsumsi/distribusi kebutuhan secara teoritis pada setiap unit pada stasiun sulingan , maka diperhitungkan neraca massa dan neraca energi Dasar perhitungan Neraca Massa : ·   Basis perhitungan berdasarkan pendataan produksi dalam rentang waktu selama 1 periode V (Tahap II) 1 s/d 15 Juli 2006. Umpan masuk (F) kedalam maische column (beslaag) sebesar 4.125.000 liter & kadar alkohol (Xf) = 10 % v/v ·    Kadar alkohol aliran destilat, overhead product (Xd)=45 % ·   Densitas alkoho dianggap 0.797 g/l Kadar alkohol vinasse dianggap mendekati 0 (nol) ·         Aliran Beslaag F = 4,125,000 liter XF = 10 % v/v Aliran overhead D = …… liter XD = 45 % v/v Aliran Steam S = … kg QS =…..kkal Aliran vinasse V = …. liter Xv = 0 % v/v Qw =…… kkal Maische

  Konsumsi energi Uap dengan basis pendataan dan perhitungan berdasar data produksi selama periode 1 s/d 15 Juli 2006. (Bahan yang disuling/beslaag = 4.125.000 liter dan total produksi alkohol = 390.000 liter) Kolom destilasi Laju konsumsi uap Persen Konsumsi Steam ratio Kg.uap/lt. Alkhol Steam ratio, Kg.uap/lt.alkhol   kg % Data Pabrik Data hasil Perhit. Mat.Balance Maische 221.160,0 25,10 - 0,567 Voorlop 334.791,0 38,00 0,884 Rectifiser 192.068,0 21,80 0,492 Nachloop 133.409,0 15,10 0,342 881.428,0 100,00 >3,7 Total = 2, 285