STUDI DINAMIK PROSES UPGRADING BIOGAS DARI PRODUKSI DIGESTER ANAEROBIK

AGUNG SUGIHARTO, Dr. Ir. Sarto, M.Sc;Ir. Sutijan, M.T., Ph.D;Muslikhin Hidayat, S.T., M.T., Ph.D

2018 | Disertasi | S3 ILMU TEKNIK KIMIA

Negara-negara di Eropa terutama Swedia, Norwegia, dan Jerman telah mengembangkan berbagai teknologi untuk pemurnian biogas. Salah satu teknologi pemurnian biogas yang populer di Eropa adalah teknologi absorbsi menggunakan pelarut air. Teknologi ini populer karena kesederhanaannya dan kemampuannya untuk menghasilkan biogas murni hingga kadar metana mencapai minimal 98%. Teknologi ini dapat dikembangkan di Indonesia dengan dilakukan desain ulang kondisi operasi proses terutama mengacu pada operability dan controllability proses. Studi karakteristik dinamis proses tersebut telah dipelajari melalui simulasi dinamik menggunakan software simulator Chemcad. Kondisi operasi proses absorbsi biogas yang sesuai untuk aplikasi di Indonesia dengan stabilitas proses yang baik adalah tekanan operasi absorber 9 atm, temperatur 28���¢�¯�¿�½�¯�¿�½, dan rasio laju alir solven/biogas sebesar 5. Desain proses dengan kondisi operasi tersebut telah diuji dengan berbagai macam gangguan variabel proses dimana gangguan yang paling berpengaruh pada proses adalah fluktuasi kadar metana dalam umpan biogas. Sedangkan gangguan suhu dan tekanan tidak berpengaruh signifikan pada proses. Melalui studi dinamik, dinamika proses absorbsi biogas dengan pelarut air telah dipelajari. Bagaimana dinamika proses tersebut dan skenario pengendalian proses yang terbaik dapat ditentukan. Dalam penelitian ini diperoleh hasil bahwa kualitas produk biogas dapat dijaga hanya dengan pengendalian laju alir pelarut air. Dalam hal ini pelarut air dipilih sebagai manipulated variabel yang diatur laju alirnya untuk mempertahankan kualitas kemurnian produk meskipun umpan biogas mengalami fluktuasi dalam berbagai pola gangguan. Adapun hasil tuning kontroler dengan metode Ziegler-Nichols diperoleh ultimate gain dalam Proportional Band (PB) dan Periode Ultimate (Tu) adalah masing-masing PBu sebesar 7% dan Tu sebesar 1 menit.

The European countries like Sweden, Norwegian, and Germany have been developed several technologies for biogas purification. The favorite technology of upgrading biogas in Europe was water scrubbing system. The simplicity and effectiveness to produce pure biogas with methane content at least 98% volume was the reason the popularity of this technology. To applicate this technology in Indonesia need to redesign the process condition refer to operability and controllability the process. The dynamic characteristic of the process has been studied by dynamic simulation using Chemcad simulator software. The operating condition of water scrubbing process of biogas that suitable to applicate in Indonesia and good in process stability is the operating pressure of absorber at 9 atm, operating temperature of absorber 28 ���¢�¯�¿�½�¯�¿�½, and ratio of flow rate solvent to biogas at 5. This process has been studied by several process variables disturbance. It can be concluded that variation of methane content in raw biogas was interesting disturbance. In contrary temperature and pressure disturbance give process response that not significant. The dynamic process simulation and the control scenario of water scrubbing system for biogas purification has been done. It can be concluded that controlling the solvent stream was the best scenario to keep biogas product quality for vehicle fuel standard application. By manipulating the solvent stream as a response of methane content fluctuation in raw biogas feed, the quality of biogas product can be kept on the required purity. Tuning of the controller has been done by Ziegler-Nichols method. It can be concluded that the Proportional Band (PB) for ultimate gain (PBu) was 7% and Integral Time (Ti) for ultimate period (Tu) was 1 minute.

Kata Kunci : water scrubbing, upgrading biogas, dynamic, simulation