Prarancangan Pabrik Biogas dari Makroalga dengan Teknologi Termofilik Anaerob dengan Kapasitas 559 Ton/Tahun
Muhammad Naufal, Lisendra Marbelia, S.T., M.Sc., Ph.D.
2024 | Skripsi | TEKNIK KIMIA
Biogas adalah gas
yang dihasilkan dari proses fermentasi oleh mikroorganisme pada kondisi
anaerob. Komposisi utama biogas adalah gas metana (CH4) dan gas
karbon dioksida (CO2) dengan sedikit hidrogen sulfida (H2S).
Biogas merupakan salah satu alternatif yang dapat dikembangkan sebagai
substitusi LPG. Meningkatnya konsumsi energi di Indonesia menjadi alasan
pentingnya pendirian pabrik biogas di Indonesia. Hal ini diharapkan dapat
mengurangi ketergantungan impor LPG di Indonesia.
Pabrik biogas
ini dirancang untuk beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun pada tahun
2025. Bahan baku yang digunakan berupa makroalga jenis Sargassum sp.
sebanyak 1500 ton/tahun, air 4.059 ton/tahun, dan natrium hidroksida (NaOH) 32
ton/tahun. Dengan bahan baku tersebut, pabrik akan memproduksi biogas sebanyak 559
ton/tahun.
Proses produksi
biogas tersebut terjadi di dalam anaerobic digester berbentuk reaktor tangki
alir berpengaduk (RATB) pada kondisi termofilik, yaitu pada suhu 55 ? dan
tekanan 1 atm. Namun, sebelum masuk ke dalam reaktor, bahan baku diberikan pretreatment
berupa reduksi ukuran dengan menggunakan mesin pencacah serta pemanasan dan
penambahan NaOH yang dilakukan di dalam tangki pretreatment. Produk yang
dihasilkan reaktor tersebut kemudian dimurnikan dengan menggunakan biotrickling
filter, adsorber H2O, dan adsorber CO2. Produk biogas
yang telah melalui proses purifikasi tersebut memiliki kandungan CH4
sebesar 53,01%, CO2 sebesar 31,88%, H2S sebesar 0,12%, NH3
sebesar 4,44%, dan uap air sebesar 1,43%.
Pabrik biogas
direncakan akan berdiri di Kabupaten Suppa, Sulawesi Selatan dengan luas 1 ha.
Kebutuhan air untuk pabrik sebesar 1.048 kg/jam disuplai dari air laut. Selain
itu, pabrik juga membutuhkan udara sebanyak 175 kg/jam dan listrik sebesar 0,2187
MW dari PLN.
Untuk
menjalankan pabrik, dibutuhkan modal tetap sebesar USD 6.565.478,21 dan modal
kerja sebesar USD 287.247,45. Pabrik tergolong low risk dengan ROI
sebelum pajak sebesar -25,54?n ROI setelah pajak sebesar -20,43%. Nilai POT
sebelum pajak terhitung sebesar 6,05 tahun dan POT setelah pajak 8,75 tahun
dengan DCFRR -10,02%. Nilai BEP dan SDP pabrik masing-masing sebesar -178,28?n -54,52%. Oleh karena itu, pabrik ini dapat dikatakan tidak menarik dari
segi ekonomi. Pabrik
dapat dikaji lebih lanjut apabila ketersediaan bahan baku makroalga lebih
banyak serta produksi biogas dari biomassa umum dilakukan.
Biogas
is gas produced from the fermentation process by microorganisms under anaerobic
conditions. The main composition of biogas is methane gas (CH4) and carbon
dioxide gas (CO2) with a small amount of hydrogen sulfide (H2S).
Biogas is an alternative that can be developed as a substitute for LPG. The
increasing energy consumption in Indonesia is the reason why it is important to
build a biogas plant in Indonesia. This is expected to reduce dependence on LPG
imports in Indonesia.
This
biogas plant is designed to operate continuously for 330 days/year in 2025. Macroalgae
species used as raw material is Sargassum sp. as much as 1500 tons/year, 4.059
tons of air/year, and 32 tons of sodium hydroxide (NaOH)/year. With these raw
materials, the plant will produce 559 tons of biogas/year.
The
biogas production process occurs in an anaerobic reactor in the form of a continuous
stirred tank reactor (CSTR) under thermophilic conditions at a temperature of
55 ? and a pressure of 1 atm. However, before entering the reactor, the size of
raw material is reduced by chopping machine then heated and added by NaOH in
the pretreatment tank. The gas produced by the reactor is then purified using a
biotrickling filter, H2O adsorber and CO2 adsorber. The
biogas product that has been purified has a CH4 content of 53.01%,
CO2 of 31.88%, H2S of 0.12%, NH3 of 4.44%, and
water vapor of 1.43%.
The
planned biogas plant will be built in Suppa Regency, South Sulawesi with an
area of 1 ha. The water requirement for the plant is 1.048 kg/hour supplied
from sea water. Apart from that, the plant also requires 175 kg/hour of air and
0,2187 MW of electricity
from PLN.
To
run the plant, fixed capital of USD 6,565,478.21 and working capital of USD
287,247.45 are required. The plant is classified as low risk with an ROI before
tax of -25.93% and an ROI after tax of -20.74%. The calculated value of POT
before tax is -5.91 years and POT after tax is -8.52 years with a DCFRR of
-10.02%. The BEP and SDP values of the plant are -178.28% and -54.52%
respectively. Therefore, this plant can be said to be unattractive from an
economic perspective. Further study may be done when the availability of
macroalgae is greater and biomass as raw material is commonly practiced in
biogas production.
Kata Kunci : Biogas, Makroalga, Anaerob, Termofilik.