Prarancangan Pabrik Asam Asetat dari Fermentasi Syngas dengan Kapasitas 80.000 ton/tahun
Isaac Varado, Prof. Ir. Wiratni, S.T., M.T., Ph.D., IPM.
2025 | Skripsi | TEKNIK KIMIA
Tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah industri kelapa sawit yang memiliki
kandungan karbon tinggi dan jumlah melimpah, namun masih belum dimanfaatkan
secara optimal. Melalui proses gasifikasi, TKKS dikonversi menjadi syngas,
yaitu campuran gas dominan CO dan H2 yang dapat digunakan sebagai
substrat dalam fermentasi secara anaerobik. Pendekatan ini memungkinkan
pemanfaatan limbah biomassa dalam proses bioproduksi yang lebih efisien dan
mendukung sistem ekonomi sirkular.
Pabrik
ini terbagi menjadi tiga proses utama, yakni pembuatan syngas,
fermentasi syngas, dan pemurnian produk. Tandan kosong kelapa sawit
sebanyak 565.706,79 ton/tahun diolah menjadi syngas melalui proses
gasifikasi dalam reaktor bubbling fluidized bed yang beroperasi pada
tekanan 10 atm dan suhu 888°C. Selanjutnya, syngas akan didinginkan dan
difermentasikan dalam reaktor fermentasi secara anaerobik. Bakteri yang
digunakan, Clostridium ljungdahlii, merupakan bakteri mesofilik sehingga
reaktor fermentasi beroperasi pada tekanan 1 atm dan suhu 55°C. Proses dari
fermentasi akan menghasilkan dua produk berupa asam asetat dan etanol sebanyak
79.627,07 ton/tahun dan 69.378,01 ton/tahun. Produk ini akan dilakukan
pemurnian lebih lanjut melalui menara ekstraksi dan menara distilasi yang
membutuhkan Pabrik ini membutuhkan bahan pendukung berupa solven: 1-heksanol
sebanyak 138,6 ton/tahun dan etilen glikol sebanyak 6,15 ton/tahun. Selain itu,
pabrik juga membutuhkan utilitas berupa pasokan air laut sebanyak 434.744,17
kg/jam, udara sebanyak 240.896,43 kg/jam, panas sebesar 285,25 MMBTU/jam dan
listrik sebesar 18.792,12 kW untuk beroperasi.
Pabrik
ini direncanakan untuk mulai dibangun pada 2030 dan beroperasi pada tahun 2033.
Pendirian pabrik ini direncanakan berlokasi di Kawasan Industri Dumai, Kota
Dumai, Provinsi Riau dengan luas area 5,51 Ha dan 338 karyawan.
Pabrik
dikategorikan sebagai indsutri high risk fermentation product yang
membutuhkan model tetap (fixed capital) sebesar $135.728.037,05 dan Rp 127.475.581.292,70,
beserta modal kerja (working capital) sebesar $9.738.423,72 dan Rp 182.221.969.212,68.
Berdasarkan
evaluasi ekonomi yang dilakukan, diperoleh nilai return on investment
(ROI) setelah pajak sebesar 17,94%, nilai pay out time (POT) sebelum
pajak sebesar 2,8 tahun, nilai discounted cash flow rate of return (DCFRR) sebesar 23,1%, dan kapasitas break
even point (BEP) pada 43,46%. Berdasarkan analisis ekonomi tersebut, pabrik
dinyatakan menarik untuk investasi jangka panjang dan layak dikaji lebih
lanjut.
Empty
fruit bunches (EFB) are a palm oil industry waste product with high carbon
content and abundant availability, but they are currently not optimally
utilized. Through the gasification process, EFB can be converted into syngas, a
gas mixture predominantly composed of CO and H2, which can be used as a
substrate in anaerobic fermentation. This approach enables more efficient
utilization of biomass waste in bioproduction processes and supports a circular
economy system.
This
plant is divided into three main processes: syngas production, syngas
fermentation, and product purification. Approximately 565,706.79 tons/year of
empty fruit bunches are processed into syngas through a gasification process in
a bubbling fluidized bed reactor operating at a pressure of 10 atm and a
temperature of 888°C. Subsequently, the syngas will be cooled and fermented in
an anaerobic fermentation reactor. The bacterium used, Clostridium ljungdahlii,
is a mesophilic bacterium, so the fermentation reactor operates at 1 atm and
55°C. The fermentation process will yield two products: acetic acid and
ethanol, at quantities of 79,627.07 tons/year and 69,378.01 tons/year,
respectively.
These
products will undergo further purification through an extraction tower and a
distillation tower. This plant requires supporting materials in the form of
solvents: 1-hexanol at 138.6 tons/year and ethylene glycol at 6.15 tons/year.
Additionally, the plant requires utilities including seawater supply of
434,744.17 kg/hour, air at 240,896.43 kg/hour, heat at 285.25 MMBTU/hour, and
electricity at 13,469.69 kWh for operation.
This
plant is planned to commence construction in 2030 and begin operation in 2033.
The plant is planned to be located in the Dumai Industrial Estate, Dumai City,
Riau Province, with an area of 5.51 Ha and 338 employees. The plant is
categorized as a high-risk fermentation product industry, requiring fixed
capital of $135,728,037.05 and Rp 127,475,581,292.70, along with working
capital of $9,738,423.72 and Rp 182,221,969,212.68.
Based on the economic evaluation conducted, an after-tax return on investment (ROI) of 17.94%, a pre-tax pay out time (POT) of 2.8 years, a discounted cash flow rate of return (DCFRR) of 23.1%, and a break even point (BEP) capacity of 43.46% were obtained. Based on the economic analysis, the plant was found to be attractive for long-term investment and worthy of further study.
Kata Kunci : TKKS, gasifikasi, fermentasi, asam asetat, etanol
