PRARANCANGAN PABRIK CELLULOSE MURNI DARI BAGASSE – AMPAS TEBU KAPASITAS 400.000 TON / TAHUN

ANGGA EKA HIDAYAT, Wiratni, S.T., M.T., Ph.D.

2013 | Skripsi | TEKNIK KIMIA

Serat selulosa adalah senyawa organik yang banyak digunakan dalam berbagai jenis industri termasuk industri tekstil dan kertas. Serat selulosa ini juga sudah dapat dimanfaatkan untuk pembuatan Asphalt Sealer, cetakan beton, adhesive, coating, filler tablet dan sealant. Selain itu, konversi selulosa menjadi biofuel seperti cellulosic ethanol sudah mulai dikembangkan sebagai sumber energi alternatif. Bahan baku berupa bagasse terlebih dahulu dicampur dengan air panas di dalam sebuah tangki pretreatment untuk menghancurkan ikatan antara selulosa dan pentosan. Tahap selanjutnya adalah hidrolisa pentosan menjadi furfural di dalam tangki Hidrolizer. Di dalam Hidrolizer, bagasse ditambahkan dengan larutan H2SO4 1,5% dengan suhu dijaga 150 ºC dan tekanan 7 atm. Hasil keluar Hidrolizer yang berupa slurry kemudian diturunkan tekanannya dan dicuci di dalam Blow Tank 1. Stream keluar Blow Tank 1 kemudian dipisahkan antara padatan dan cairannya menggunakan Rotary Vacuum Filter 1. Filtrat yang terpisahkan kemudian masuk ke tangki Netralizer. Pada tangki ini, ditambahkan larutan Ca(OH)2 yang berfungsi untuk menetralkan H2SO4 yang masih terdapat dalam filtrat. Hasil reaksi netralisasi ini kemudian dipisahkan menggunakan Rotary Vacuum Filter 3. Filtrat yang terambil kemudian dipisahkan menggunakan Menara Distilasi sehingga didapatkan Furfural dengan kemurnian 99%. Hasil padatan yang terpisahkan oleh Rotary Vacuum Filter 1 diproses lebih lanjut untuk dipisahkan kandungan ligninnya di dalam Digester. Pada tahap ini, ditambahkan larutan NaOH 2,7 M untuk mereaksikan lignin dengan NaOH sehingga menghasilkan Na- Lignat yang bersifat larut dalam air. Pada Digester, suhu dijaga 160 ºC dan tekanan 7 atm. Stream keluar Digester kemudian diturunkan tekanan dan dicuci di dalam Blow Tank 2. Stream yang keluar dari Blow Tank 2 kemudian dipisahkan Rotary Vacuum Filter 2. Na- Lignat akan terpisahkan dan ikut terbawa dalam filtrat. Hasil padatan yang keluar kemudian dikeringkan menggunakan Rotary Dryer, sehingga didapatkan produk berupa Selulosa padat dengan kemurnian 92%. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas 400.000 ton/tahun. Produk serat selulosa dengan kemurnian 92 % diproduksi dari bagasse sebanyak 640.000 ton/tahun dan natrium hidroksida 1.942,22 ton/tahun. Kebutuhan utilitas meliputi air sebanyak 8.363.100 ton/tahun; steam sebanyak 1.242.343 ton/tahun; fuel oil sebanyak 72.132,98 ton/tahun; dan listrik dengan daya 1 MW. Pabrik ini direncanakan untuk didirikan di Kota Lampung Tengah, Propinsi Lampung dengan luas tanah 250 Ha. Total karyawan yang dibutuhkan ialah sebanyak 163 orang. Dari perhitungan hasil evaluasi ekonomi diperoleh parameter sebagai berikut: Fixed Capital Investment (FCI) sebesar Rp 909.892.522.265; Working Capital (WC) sebesar Rp 335.487.549.447; Keuntungan sebelum pajak Rp 446.265.195.486; Keuntungan setelah pajak Rp 223.132.597.743; Return On Investment before taxes = 49%; Return On Investment after taxes = 24,52%; Pay Out Time before taxes = 1,72 tahun; Pay Out Time after taxes = 2,98 tahun; Break Even Point (BEP) = 34,86%; Shut Down Point (SDP) = 17,51%, Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) = 33,75%. Berdasarkan data-data di atas, Pabrik Selulosa dari bagasse dengan kapasitas 400.000 ton/tahun menarik untuk dikaji lebih lanjut.

Cellulose fiber is an organic compound which is used in various industrial application including textiles and paper industries. It has already used in production of Asphalt Sealer, Concrete Cast, adhesive, coating, tablet filler and sealant. Conversion of cellulose into biofuels such as cellulosic ethanol is under investigation as an alternative fuel source. Firstly, bagasse as main material is mixed with hot water in pretreatment tank to destroy the bonding between cellulose and pentosan. The next step, pentosan is hydrolyzed to be furfural in Hydrolyser. In this unit, sulfuric acid 1.5% is added, the temperature and pressure are maintained around 150oC and 7 atm. The product of hydrolyser then washed in blow tank 1. The out stream is separated between solid and liquid phase by Rotary Vacuum Filter 1. The separated filtrate which contains sulfuric acid has to be neutralized with calcium hydroxide in neutralizer. The product of neutralization is then separated in rotary vacuum filter 3. The filtrate product which contains furfural and water then separated in distillation tower to get furfural 99%. The product of rotary filter Lignin in the solid product of rotary vacuum filter 1 has to be separated in Digester. In this unit, Lignin is reacted with sodium hydroxide 2.7 M to form sodium lignite which is soluble in water. The digester is set to 160oC and 7 atm. The product stream is then depressurized in to 1 atm and washed in blow tank 2. Solid and filtrate have to be separated in rotary filter 2. The solid product which contains cellulose is then dried in rotary dryer to get cellulose 92%. This plant is designed with the capacity of 400,000 tons per year. The cellulose fiber 92% is produced from 640.000 ton/year bagasse and 1.942.22 tons per year of sodium hydroxide 100%. The utility needs consist of 8.363.100 water tons per year, 1.242.343 tons per year, 72.132,98 fuel oil ton per year and 1 MW of electricity. This plant is going to be manufactured on 250 Ha in Central Lampung, Lampung Province with support of 163 employees. Some economics parameters are evaluated such as: Fixed Capital Investment (FCI) is Rp 909.892.522.265, Working Capital (WC) is Rp 335.487.549.447, profit before taxes is Rp 446.265.195.486, profit after taxes is Rp 223.132.597.743, Return On Investment before taxes is 49%, Return On Investment after taxes = 24,52%; Pay Out Time before taxes = 1,72 tahun; Pay Out Time after taxes = 2,98 tahun; Break Even Point (BEP) = 34,86%; Shut Down Point (SDP) = 17,51%, Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) = 33,75% . Based on this economic evaluation, The Preliminary Plant design of cellulose from bagasse is interesting for further studies.

Kata Kunci : Selulosa, bagasse, furfural