1. Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Bandung
TK4091/ TF4101/ TI4001/ MR4001
Proyek Rekayasa Interdisiplin
Kebutuhan energi di Insitut Teknologi Bandung (ITB) meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah populasi, aktivitas, dan ekspansi kampus secara menyeluruh. Peningkatan ini akan berdampak nyata pada kebutuhan listrik yang diserap oleh ITB
untuk menunjang berbagai fasilitas utama kampus. Di sisi lain, fenomena peningkatan kebutuhan energi terkendala oleh semakin menipisnya jumlah bahan bakar fosil. Untuk menjawab permasalahan tersebut, dilakukan kajian feasibilitas tentang
perancangan plant gasifikasi berbasis biomassa yang dapat memasok kebutuhan listrik sebesar 40% energi total ITB-Jatinangor. Pada gasifikasi biomassa, biomassa diubah menjadi syngas (gas H2 dan CO) untuk keperluan bahan bakar. Perancangan
dilakukan dengan prosedur pemikiran sistem dengan sudut pandang 4 bidang keilmuan: Teknik Kimia, Teknik Fisika, Teknik Industri, dan Management Rekayasa Industri. Perancangan dibatasi pada pemilihan biomassa dan proses gasifikasi hingga
sistem kontrol, serta perancangan implementasi. Dilakukan pengkajian teknologi gasifikasi yang sesuai dengan kriteria beserta teknologi pembersihan syn-gas dan konversi syn-gas menjadi listrik. Pengaplikasian sistem kontrol pada plant juga
dilakukan untuk menjaga kestabilan dan indikator safety saat operasi plant gasifikasi berlangsung. Hasil kajian feasibilitas menunjukkan bahwa plant gasifikasi yang dirancang dapat memenuhi kebutuhan listrik ITB-Jatinangor dengan pasokan umpan
sekam padi sebanyak 55 ton/hari. Teknologi yang dipilih ialah gasifikasi fixed bed dengan arah aliran updraft yang membutuhkan beberapa proses pembersihan untuk generator gas engine 2,4 MW. Biaya investasi (capital expenditure) dan operasi
(operating expenditure) masing-masing sebesar Rp 18 Milyar dan Rp 10 Milyar/ tahun. Penggunaan bahan terbarukan seperti sekam padi sebagai bahan bakar terbukti layak secara ekonomis dengan penghematan pengeluaran biaya listrik ITB-
Jatinangor dalam 20 tahun sebesar Rp 222 Milyar.
ABSTRAK
PERANCANGAN SISTEM GASIFIKASI BIOMASSA SEBAGAI ALTERNATIF
ENERGI LISTRIK PADA GREEN CAMPUS – ITB JATINANGOR
Tangki
Penyimpanan
1
Sekam padi
Homogenisasi
Lock Hopper
Generator
Listrik
Listrik 2,4 MW
Reaktor
Gasifikasi
Udara
Blower
Absorber Stripper
Skimmer
Penampungan Abu dan
Limbah padat
H.E.
Siklon
Bucket
Elevator
Gas
Engine
Generator
Filter Unggun
(arang + pasir)
Arang
Sekam
dan Pasir
Preheater
Gas Buang
Blower
Udara
Splitter
Udara
2
1
3
4
5
6 7
8 9Air Cooler
Udara
Panas
10
11
Pompa
Air
Pendingin
Air
Keluar
12
17
18
19
20
21
22
23
24
25
27
30
31
32
33
34
35
29Air
Heater
36
37
38
Cooler
26
13
14
15
16
Tangki
Syngas
28
Keterangan :
Biomassa Syngas Limbah
Kelompok 18
Lugas Raka Adrianto 13010025
Mirna Jatiningrum 13010043
Sri Indah Ihsani 13310017
Adinda Bunga Juwita 13310074
Ibrahim Abdurrahman 13410018
Kurnia Sukma Adiguna 13410074
Ully Yunita Nafizah 14410019
Dosen Pengampu : Dr. Hary Devianto
Diagram Alir Proses
Latar Belakang Metodologi Pemecahan Masalah
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Listrik PLN -21. -23. -25. -26. -27. -28. -29. -30. -32. -33. -35. -36. -37. -38. -40. -42. -44. -47. -49. -50. -51.
Gasifikasi -31. -11. -12. -13. -14. -15. -16. -17. -19. -20. -22. -24. -26. -30. -33. -35. -38. -41. -44. -48. -52.
-60.00
-50.00
-40.00
-30.00
-20.00
-10.00
0.00
CashFlow(MilarRupiah)
Tahun ke-
NPV1 = (Rp 459 Milyar)
NPV2 = (Rp 237 Milyar)
>
Evaluasi Ekonomi
Proyek gasifikasi
Penyediaan
Kebutuhan Listrik ITB
Jatinangor
Sistem
Gasifikasi
Pengolahan
Biomassa
PLTG
Sumber
Biomassa
Civitas
Akademika
Demand – Feedback
Environment
Biomassa
Listrik
Biaya Instalasi, Operasi
dan Maintenance
Memilih Sistem Gasifikasi di
ITB jatinangor yang terbaik
Teknologi
Ramah
Lingkungan
Terpenuhinya
Kebutuhan
Listrik ITB
Jatinangor
Biaya paling
ekonomis
Kemudahan
Operasi dan
Safety
Downdraft
Fixed Bed
Updraft Fixed
Bed
Bubbling
Fluidized Bed
TUJUAN
KRITERIA
ALTERNATIF
Kebutuhan Listrik ITB
Jatinangor Tinggi
Method
Environment
Man
Money
Seluruh mahasiswa
bertempat tinggal di
asrama ITB
jatinangor
Civitas Akademika ITB
jatinangor makin bertambah
banyak
Biaya
Listrik
mahal
Hanya ada satu
sumber listrik
Jatinangor
Biomassa belum
termanfaatkan
Formulasi Masalah Definisi Sistem Relevan Pemilihan Alternatif Rancangan Terbaik
 Diagram Fishbone  Analytical Hierarchy Process (AHP)
Penyediaan
Kebutuhan Listrik ITB
Jatinangor
Sistem
Gasifikasi
Pretreatment
Biomassa
Distribusi Listrik
Sumber
Biomassa
Civitas
Akademika
Demand – Feedback
Environment
Biomassa
Listrik
Biaya Instalasi, Operasi
dan Maintenance
Pembakaran
Biomassa
Turbin Konversi
Gas ke Listrik
 Iterasi 1
 Iterasi 2
Operasi Gasifikasi
Asumsi Perhitungan Cash Flow :
1. Kenaikan Tarif Dasar Listrik sebesar 5% / tahun
2. Inflasi terjadi sebesar 8% / tahun
secara ekonomi
LAYAK
(201 kg/jam)
(2300 kg/jam)
(6750 kg/jam)
UPDRAFT FIXED BED GASIFIER
• Tekanan Operasi = Atmosferik
• Temperatur = 1000 oC
(¼ kali udara
stoikiometrik)
Raw
Syngas
GAS CLEANING AND CONDITIONING
1. Siklon
2. Absorpsi OLGA
3. Sand Bed Filter
•ISekam padi, sebagai bahan
baku gasifikasi, dipasok dari
tempat pencacahan padi di
sekitar Sumedang dengan
kapasitas 55 ton/hari. Sekam
yang didapat merupakan
sekam yang sudah kering dan
dicacah.
Penyediaan
Umpan
•IGasifikasi dilakukan gassifier tipe Updraft Fixed Bed
pada Temperatur 1000oC dan tekanan 1 atm. Umpan
masuk ke dalam reaktor dengan laju 2,3 ton/jam.
Udara dialirkan dari bagian bawah reaktor dan
Syngas yang dihasilkan keluar ke bagian atas dengan
temperatur 400oC. Syngas mengalami pembersihan
sebelum masuk gas engine.
•iOperasi berlangsung selama 330 hari dalam
setahun, dengan total waktu shut down dan
maintenance selama 1 bulan. Dibutuhkan 12 pekerja
yang terbagi dalam 3 shift. Limbah utama yang
dihasilkan adalah abu sekam, yang dapat
dimanfaatkan sebagai pengganti pasir dan arang
dalam sand filter.
Sisten
Gasifikasi
•IGas digunakan sebagai bahan
bakar dalam gas engine. Gas
engine memiliki efisiensi sebesar
42% dengan volume
displacement total 150L. Dengan
jumlah umpan yang dipasok pada
sistem gasifikasi, diperoleh listrik
sebesar 2.64 MW.
Konversi
Listrik
Implementasi Rancangan
Memisahkan partikulat
dengan efisiensi 80%
Memisahkan tar dan partikulat
dengan efisiensi sebesar 99,5%
Memisahkan partikulat
dengan efisiensi 90%