Garuda - Garba Rujukan Digital

Biochar from Slow Catalytic Pyrolysis of Spirulina platensis Residue: Effects of Temperature and Silica-Alumina Catalyst on Yield and Characteristics Siti Jamilatun; Ilham Mufandi; Arief Budiman; Suhendra Suhendra
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.56221

The use of biochar varies on its ability as an adsorbent which adsorbs liquid or gas molecules. Biochar from Spirulina platensis residue (SPR) as an energy source, as its richness in nutrients, can be used as fertilizer and maintain water resources in plantations. Biochar can be used as an intermediary for the synthesis of nanotubes, activated carbon, carbon black, and carbon fiber. One of the essential things to be considered in the application of activated carbon from SPR is char’s characteristics. This study aimed to obtain data on the biochar and components from the pyrolysis of Spirulina platensis residue. The study was conducted in a fixed-bed reactor with electric heaters with a variety of temperatures (300-700 ⁰C) and the amount of silica-alumina catalyst (0-20%). The biochar weight was obtained by weighing the char formed at the end of the pyrolysis. The char characteristics were obtained by the surface area, total pore volume, and pore size analysis. Based on the study results, the relationship between temperature and the amount of catalyst on the characteristics of biochar was studied. The higher the pyrolysis temperature, the less biochar. Also, the use of catalysts can reduce the amount of biochar. The higher the temperature, the higher the surface area and the total pore volume while the pore radius was reduced. The optimum condition for maximum biochar yield in non-catalytic pyrolysis at a temperature of 300 ⁰C was 49.86 wt.%. The surface area, the total pore volume, and the pore radius at 700 ⁰C catalytic pyrolysis with 5% silica-alumina was obtained as 36.91 m2/g, 0.052 cm3/g, and 2.68 nm, respectively.Keywords: biochar; pore radius; silica-alumina; surface area; total pore volumeA B S T R A KPenggunaan biochar bervariasi pada kemampuannya sebagai adsorben dalam menjerap molekul cairan atau gas. Biochar dari residu Spirulina platensis merupakan sumber energi, karena kaya akan unsur hara, dapat digunakan sebagai pupuk dan pemeliharaan sumber daya air di perkebunan. Biochar dapat juga digunakan sebagai perantara untuk sintesis nanotube, karbon aktif, carbon black, dan serat karbon. Salah satu hal penting yang harus diperhatikan dalam aplikasi karbon aktif dari SPR adalah karakteristik arang. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan data biochar dan komponen dari pirolisis residu Spirulina platensis. Penelitian dilakukan di reaktor fixed-bed dengan pemanas listrik dengan variasi suhu (300-700 ⁰C) dan jumlah katalis silika-alumina (0-20%). Berat biochar diperoleh dengan cara menimbang arang yang terbentuk pada akhir pirolisis. Sedangkan karakteristik arang diperoleh dari analisis luas permukaan, volume pori total, dan ukuran pori. Berdasarkan hasil studi hubungan antara suhu dan jumlah katalis terhadap karakteristik biochar yang telah diteliti, semakin tinggi suhu pirolisis maka biochar semakin sedikit. Selain itu, penggunaan katalis dapat mengurangi jumlah biochar. Sebaliknya, semakin tinggi suhu semakin besar luas permukaan, dan volume pori total serta radius pori-pori semakin berkurang. Kondisi optimum untuk biochar maksimum pada pirolisis non katalitik pada suhu 300 ⁰C adalah 49,86 wt.%. Luas permukaan, total volume pori, dan radius pori pada suhu 700 ⁰C untuk pirolisis katalitik silika-alumina 5% diperoleh masing-masing sebesar 36,91 m2/g, 0,052 cm3/g, dan 2,68 nm.Kata kunci: biochar; luas permukaan; radius pori; silika-alumina; total volume pori

Peningkatan Kualitas Pelet Tandan Kosong Kelapa Sawit melalui Torefaksi Menggunakan Reaktor Counter-Flow Multi Baffle (COMB) Wahyu Hidayat; Irma Thya Rani; Tri Yulianto; Indra Gumay Febryano; Dewi Agustina Iryani; Udin Hasanudin; Sihyun Lee; Sangdo Kim; Jiho Yoo; Agus Haryanto
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.56817

Oil palm (Elaeis guineensis) empty fruit bunches (EFB) have not been utilized optimally. Currently, it is considered as a resource with low economic value. This biomass can be converted into bioenergy through a torrefaction process. Torrefaction is a mild pyrolysis at temperatures ranging between 200 and 300 °C, and it is generally performed under an inert atmosphere. The objective of this study was to evaluate the effects of torrefaction using Counter-Flow Multi Baffle (COMB) on the properties of oil palm EFB pellets. Torrefaction was conducted at 280 °C temperature with a residence time of 4 minutes. The results showed a decrease in the equilibrium moisture content and an increase in hydrophobicity after torrefaction using the COMB reactor. The change in the hygroscopic property could make the oil palm EFB pellet more stable against chemical oxidation and microbial degradation, hence self-heating and auto-ignition during storage could be prevented. The heating value of biomass increased after torrefaction. Torrefaction with the COMB reactor resulted in a heating value of 17.90 MJ/kg, which is comparable with the results of oxidative torrefaction (with longer residence time) of 18.28 MJ/kg. The results suggested that torrefaction using the COMB reactor could provide a great improvement in the quality of the bioenergetic properties of oil palm EFB pellets. However, the high ash content of the EFB pellets implied that the EFB pellets suitable for a small-scale application, but not yet for cofiring in power plants or as a feedstock for gasification.Keywords: Counter-Flow Multi Baffle; oil palm empty fruit bunches; renewable; torrefactionA B S T R A KTandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis) belum dimanfaatkan secara optimal. Saat ini bahan tersebut masih dianggap sebagai sumber daya bernilai ekonomi rendah. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dapat dikonversi menjadi bioenergi melalui proses torefaksi. Torefaksi merupakan proses pirolisis ringan pada suhu berkisar antara 200 dan 300 °C dan umumnya dilakukan di bawah kondisi inert. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh torefaksi dengan reaktor Counter-Flow Multi Baffle (COMB) terhadap sifat-sifat pelet TKKS. Torefaksi dilakukan pada suhu 280 °C dengan waktu tinggal 4 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa torefaksi menyebabkan penurunan kadar air kesetimbangan dan menjadi hidrofobik setelah torefaksi dengan reaktor COMB. Perbaikan sifat higroskopis dapat membuat pelet TKKS lebih stabil terhadap oksidasi kimia dan degradasi mikroba, sehingga pemanasan sendiri dan pembakaran spontan selama penyimpanan dapat dicegah. Nilai kalor biomassa meningkat setelah torefaksi. Torefaksi dengan reaktor COMB menghasilkan nilai kalor 17,90 MJ/kg, yang sebanding dengan hasil torefaksi oksidatif dengan waktu tinggal lebih lama, sebesar 18,28 MJ/kg. Hasil penelitian menunjukkan bahwa torefaksi dengan reaktor COMB dapat meningkatkan kualitas energi pelet TKKS. Tetapi pelet TKKS masih memiliki kadar abu yang tinggi sehingga biomassa hasil torefaksi belum sesuai untuk cofiring di pembangkit listrik atau sebagai bahan baku untuk gasifikasi.Kata kunci: Counter-Flow Multi Baffle; tandan kosong kelapa sawit; terbarukan; torefaksi

Pengaruh Variasi Suhu Hidrotermal dan Aktivator Kalium Hidroksida (KOH) terhadap Kemampuan Hydrochar sebagai Adsorben pada Proses Adsorpsi Limbah Cair Metilen Biru Aziz Askaputra; Ahmad Tawfiequrahman Yuliansyah
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.57394

Oil palm shell is one of biomass-wastes which is abundantly found in palm oil industries. Its economical value can be enhanced by converting it into hydrochar using a hydrothermal carbonization process (HTC). In this study, preparation of oil palm shell hydrochar was performed and the material was used as adsorbent to remove methylene blue from waste water. Effects of HTC temperature, KOH activator concentration, and adsorption time were studied. Functional groups of hydrochar were evaluated by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Meanwhile, the uptake capacity of hydrochar to adsorp methylene blue was measured by using UV-Vis spectrophotometer. The results showed that dehydration and decarboxylation reactions took place more progressively at the higher temperature of HTC. It was also found that activation process resulted higher removal efficiency of methylene blue. The highest adsorption capacity (16.58 mg/g, with removal efficiency 99.51%) was obtained by hydrochar prepared by HTC 270°C, KOH 1.5 N, and carried out for 80 minutes.Keywords: activator; adsorption; hydrothermal carbonization; methylene blue; oil palm shellA B S T R A KTempurung kelapa sawit merupakan salah satu limbah biomassa yang jumlahnya cukup melimpah di industri minyak kelapa sawit. Nilai ekonomi tempurung kelapa sawit dapat ditingkatkan, salah satunya melalui hydrothermal carbonization process (HTC). Dalam penelitian ini, hydrochar dari tempurung kelapa sawit dibuat dan digunakan sebagai adsorben untuk menjerap metilen biru dari limbah cair. Dalam hal ini, akan dipelajari pengaruh suhu HTC, konsentrasi aktivator KOH, dan durasi adsorpsi. Gugus fungsional hydrochar dianalisis dengan FT-IR spectroscopy, sementara itu kapasitas adsorpsi terhadap metilen biru diukur dengan spektrofotometer UV-Vis. Hasil percobaan menunjukkan bahwa reaksi dehidrasi dan dekarboksilasi pada kondisi hidrotermal terjadi lebih cepat pada suhu HTC yang lebih tinggi. Selain itu, proses aktivasi dengan KOH terbukti dapat meningkatkan efisiensi penyisihan metilen biru. Kapasitas adsorpsi maksimum sebesar 16,58 mg/g (dengan efisiensi penyisihan 99,51%) dihasilkan dari adsorpsi dengan menggunakan hydrochar yang diperoleh dari HTC suhu 270 °C, diaktivasi dengan KOH 1,5 N dan durasi adsorpsi selama 80 menit.Kata kunci: adsorpsi; aktivator; karbonisasi hidrotermal; metilen biru; tempurung kelapa sawit

Potensi Polisakarida dari Limbah Buah-buahan sebagai Koagulan Alami dalam Pengolahan Air dan Limbah Cair: Review Hans Kristianto; Angelica Jennifer; Asaf Kleopas Sugih; Susiana Prasetyo
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.57798

Nowadays, various studies related to utilization of biobased materials as natural coagulants have been explored. Based on the source, natural coagulants can be classified as animal, vegetable, or microbial based. Furthermore, based on the active ingredients, it can be classified as protein, polyphenols, and polysaccharides. Polysaccharides are abundant natural ingredients and are often found in plants or animals. In this study, we focused on polysaccharides, especially those from fruit waste, such as seeds and fruit peels. It is known that around 25-30% of the total weight of fruit is generally wasted, even though it contains phytochemicals and various active ingredients that can be utilized, especially as a natural coagulant. This review will focus on the use of pectin and starch from fruit waste as natural coagulants for water- wastewater treatment. Generally, pectin is commonly found in the skin of fruits as part of the cell wall structure, while starch is found in fruit seeds as food reserves. To be used as a natural coagulant, pectin or starch need to be extracted first. In particular, starch needs to be modified either physically or chemically. The coagulation mechanism of pectin and starch usually follows the interparticle bridging mechanism. The use of pectin and starch from fruit waste needs to be explored and further investigated, to substitute the use of chemical coagulants.Keywords: coagulation; fruit waste; natural coagulant; polysaccharidesA B S T R A KDewasa ini berbagai studi terkait pemanfaatan bahan alam sebagai koagulan alami telah banyak dieksplorasi. Berdasarkan sumbernya, koagulan alami dapat digolongkan berbasis hewani, nabati, maupun mikrobial, sementara berdasarkan bahan aktifnya dapat digolongkan sebagai protein, polifenol, dan polisakarida. Polisakarida merupakan bahan alam yang berlimpah dan seringkali dijumpai pada tumbuh-tumbuhan dan hewan. Pada kajian ini difokuskan pada polisakarida terutama yang berasal dari limbah buah-buahan yang tidak termanfaatkan, seperti biji dan kulit buah. Diketahui sekitar 25-30% dari total berat buah pada umumnya terbuang, padahal memiliki kandungan fitokimia dan berbagai bahan aktif yang dapat dimanfaatkan, salah satunya sebagai koagulan alami. Pada tinjauan ini akan difokuskan pada pemanfaatan pektin dan pati dari limbah buah-buahan sebagai koagulan alami untuk pengolahan air dan limbah cair. Secara umum pektin umum dijumpai pada bagian kulit buah-buahan sebagai bagian dari struktur dinding sel, sementara pati umum dijumpai pada biji buah-buahan sebagai cadangan makanan. Untuk dapat dimanfaatkan sebagai koagulan alami, pektin ataupun pati perlu diekstrak terlebih dahulu, dan pati secara khusus perlu dimodifikasi baik secara fisika maupun kimia. Secara umum mekanisme koagulasi oleh pektin dan pati mengikuti mekanisme interparticle bridging. Pemanfaatan pektin dan pati dari limbah buah-buahan perlu dieksplorasi dan diteliti lebih lanjut, agar dapat mensubstitusi penggunaan koagulan kimia secara komersial.Kata kunci: koagulasi; koagulan alami; limbah buah-buahan; polisakarida

Aplikasi Mordan Tanin pada Pewarnaan Kain Batik Katun Menggunakan Warna Alam Tingi (Ceriops tagal) Dwi Wiji Lestari; Vivin Atika; Yudi Satria; Aprilia Fitriani; Tri Susanto
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.57891

The aim of the study was to evaluate the performance of tannin mordant from Psidium guajava leaves, Peltophorum pterocarpum bark, and Coffea arabica leaves in cotton batik dyeing using tingi bark (Ceriops tagal). This research was conducted by initial quantitative analysis of each extract to measure the quantity of tannin using UV-Vis spectrophotometry with tannic acid as a standard solution. The next process was a fabric pre-mordanting using each mordant extract, batik process, coloring with tingi bark extract, and post-mordanting using each alum solution and guava leaves extract. The dyed batik fabric was tested toward its color intensity and durability/fastness properties. From the quantitative analysis, guava leaves extract contains the biggest tannin content compared with jambal bark and coffee leaves extract, which is 1151.5 μg/mL. The dyed sample from combination of Guava leaves extract pre-mordanting with alum post-mordanting provided the best color intensity of 15.52. While all variables had an equal good value for washing fastness. It can be concluded that all material had potential as natural mordant for cotton batik dyeing with natural dye, but with consideration of using metal mordant for combination to get better results in terms of both color intensity and fastness properties.Keywords: batik; biomordant; natural dye; tannin mordant A B S T R A KTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja mordan tanin dari daun jambu biji (Psidium guajava), kulit kayu jambal (Peltophorum pterocarpum) dan daun kopi (Coffea arabica) dalam pewarnaan kain batik katun dengan pewarna alami tingi (Ceriops tagal). Penelitian dilakukan dengan terlebih dahulu mengukur kadar tanin total dari masing-masing ekstrak secara kuantitatif menggunakan spektrofotometri UV-Vis dengan larutan standar asam tanat. Proses selanjutnya adalah mordan awal kain menggunakan masing-masing ekstrak mordan, pembatikan, pewarnaan menggunakan ekstrak kulit kayu tingi, dan mordan akhir menggunakan masing-masing larutan tawas dan ekstrak daun jambu biji. Kain batik berwarna diuji ketuaan warna dan ketahanan luntur warnanya. Dari hasil analisis kuantitatif, didapatkan kandungan tanin terbesar dari ekstrak daun jambu biji yaitu 1.151,5 μg/mL. Hasil uji ketuaan warna paling besar didapatkan dari perlakuan mordan awal daun jambu biji dan mordan akhir tawas dengan nilai 15,52, sedangkan ketahanan luntur warna terhadap pencucian secara rata-rata memberikan nilai 4 (baik) untuk semua variabel. Kesimpulan yang dapat diambil yaitu ekstrak daun jambu biji, kulit kayu jambal, dan daun kopi memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan mordan pada pewarnaan batik. Penggunaan ketiga bahan mordan alami memerlukan kehadiran mordan logam untuk memperkuat intensitas warna dan ketahanan luntur warna kain.Kata kunci: batik; biomordan; mordan tannin; pewarna alam

Peningkatan Efisiensi Energi Melalui Optimasi Cycle Steam Boiler pada Operasi Boiler : Studi Kasus di PT. Kaltim Methanol Industri (KMI) Wingo Wira Dewanatan; Muhammad Kurniawan Adiputra; Indra P Hakim; Asep P Zainuddin; Imam Karfendi Putro; Rochim Bakti Cahyono
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.59172

Methanol is one of the important intermediate chemicals which is used widely in many processes to produce final products such as formaldehyde, dimethyl ether (DME), dimethyl terephthalate (DMT), and methyl tertiary butyl ether (MTBE). As a pioneer of methanol producer in Indonesia, PT. Kaltim Methanol Industri (KMI) has a strong commitment for sustainability and saving natural resources including enhancement of energy efficiency during production activities. Since mid-2018, to fulfill the electricity needs, PT. KMI has two main sources of electricity namely internal source using steam turbine generator and tie-in from PT. Kaltim Daya Mandiri (KDM). The modification of electricity sources promotes PT. KMI to evaluate the efficiency of internal electricity production. This has been conducted by performing optimization of blow down rate or cycle steam in boiler operation. Based on the data logbook, this work aims to evaluate the effect of blowdown rate on the energy saving and natural gas consumption. When the number of cycle steam boilers is altered from around 10 to 24, the company could get the potential energy saving around 300 MMBTU/day or 7.14% of total based energy consumption. In the boiler operation, decreasing blowdown rate would raise the cycle steam boiler and give final consequences to reduce energy losses from the release of BFW. The optimization of this cycle steam also cut the boiler specific energy consumption into around 3.0 MMBTU/ton steam. Based on the average heating value, this innovation could decline the natural gas consumption of PT. KMI around 122.91 MMSCF in the period of July 2018 – July 2019. Based on the result above, the modification of the cycle steam boiler would enhance energy efficiency, saving the natural resources and promote the application of sustainable development concept in the chemical industry.Keywords: blowdown rate; boiler energy; cycle steam; energy efficiency; PT. KMIA B S T R A KMetanol merupakan bahan kimia antara yang dipergunakan secara luas sebagai bahan baku untuk menghasilkan produk akhir berupa formaldehyde, dimetil eter (DME), asam dimetil tereftalat (DMT), dan methyl tertiary butyl ether (MTBE). Sebagai satu-satunya produsen metanol di Indonesia, PT. Kaltim Methanol Industri (KMI) senantiasa berkomitmen untuk selalu melakukan penghematan sumber daya alam, salah satunya meningkatkan efisiensi energi. Untuk memenuhi kebutuhan listriknya, perusahaan ini memiliki dua sumber yaitu internal perusahaan menggunakan steam turbine generator dan sambungan (tie-in) dari PT. Kaltim Daya Mandiri (KDM) sejak pertengahan 2018. Adanya perubahan konfigurasi tersebut mendorong PT. KMI melakukan inovasi berupa optimasi laju blowdown atau cycle steam pada boiler untuk meningkatkan efisiensi energi. Berdasarkan data logbook operasi pabrik akan dievaluasi besarnya penghematan energi yang didapatkan dari optimasi tersebut. Peningkatan efisiensi energi dapat diperoleh dengan mengurangi laju blowdown atau peningkatan cycle steam boiler. Perubahan cycle steam pada boiler dari kisaran 10 menjadi 24 akan memberikan penghematan energi sebesar 300 MMBTU/hari atau sekitar 7,14% dari kebutuhan energi mula-mula. Penurunan laju blowdown akan mengakibatkan energi buangan melalui BFW yang dikeluarkan dari boiler berkurang, sehingga dapat menghemat energi yang dibutuhkan oleh boiler. Optimasi cycle steam boiler ini juga membuat konsumsi energi yang dinyatakan dalam energy specific boiler berhasil diturunkan pada kisaran 3,0 MMBTU/ton steam. Berdasarkan tabulasi data, inovasi ini dapat menghemat sumber daya gas alam sebesar 122,91 MMSCF pada kurun waktu Juli 2018 hingga Juli 2019. Dengan demikian, perubahan cycle steam melalui penurunan laju blowdown pada boiler terkonfirmasi dapat meningkatkan efisiensi energi dan menghemat pemakaian sumber daya alam, yang pada akhirnya mendorong aplikasi nyata sustainable development concept di dunia industri. Kata kunci: cycle steam, energi boiler, energi efisiensi, laju blowdown, PT. KMI

Optimasi Biaya dalam Proses Pemurnian Metanol untuk Mengurangi Resin sebagai Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun di PT Kaltim Methanol Industri Reno Imam Arthapersada; Muhammad Kurniawan Adiputra; Indra P Hakim; Imam Karfendi Putro; Asep P Zainuddin; Lisendra Marbelia; Ahmad Tawfiequrahman Yuliansyah
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.59553

Purification process of raw methanol from its impurities to produce pure methanol at PT. Kaltim Methanol Industri (PT KMI) is carried out by several steps, including degassing, distillation, and adsorption. One of the impurities, tri methyl amine (TMA), could be removed by adding NaOH. Another method to remove TMA is conducted by adsorption process on ion exchange resin on the vessel called TMA catchpot. The TMA catchpot performance is very crucial in methanol purification process. Thus, monitoring and optimization are required to be performed regularly. Once the TMA catchpot resin has exhausted, the performance will be drop and methanol purification could not be done efficiently. Furthermore, the ion exchange resin should be replaced with new resin. This study evaluates the performance of the TMA catchpot during the charge of 2010, 2012, and 2016, calculates the NaOH consumption during operational time, and optimizes the cost. Resin regeneration option was introduced and compared with the conventional method (i.e. resin replacement). Economic evaluation shows that the lowest annual cost could be obtained by fresh resin replacement every 4 years and resin regeneration every 2 years. Resin regeneration option gives not only annual cost reduction, but also positive impact to the environment, by decreasing the amount of hazardous waste (i.e. spent resin) significantly.Keywords: ion exchange resin; methanol purification; regeneration; tri methyl amineA B S T R A KProses pemurnian metanol mentah (raw) dari pengotornya untuk menghasilkan metanol murni di PT. Kaltim Methanol Industri (PT KMI) dilakukan melalui beberapa tahapan antara lain degassing, distilasi dan adsorpsi. Salah satu zat pengotor adalah tri methyl amine (TMA) yang dapat dihilangkan dengan penambahan NaOH. Metode lain untuk menghilangkan TMA adalah dengan proses adsorpsi menggunakan resin penukar ion di dalam tangki yang disebut TMA catchpot. Performa TMA catchpot sangat penting dalam proses pemurnian metanol. Oleh karena itu, pemantauan dan optimalisasi perlu dilakukan secara berkala. Setelah resin pada TMA catchpot jenuh, performanya akan menurun dan pemurnian metanol tidak dapat dilakukan secara efisien. Selanjutnya, resin penukar ion harus diganti dengan resin baru. Artikel ini mengevaluasi kinerja catchpot TMA pada penggantian resin (charge) 2010, 2012 dan 2016, menghitung konsumsi NaOH sebagai fungsi waktu operasi, dan mengoptimasi biaya pemurnian. Selain itu, disimulasikan opsi regenerasi resin, sebagai pembanding metode konvensional (penggantian resin). Evaluasi ekonomi menunjukkan bahwa biaya tahunan paling rendah didapatkan dengan penggantian resin baru setiap 4 tahun, dan regenerasi resin setiap 2 tahun. Selain biaya tahunan yang rendah, regenerasi ini berdampak positif terhadap lingkungan dengan mengurangi timbulan limbah B3 (resin bekas) secara signifikan.Kata kunci: pemurnian metanol; regenerasi; resin penukar ion; tri metil amin

Studi Penambahan Etilena Glikol dalam Menghambat Pembentukan Metana Hidrat pada Proses Pemurnian Gas Alam Muslikhin Hidayat; Danang Tri Hartanto; Muhammad Mufti Azis; Sutijan Sutijan
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.59871

The gas processing facilities are designed to significantly reduce the impurities such as water vapor, heavy hydrocarbon, carbon dioxide, carbonyl sulfide (COS), benzene-toluene-xylene (BTX), mercaptane, and the sulfur compounds. A small amount of those compounds in natural gas is not preferable since they disturb the next processes. It was proposed to decrease natural gas's operating temperature to -20 ⁰F to remove the impurities from natural gas. The decrease of the natural gas's operating temperature has some consequences to the gas mixers such as hydrate formation at high pressure and low temperature, solidification of ethylene glycol (EG) solution, and the icing of the surface due to low temperature on the surface of chiller (three constraints). The Aspen Hysys 8.8 was used to obtain the suitable flowrate and concentration of the EG solution injected into the natural gas. Peng-Robinson's model was considered the most appropriate thermodynamic property model, and thus it has been applied for this research. The calculation results showed that the EG solution injection would reduce the hydrate formation due to water vapor absorption in the natural gas by EG. The EG solution's flowrate and concentration were varied from 20,000-2,000,000 lb/hr and 80-90 wt.%. When the separation was carried out at the operating temperature of -20 ⁰F, the EG solution's concentration fulfilling the requirement was of 80-84 wt.% with the flowrate of EG solution of 900,000 lb/hr and even more. This amount is not operable. More focused investigation was done for the variation of the operating temperature. Increasing operating temperature significantly reduced the flowrate of EG solution to about 200,000 lb/hr. An alternative process was proposed by focusing on two concentration cases of 80 and 85 % of weight at the low flow rate of EG solution, respectively. These simulations were intended to predict impurities' concentration in the effluent of Dew Point Control Unit (DPCU). The concentrations of BTX, heavy hydrocarbon, mercaptane, and COS flowing out of DPCU were 428.1 ppm, 378.4 ppm, 104 ppm, and 13.3 ppm, respectively. The concentrations of BTX and heavy hydrocarbon are greater than the minimum standard required. It is needed to install an absorber to absorb BTX and heavy hydrocarbon. However, the absorber capacity will be much smaller than if the temperature of natural gas is not decreased and not injected by the EG solution.Keywords: DPCU gas treatment; ethylene glycol solution; hydrate formation; simulationA B S T R A KUnit pengolahan gas dirancang untuk mengurangi sebagian besar senyawa pengotor seperti uap air, hidrokarbon berat, karbon dioksida, karbonil sulfida (COS), benzena-toluena-xilena (BTX), merkaptan, dan senyawa sulfur lainnya. Keberadaan senyawa tersebut dalam gas alam berbahaya karena mengganggu proses selanjutnya walaupun dalam jumlah sedikit. Untuk membersihkan gas alam dari senyawa pengotor, maka suhu operasi gas diturunkan menjadi -20 °F. Penurunan suhu operasi gas dapat menyebabkan pembentukan hidrat pada tekanan tinggi dan suhu rendah, pembekuan larutan etilena glikol (EG), dan pembentukan lapisan es pada permukaan chiller. Aspen Hysys 8.8 digunakan untuk memperkirakan berapa kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG yang diinjeksikan ke gas alam. Model Peng-Robinson adalah model termodinamika yang diterapkan untuk penelitian ini. Hasil simulasi menunjukkan bahwa injeksi larutan EG dapat mengurangi pembentukan hidrat karena larutan EG menyerap uap air dalam gas alam. Kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG divariasikan dari 20.000-2.000.000 lb/jam dan 80-90 % (%b/b). Saat pemisahan dilakukan pada suhu operasi -20 °F, konsentrasi larutan EG yang memenuhi syarat adalah 80-84 % (%b/b) dengan kecepatan alir larutan EG 900.000 lb/jam atau lebih. Jumlah ini sangat banyak dan kurang layak untuk dioperasikan. Penelitian difokuskan pada variasi suhu operasi. Peningkatan suhu operasi diikuti dengan pengurangan kecepatan aliran larutan EG secara signifikan yaitu menjadi sekitar 200.000 lb/jam. Alternatif proses diusulkan dengan berfokus pada penggunaan kecepatan alir larutan EG yang rendah dengan konsentrasi larutan EG sebesar 80 dan 85 % (%b/b). Simulasi dapat memprediksi konsentrasi pengotor yang keluar dari Dew Point Control Unit (DPCU). Konsentrasi BTX, hidrokarbon berat, merkaptan, dan COS yang mengalir keluar dari DPCU berturut-turut adalah 428,1 ppm, 378,4 ppm, 104 ppm, dan 13,3 ppm. Konsentrasi BTX dan hidrokarbon berat tersebut lebih besar dari standar minimum yang disyaratkan. Oleh karena itu, diperlukan pemasangan absorber untuk menyerap BTX dan hidrokarbon berat. Namun, kapasitas absorber akan jauh lebih kecil apabila dibandingkan dengan kondisi tanpa menurunkan suhu dan menginjeksikan oleh larutan EG.Kata kunci: DPCU; larutan etilena glikol; pembentukan hidrat; simulasi

In-Situ Catalytic Pyrolysis of Spirulina platensis residue (SPR): Effect of Temperature and Amount of C12-4 Catalyst on Product Yield Siti Jamilatun; Ratih Mahardhika; Imelda Eka Nurshinta; Lukhi Mulia Sithopyta
Jurnal Rekayasa Proses Vol 15, No 1 (2021)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.60477

Currently, dependence on fossil energy, especially petroleum, is still high at 96% of the total consumption. One solution to overcome fossil energy consumption is processing alternative energy sources derived from microalgae biomass. This study aims to study the pyrolysis of microalgae with the addition of the C12-4 (Cr2O3+Fe2O3+C+CuO+promoter) catalyst. The biomass used in this study was Spirulina platensis residue (SPR). This study used a fixed bed reactor with an outer diameter of 44 mm, an inner diameter of 40 mm, and a total reactor height of 600 mm. The C12-4 was mixed fifty grams of SPR with a particle size of 100 mesh with a ratio variation of 5, 10, and 15 wt.%. The feed mixture was placed in the reactor (in-situ), and the reactor was tightly closed. The nickel-wire heater wrapped around the reactor wall was employed. The pyrolysis heating rate was 24.33 °C/min on average, and the temperatures were varied as 300, 400, 500, 550, and 600 °C. The research found that the optimum temperature conditions without and with the catalyst to produce bio-oil were different. The pyrolysis without any catalyst (500 ⁰C), with a catalyst of 5 wt.% (500 ⁰C), 10 wt.% (400 ⁰C), and 15 wt.% (550 ⁰C) produced the bio-oil yield of 15.00, 17.92, 16.78 and 16.54, respectively. The use of 5, 10, and 15 wt.% catalysts increased the water phase yield. The char yield was influenced by the amount of catalyst only at 300 ⁰C; i.e., the more catalysts, the less char yield. The pyrolysis without any catalysts produced the highest gas product. A catalyst significantly increased the pyrolysis conversion from 48.69 (without catalyst) to 62.46% (15. wt.% catalyst) at a temperature of 300 ⁰C. The optimum conditions for producing the best bio-oil were at 600 °C and 10 wt.% of catalysts, which resulted in an O/C ratio of 0.14.Keywords: C12-4 catalyst, in-situ catalytic pyrolysis, Spirulina platensis residue, yield bio-oilA B S T R A KKetergantungan terhadap energi fosil khususnya minyak bumi, saat ini masih tinggi yaitu mencapai 96% dari total konsumsi. Salah satu solusi untuk mengatasi ketergantungan energi fosil adalah dengan mengolah sumber energi yang berasal dari biomassa mikroalga. Penelitian ini bertujuan untuk pirolisis mikroalga dengan penambahan katalis C12-4 (Cr2O3 + Fe2O3 + C + CuO + promotor). Sampel yang digunakan adalah residu Spirulina platensis (SPR). Penelitian ini menggunakan reaktor unggun tetap dengan diameter luar 44 mm, diameter dalam 40 mm, dan tinggi reaktor 600 mm. Spirulina platensis dengan ukuran partikel 100 mesh sebanyak 50 gram dicampur dengan katalis C12-4 dengan variasi 5, 10, dan 15 wt.%. Campuran umpan (in-situ) dimasukkan ke dalam reaktor dan ditutup rapat. Pemanas menggunakan arus listrik melalui kawat nikel yang dililitkan pada dinding reaktor. Laju pemanasan pirolisis rata-rata 24,33 °C/menit, variasi suhu 300, 400, 500, 550, dan 600 °C. Kondisi optimum tanpa dan dengan katalis untuk menghasilkan bio-oil memiliki nilai yang berbeda yaitu pirolisis tanpa katalis (500 ⁰C), dengan katalis 5 wt.% (500 ⁰C), 10 wt.% (400 ⁰C) dan 15 wt.% (550 ⁰C) menghasilkan bio-oil 15,00; 17,92; 16,78; dan 16,54. Penggunaan katalis 5, 10, dan 15 wt.% berat dapat meningkatkan fasa air hasil. Yield char dipengaruhi oleh jumlah katalis hanya pada 300 ⁰C, semakin banyak katalis maka yield char semakin menurun. Pirolisis tanpa katalis menghasilkan produk gas tertinggi. Penggunaan katalis sangat signifikan dalam meningkatkan konversi pirolisis dari 48,69 (tanpa katalis) menjadi 62,46% (katalis 15 wt.%) pada suhu 300 ⁰C. Kondisi optimum untuk menghasilkan minyak nabati terbaik adalah pada 600 °C dengan katalis 10% berat, menghasilkan rasio O/C sebesar 0,14.Kata kunci: C12-4 catalyst, in-situ catalytic pyrolysis, Spirulina platensis residue, yield bio-oil

The Effects of Quartic Term Mathematical Model on The Concentration Profile of Fixed Bed Gas Adsorber Ary Mauliva Hada Putri
Jurnal Rekayasa Proses Vol 15, No 1 (2021)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.61308

The need for a reliable mathematical model depicting the process inside a column adsorber has become a requisite in designing an effective gas adsorber. Even though this task can be done by using commercial software, it is still important to get an understanding of how the entire process happens. In this paper, we discuss a new way to approximate the concentration profile inside the porous solids. It is an extension of the work of Liaw et al., who adopted a parabolic (i.e., quadratic) profile, which is a function of pellet radius while retaining the spherical symmetry. We extend their work by adding the quartic term. The inclusion of this new term still preserves the form of linear driving force approximation with some correction to Glueckauf’s parameter (i.e., the effective diffusivity coefficient). The addition of the correction will affect the breakthrough curve so that it affects the saturation time. In the binary system of hydrogen/methane discussed in this study, we found that a negative correction to the diffusivity coefficient will make the saturation happen earlier compared to that of the parabolic case, and vice versa. This study may help us design an efficient gas purifier, in particular when we set out for the regeneration of the adsorbent.Keywords: activated carbon; effective diffusivity coefficient; hydrogen; linear driving force; methane; parabolic profile A B S T R A KKebutuhan model matematis yang dapat menggambarkan proses penyerapan dalam kolom adsorpsi telah menjadi kebutuhan yang tak terelakkan dewasa ini. Walaupun kini telah tersedia berbagai perangkat lunak komersial, namun tidak dapat dipungkiri bahwa memahami bagaimana proses tersebut terjadi tetap menjadi suatu hal yang berguna. Paper ini bertujuan untuk menampilkan cara baru dalam pemodelan konsentrasi adsorbat di dalam adsorben padat berpori. Kami memperluas metode yang dikembangkan Liaw et al. dengan menambahkan suku pangkat empat (kuartik). Penambahan ini akan mengoreksi koefisien difusivitas efektif dari persamaan linear driving force (LDF). Koreksi yang bernilai negatif, misalnya, akan mengurangi nilai koefisien difusivitas tersebut sehingga akan menghambat kemampuan adsorpsi. Hasil perhitungan kami pada sistem biner hidrogen/ metana menunjukkan bahwa suatu koreksi bernilai negatif dapat menyebabkan saturasi berlangsung lebih cepat dari kasus profil parabolik. Begitu pula sebaliknya, koreksi positif akan menambah daya adsorpsi sehingga saturasi dapat diperlambat. Studi ini kami harapkan dapat diterapkan untuk mendesain suatu kolom adsorpsi yang efisien, terutama dalam perencanaan proses regenerasi adsorben.Kata kunci: hidrogen; karbon aktif; koefisien difusivitas efektif; linear driving force; metana; profil parabolik

Home Page

OAI Link

Editorial Team

Contact

Reviewer

Google Scholar

Contact Name
Teguh Ariyanto

Contact Email
teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Phone
-

Journal Mail Official
teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Editorial Address
-

Location
Kab. sleman,

Daerah istimewa yogyakarta

INDONESIA

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Home Page

OAI Link

Editorial Team

Contact

Reviewer

Google Scholar

Contact Name Teguh Ariyanto

Contact Email teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Phone -

Journal Mail Official teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Editorial Address -

Location Kab. sleman, Daerah istimewa yogyakarta INDONESIA

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Contact Name
Teguh Ariyanto

Contact Email
teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Phone
-

Journal Mail Official
teguh.ariyanto@ugm.ac.id

Editorial Address
-

Location
Kab. sleman,

Daerah istimewa yogyakarta

INDONESIA