Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Perubahan iklim dunia menuju pemanasan global menjadi isu kritikal saat ini yang sangat mendesak untuk mendapatkan penyelesaian. Pada industri minyak dan gas, unit pemisahan gas asam atau acid gas removal unit (AGRU) masih banyak melepaskan gas CO₂ ke atmosfer yang akan merusak lingkungan. Proses teknologi hidrogenasi CO₂ menjadi metanol menggunakan katalis tembaga dipandang dapat menjadi salah satu solusi mengolah buangan CO₂ unit AGRU. Reaktor sebagai alat proses yang sangat penting tempat reaksi kimia berlangsung harus dapat didesain sebaik mungkin agar hasil produksi dapat mencapai spesifikasi yang diinginkan. Studi ini bertujuan untuk mendesain reaktor proses hidrogenasi CO₂ menjadi metanol dengan metode simulasi menggunakan COMSOL multiphysics dan UniSim. Konversi CO₂ menjadi metanol relatif kecil dan dibatasi oleh konversi kesetimbangan serta panas reaksi yang harus dikendalikan karena reaksi eksotermis. Oleh karena itu rancangan reaktor diupayakan dapat menaikkan konversi dan mengendalikan panas yang terbentuk dengan cara penerapan reaktor unggun diam bertahap dengan pendinginan dan pemisahan metanol-air antar tahap unggun reaktor. Validasi dengan data literatur berupa hasil eksperimen An Xin et.al. yang menggunakan reaktor unggun diam pada tekanan 50 Bar pada berbagai temperatur operasi yaitu 210 °C, 230 °C, 250 °C dan 270 °C. Hasil eksperimen menunjukan adanya kesesuaian hasil simulasi dengan data eksperimen tersebut untuk konversi CO₂ dan yield metanol. Validasi dengan menggunakan data pabrik metanol skala komersial pada literatur juga menunjukkan hasil yang cukup memuaskan dengan deviasi di bawah 9.99%. Konversi tertinggi CO₂ untuk produksi metanol hasil simulasi didapat pada temperatur 232 °C. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sintesis metanol kurang efisien pada temperatur yang lebih tinggi dari 232°C dikarenakan sifat reaksi yang eksotermis. Dimensi reaktor yang dirancang dalam penelitian ini dengan diameter 1.5 meter, dengan 5 tahap unggun dan tinggi tiap unggun ( bed ) pada rentang 0,5 - 1 meter, dapat menghasilkan metanol sebesar 5698 kg/jam (136.75 ton/hari) dari hasil olahan aliran CO₂ gas buangan AGRU sehingga hasil konversi total CO₂ menjadi metanol meningkat sebesar 71.5% dibandingkan dengan reaktor satu tahap. 

---

A world climate change towards global warming has been a critical issues which currently need a sustainable solution. In the oil and gas industry, acid gas removal unit releases a significant amount of   into the atmosphere which critical to the environment. The process technology of CO₂ hydrogenation into methanol using copper catalyst has been considered as a potential solution to treat the released CO₂. Reactor is the key process equipment where the chemical reaction is performed thus must be designed properly to ensure the product will meet the required specification. This study aims to design a reactor for CO₂ hydrogenation into methanol utilizing COMSOL multiphysics and UniSim process simulation. CO₂ conversion to methanol has a relatively small value as limited by its equilibrium and was inhibited by the exothermic heat reaction released that shall be well managed. Therefore a novel reactor design is developed to increase the overall conversion of CO₂ into methanol as well as to control the released heat with implementation of an adiabatic multistage fixed bed reactor with inter-stage cooling and methanol-water removal. Validation of the model with experiment from AnXin et.al was performed at pressure of 50 Bar and varied temperature of  210 °C, 230 °C, 250 °C and 270 °C to ensure simulation accuracy. The simulation result shows a good agreement with the reference data in term of the CO₂ conversion as well as methanol yield for both laboratory scale and industrial benchmark data. The highest conversion was achieved at the temperature of 232 ^oC at 50 Bar and it was found that that methanol synthesis was not efficient to be conducted at a higher temperature than 232^oC due to its exothemic nature of the reaction. A fixed bed reactor with the dimension of 1.5 meter diameter and 5 stages of multibed configuration can process a 5 MMSCFD feed gas from AGRU to produce methanol at rate of 5698 kg/h (136.75 ton/day) which is 5 times higer than can be produced from a single stage fixed bed reactor.

Abstrak :
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan sistem rantai suplai pemanfaatan BBG dan efektifitas pembakaran BBG pada mesin kendaraan serta memperoleh komposisi BBG yang aman pada sistem pembakaran kendaraan. Tahapan yang dilakukan meliputi pemodelan sistem rantai suplai, pengujian kinerja pembakaran dan penentuan komposisi CNG dan LGV untuk mesin kendaraan. Metode kinetika oksidasi dan pembakaran merupakan metode yang digunakan untuk menentukan komposisi CNG dan LGV dengan membanding hasil ignition delay time yang didapat. Hasil penelitian ini menunjukan pengembangan infrastruktur bahan bakar gas di pulau Jawa membutuhkan 8 CNG Mother Station, 56 CNG Daughter Station dan 11 SPBG LGV. Berdasarkan data harga minyak bumi pada tahun 2012, harga keekonomian CNG Rp.3.344/LSP untuk skenario pembiayaan BaU dan Rp. 2.069/LSP untuk skenario pembiayaan pemerintah. Sedangkan harga keekonomian LGV Rp. 8.392/LSP untuk skenario BaU dan Rp. 8.035/LSP untuk skenario pembiayaan pemerintah. CNG dengan atom karbon lebih sedikit memiliki pembakaran lebih sempurna. LGV yang memiliki komposisi propana terbesar menghasilkan kinerja terbaik. Hasil simulasi komposisi CNG adalah metana minimal 80%, etana maksimal 10% serta propana dan hidrokarbon berat lainnya maksimal 15%. Sedangkan LGV dengan komposisi propana minimal 30 % dan butana maksimal 70%.

---

This study aims to obtain supply chain system of CNG and LGV utilization and effectiveness of these fuels combustion in vehicle engine as well as to obtain the best composition of CNG and LGV for vehicle ignition system. Steps being taken include the modeling of supply chain systems, combustion performance testing and determination of the composition of CNG and LGV for vehicle engines. Oxidation kinetics and combustion method is a used method to determine the composition of CNG and LGV by comparing the results of ignition delay time. These results indicate that fuel gas infrastructure development in Java requires 8 CNG Mother Stations, 56 CNG Daughter Stations and 11 SPBGs LGV. Based on data from the price of oil in 2012, the economic price of CNG is Rp.3.344/LSP and Rp. 2069/LSP for financing scenarios BAU and for government financing scenarios, respectively. Meanwhile, the economic price of LGV is Rp. 8392/LSP and Rp. 8035/LSP for BAU scenario and for government financing scenarios, respectively. CNG with fewer carbon atoms shows more complete combustion, and LGV which has the largest propane composition produces the best performance. Simulation results show that the best CNG composition is at least contains of 80% methane, maximum 10% of ethane and propane and up to 15% of other heavy hydrocarbons. Meanwhile, the best LGV composition must contain at least 30% of propane and maximum 70% of butane.

Abstrak :
Cadangan batubara Indonesia sebagian besar lebih dari 60 merupakan batubara dengan kalori rendah dan sedang yang dikenal dengan batubara peringkat rendah. Pada skenario KEN, pertumbuhan kebutuhan batubara rata-rata sebesar 5,1 dimana pada tahun 2025 kebutuhan batubara mencapai 37 juta Toe dan meningkat hingga mencapai 116 juta Toe di tahun 2050.Pemanasan mandiri self-heating dan pembakaran spontan spontaneous combustion batubara telah menjadi masalah serius di industri batubara. Kebakaran Batubara dan gambut dari Indonesia sering terjadi akibat kebakaran hutan di dekat singkapan.Kegiatan utama dari studi saat ini adalah melakukan eksperimen terhadap batubara peringkat rendah Indonesia dengan menggunakan metode uji yang berbeda TG-DTA, metode crossing point / CPT dan metode adiabatik . Selain itu, dilakukan pemodelan dengan piranti lunak COMSOL Multiphysics dan validasi dengan data eksperimen serta studi parametrik.Hasil pemodelan menunjukkan hasil yang berkesesuaian dengan data hasil ekperimen dengan penyimpangan temperatur sekitar 0,9 untuk CPT dan 1,5 untuk reaktor adiabatik.Dari studi parametrik di dapatkan bahwa porositas tumpukan dan konsentrasi oksigen memiliki efek yang cukup besar terhadap perilaku pembakaran spontan dan perlu mendapatkan perhatian dalam upaya untuk mencegah pembakaran spontan.Pemodelan dan Simulasi dapat digunakan sebagai alatbantu yang efektif untuk mencegah dan mencari solusi permasalah pembakaran spontan pada aplikasi di lapangan.

---

Indonesia's coal reserves mostly over 60 are low to moderate calorie coal known as low rank coal. In the KEN scenario, the average coal demand growth of 5.1 is where in 2025 the demand for coal reaches 37 million toe and increases to 116 million toe in 2050.Self heating and spontaneous combustion of coal have become a serious problem in the coal industry. Coal and peat fires from Indonesia often occur due to forest fires near the outcrop.The main activity of the current study is to conduct experiments on Indonesia's low rank coal using different test methods TG DTA, crossing point CPT method and adiabatic method. In addition, modeling with COMSOL Multiphysics software and validation with experimental data and parametric studies were performed.The modeling results show results that are compatible with experimental data with a temperature drift of about 0.9 for CPT and 1.5 for adiabatic reactors. From the parametric study it was found that the porosity of the pile and the oxygen concentration had a considerable effect on spontaneous combustion behavior and needed to get attention in an effort to prevent spontaneous combustion.Modeling and Simulation can be used as an effective tool to prevent and solve spontaneous combustion problems in field applications.

Abstrak :
Penelitian dalam disertasi ini mengusulkan metode ekstraksi panas refluks etanol untuk mendapatkan kadar nikotin yang tinggi dalam ekstrak hasil refluks etanol EHRE . Kandungan tertinggi nikotin dalam ekstrak diperoleh sebesar 6,30 b/b , yang dicapai pada 6 jam ekstraksi dengan suhu optimum 70 C, kecepatan pengadukan 150_rpm dan rasio solid terhadap pelarut sebesar 1:5. Nikotin yang dihasilkan dari literatur hanya berkisar 0,30 ndash; 3,60 berat berdasarkan berat kering daun tembakau b/b . Pengembangan teknik ekstraksi dalam penelitian ini ternyata mampu meningkatkan kadar nikotin 60 lebih tinggi daripada hasil yang ada dalam literatur. Peningkatan yang signifikan ini sangat penting untuk keperluan data lebih lanjut pada pemurnian nikotin. Ekstrak yang diperoleh kemudian diaplikasikan sebagai biopestisida terhadap hama penggerek buah kopi Hypothenemus hampei . Aplikasi EHRE sebagai biopestisida menunjukkan intensitas rata-rata serangan hama penggerek buah kopi hanya 1,83 dibandingkan dengan kontrol 12,58 selama 6 minggu pengamatan. Hasil tersebut menunjukkan bahwa EHRE N. tabacum var. Virginia memiliki potensi kuat dan efektif digunakan sebagai biopestisida melawan hama penggerek buah kopi. Simulasi produksi pabrik biopestisida skala komersial berikut studi kelayakan ekonominya juga dilakukan dalam penelitian ini. Data diambil dari literatur maupun hasil penelitian pada skala pilot. Berdasarkan simulasi dan analisis menggunakan software SuperPro Designer v9.0, diperoleh kapasitas produksi sebesar 433 kg.batch-1 atau 570.282 kg.tahun-1. Nilai ROI; Payback period; IRR; dan NPV berturut-turut sebesar 30,57 ; 3,27 tahun; 30,55 ; dan 16.580.000 USD.

---

This study proposed a heat reflux extraction HRE method to increase the yield of nicotine from ethanolic heat reflux extract EHRE of N. tabacum. The highest yield of nicotine 6.30 wt was achieved at 6 hours, optimum temperature at 70 C, 150 rpm and fixed solid-to-solvent ratio at 1:5. Nicotine yields from the literatures were obtained between 0.30 to 3.60 wt of nicotine per dry weight of tobacco leaves. Development of the HRE increased the nicotine yield to 60 more than the highest yield reported in the literatures. This significant improvement is important for further purification in nicotine production. The EHRE was then applied as a biopesticide against coffee berry borer Hypothenemus hampei . Application of the EHRE as a biopesticide shows that average intensity of the coffee berry borer attack was 1.83 compared with the control 12.58 for six weeks observation. These results indicated that the EHRE of N. tabacum var. Virginia has strong potential and effective as a biopesticide against coffee berry borer. Simulation of production of biopesticide plant at commercial scale and its feasibility study was accomplished in this research. Data were taken from the literature as well as pilot scale results. The simulation results showed that capacity of biopesticide production was 433_kg.batch-1_or 570,282_kg.year-1, while values of ROI; payback period; IRR; and NPV were 30.57 ; 3.27 years; 30.55 ; and 16,580,000 USD.

Abstrak :
Salah satu upaya meningkatkan produksi bioetanol adalah melalui efisiensi fermentasi. Penelitian terkait upaya peningkatan efisiensi fermentasi yang meninjau tentang proses pencampuran bahan baku belum ditemukan dan hal ini sangat terkait dengan kondisi hidrodinamika dalam fermentor sebagai unit pemroses. Kondisi hidrodinamika suatu system dipengaruhi oleh desain dan kondisi operasi unit pemroses serta fluida kerja. Dengan desain dan kondisi operasi fermentor yang optimal maka proses pencampuran menjadi efisien distribusi bahan baku merata dan kondisi ini berpengaruh terhadap kinerja mikroorganisme yang terlibat sehingga diharapkan dapat meningkatkan hasil produksi bioetanol. Untuk mendapatkan desain dan kondisi operasi fermentor yang optimal diperlukan detail informasi tentang aliran di dalamnya kondisi hidrodinamika . Berdasarkan hal tersebut maka tujuan penelitian ini adalah mendapatkan detail informasi dan fenomena hidrodinamika proses pencampuran molase-air dalam fermentor skala industri dengan diameter 7 m dan tinggi 15 m. Pada kasus dengan sistem geometri skala industri, maka metode komputasi lebih efisien. Namun pada pelaksanaannya, untuk menerapkan model dan strategi solusi yang sesuai fenomena nyata, diperlukan kajian terkait karakteristik medan aliran dalam sistem, karakteristik dan perilaku pencampuran fluida kerja serta pengaruh parameter pengadukan terhadap fenomena pencampuran. Untuk melakukan kajian terhadap faktor-faktor tersebut perlu dilakukan scale down dari geometri skala industri menjadi geometri skala kecil diameter 0,28 m dan tinggi 0,52 m . Metode komputasi dinamika fluida pada penelitian ini mengaplikasikan kode komersial Ansys fluent 17.1. Metode eksperimen untuk karakterisasi reologi fluida kerja adalah menggunakan Rheometer Brookfield dan untuk pelacakan partikel serta perilaku pencampuran bahan baku adalah metode visualisasi. Detail informasi dan fenomena hidrodinamika proses pencampuran dalam fermentor bioetanol skala industri telah didapatkan dan didiskusikan. Model Large eddy simulation LES lebih sesuai untuk menggambarkan turbulensi dalam sistem. Model Sliding-mesh SM dan Eulerian menghasilkan prediksi yang lebih mendekati hasil eksperimen. Waktu pencampuran mixing time pada fermentor skala industri adalah 114 detik.

---

One of the efforts to increase bioethanol production is through the efficiency of fermentation. The related Study as the efforts to improve the efficiency of fermentation by reviewing the mixing process of raw materials have not been found, and this is strongly related to hydrodynamic conditions in the fermentor as a processing unit. The hydrodynamic condition of a system is influenced by the design and operating conditions of the unit process and the working fluid. With an optimum fermentor design and condition, the mixing process becomes efficient uniform distribution of raw material and this condition has an effect on the performance of the microorganism involved so that it can increase bioethanol production. In order to obtain the optimal fermentor design and operating conditions, detailed information on the flow hydrodynamics condition is required. Based on this background, the purpose of this research is to obtain detailed information and hydrodynamic phenomena of molasses-water mixing process in industrial scale fermentor with diameter 7 m and height 15 m. In the case of industrial-scale geometry systems, the computational method is more efficient. However, in the implementation, to apply an appropriate model and solution strategy to represent the real phenomena, it is necessary to study the characteristics of the flow field in the system, the characteristics and the mixing behavior of the working fluid and the effect of the agitation parameters on the mixing phenomenon. To conduct a study of these factors, need to scale down the geometry of the industrial scale into small-scale geometry diameter 0.28 m and height 0.52 m . The commercial code Ansys fluent 17.1 was applied to study of the fluid dynamics computationally. The experimental tools for the rheological characterization of working fluids are to use the Brookfield rheometer and the methods for particle tracking, and the mixing behavior of the raw material is a visualization method. Detailed information and hydrodynamic phenomena of the mixing process in industrial scale bioethanol fermenters have been obtained and discussed. Large eddy simulation model LES is more suitable for describing turbulence in the system. The Sliding-mesh SM and Eulerian models produce predictions that are closer to the experimental results. The mixing time on an industrial scale fermentor is 114 seconds.

Abstrak :
Penelitian ini bertujuan memproduksi hidrogen (H2) dan carbon nanotube (CNT) secara simultan melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-AL. Secara garis besar, penelitian dibagi menjadi dua tujuan besar yaitu studi kinetika intrinsik dan pemodelan reaktor. Studi kinetika didekati dengan tiga cara. Model reaktor yang dibuat adalah reaktor pelat sejajar. Studi kinetika dengan internal reaktor pelat sejajar menghasilkan kinetika non-intrinsik. Pelapisan katalis pada pelat sebanyak 4 kali tidak mempunyai pengaruh yang signifikan pada loading katalis. Hasil eksperimen diverifikasi menggunakan kriteria-kriteria limitasi tahanan massa dan panas (eksternal dan internal). Hasil verifikasi menunjukkan bahwa kinetika pelat sejajar tidak mampu mengatasi limitasi tahanan internal. Studi kinetika diperbaiki dengan internal reaktor berupa katalis serbuk. Studi kinetika serbuk menghasilkan kinetika intrinsik. Tetapi hasil ini tidak akurat karena deposisi karbon dihitung melalui neraca karbon terhadap waktu (pendekatan dinamik) padahal rata-rata 43,45% karbon hilang di akhir reaksi. Studi kinetika dilanjutkan menggunakan reaktor yang dilengkapi dengan microbalance. Kinetika model ini dapat mengukur pertambahan karbon sebagai fungsi waktu dan suhu pada tekanan atmosfer. Hasil penelitian sebelum deaktivasi menunjukkan bahwa tahap pembatas laju reaksi adalah tahap adsorpsi. Energi aktivasi yang diperoleh sebesar 67,76 kJ/mol dan faktor pre-eksponensial 5,15 x 1018. Model persamaan kinetika deaktivasi katalis mempunyai persamaan laju deaktivasi orde satu. Reaktor katalis terstruktur pelat sejajar dimodelkan tiga dimensi (3D) kondisi stedi. Model 3 dimensi diselesaikan dengan program aplikasi computional fluid dynamics (CFD) yaitu COMSOL. Konversi metana dan yield hydrogen digunakan sebagai data validasi antara model dan data hasil eksperimen. Hasil simulasi mempunyai persentase kesalahan konversi total metana dan yield H2 berturut-turut 0,77% dan 2,38%. Validasi menunjukkan bahwa hasil model reaktor sesuai dengan data hasil percobaan laboratorium.

---

This study aims to produce hydrogen (H2) and carbon nanotube (CNT) simultaneously through methane decomposition reaction over a Ni-Cu-Al catalyst. The research is divided into two major objectives namely intrinsic kinetics study and reactor modeling. Kinetics studies were approached in three ways. Reactor model is made parallel flat plate reactor. The result of kinetics study using internal reactor parallel-plate was nonintrinsic kinetics. Coating 4 times on the parallel plate had no significant effect on catalyst loading. The experimental results are verified using the criteria for limitation of mass and heat resistance (external and internal). Verification results show that kinetics of parallel-plate are not able to overcome the internal resistance limitation. Kinetics studies corrected with the reactor's internal form of the catalyst powder. This experiment result is not accurate because of carbon deposition is calculated by carbon balance versus time (dynamic approach) whereas the average 43.45% of carbon lost by the end of the reaction. The last study using the reactor which is equipped with a microbalance. This model can measure carbon growth as a function of time and temperature at atmospheric pressure. The results before deactivation suggests that the limiting step is the adsorption. The activation energy of 67.76 kJ/mol and preexponential factor of 5.15 x 1018. Deactivation kinetics model have first order. Parallel-plate structured catalyst reactor is modeled three-dimensional (3D) with steady condition. 3-dimensional model solved by the application program computational fluid dynamics (CFD) namely COMSOL. Methane conversion and hydrogen yield used as validation between model and experimental data. The simulation results have an error percentage of the total methane conversion and H2 yield respectively 0.77% and 2.38%. Validation showed that the model in line with experimental data.