Teknologi Biodiesel

Te k n o l o g i L e n g k a p B i o d i es es e l

Daftar Isi 1. Pendah Pendahulu uluan an 1.1 Latar belakag 1.2 Biodiesel dan keuggulannya 1.3 Spesifikasi Biodiesel 2. Bahan Bahan Baku Baku Biodiesel Biodiesel 2.1 Minyak dan Asam Lemak 2.1.1 2.1.1

Minyak Minyak Naba Nabati ti

2.1.2

Limbah Limbah Pengolah Pengolahan an Minyak Minyak

2.1.3 2.1.3

High High FFA FFA Greas Greasee dan dan Tall Tallow ow

2.1.4 2.1.4

Minyak Minyak Goreng Goreng Bekas Bekas

2.2 Alkohol 2.3 Katalis 2.3.1 2.3.1

Katali Kataliss Asam Asam

2.3.2 2.3.2

Katali Kataliss Basa Basa

2.3.3 2.3.3

Katali Kataliss Enzim Enzim

3. Proses Proses Dasar Dasar Biodiesel Biodiesel 3.1 Esterifikasi 3.2 Tranesterifikasi 4. Persiapan Persiapan Bahan Bahan Baku Baku Minyak Minyak dan dan Lemak Lemak 4.1 Pengambilan minyak 4.2 Refining 4.3 Bleaching 4.4 Deodorisization 4.5 Rendering 5. Katal Katalis is 5.1 Dasar Pemilihan Katalis 5.2 Penyiapan Katalis 6. Teknologi Teknologi Produksi Produksi 6.1 Batchwise Operating Technology 6.2 Contious Opeating echnology 6.3 High FFA Process 6.4 Non catalyzed-Biox Process 6.5 Non catalyzed- supercritical Process - 1 -

PDF Creator - PDF4Free v2.0

http://www.pdf4free.com


7. Separasi Separasi dan Pemurnian Pemurnian Biodiesel Biodiesel 7.1 Biodiesel-gliserol 7.2 Peralaatn proses Pemisahan Biodiesel-gliserol 7.3 Pencucian biodiesel 7.4 Aditif biodiesel 8. Penanan Penanangan gan Produk Produk Samping Samping dan dan Limbah Limbah 8.1 Manajemen Alkohol 8.2 Pemurnian Gliserol 8.3 Netralisasi 9. Kontrol Kontrol Kualitas Kualitas dan dan Penyimp Penyimpanan anan Produk Produk 10. Keamanan dan Keselamatan Kerja 11. Referensi 12. Lampiran

- 2 -




1. PENDA ENDAHULUAN HULUAN

1.1.. L atar Belaka 1.1 Belakang ng Penc Pencari arian an bahan ahan karan karan altern alternati atiff seba sebagai gai akaib akaibat at cadan cadangan gan miny minyak ak bumi bumi yang semaki semakin n menipi menipiss mulai mulai giat giat diada diadakan kan.. Pengemb Pengembang angan an teknol teknologi ogi diarah diarahkan kan untuk untuk menyediakan bahan bakar dengan kualitas sebanding dengan minyak bumi sebagai bahan bakar utama dunia saat ini. Bahan yang dikembangkan antara lain batu bara, gas alam, panas bumi, matahari dan bahan bakar dari minyak nabati. Biodi Biodiese esell menja menjadi di altern alternatif atif

untuk untuk menj menjawab awab masalah masalah itu. Bukan Bukan hanya hanya

mamapu menjadi subtitusi minyak bumi sebagai sumber daya alam yang terbarukan. Biodiesel juga mampu menjawab kekhawatiran terhadap makin meningkatnya emisi gas buang yang pada akhirnya akan merusak lingkungan. Penggunaan minyak nabati yang sejatinya telah dimulai sejak Rudolf diesel menggagas mesin diesel pada tahun1885, mulai banyak dilirik. Teknologi produksi biodie biodiesel sel juga juga berkem berkemba bang ng pesat. pesat. Eropa Eropa menja menjadi di pionir pionir dalam dalam indus industri tri biodie biodiesel sel disus disusul ul Amerik Amerikaa Serika Serikatt dan dan diiku diikuti ti oleh nega negara-n ra-nega egara ra pengha penghasil sil minya minyak k naba nabati ti seperti Malaysia dan Indonesia.

1.2. Biodies Biodiesel dan K eung unggulanya ulanya Biodi Biodies esel el didef didefin inisi isika kan n seba sebagai gai ester ester alkil alkil (metil (metil,, etil etil, isopr isopropi opil, l, dan dan sejenisnya) dari asam-asam lemak (SNI 04-7182-2006). Biodiesel merupakan hasil rekasi minyak atau asam lemak dengan alcohol dan menghasilkan alkil eseter. Alkil ester ini lah yang disebut sebagai biodiesel. Biodiesel Biodiesel merupakan merupakan alternatif alternatif untuk memungki memungkinkan nkan pengguna penggunaan an minyak minyak nabati sebagai bahan bakar pengganti petro diesel. Minyak nabati dapat digunakan seba ebagai gai

bahan ahan

bakar, kar,

akan kan

teta tetap piu

dib dibutu utuhkan kan

pros prosees

untu untuk k

menu enurun runkan kan

keken kekentala talanny nnya. a. Selain Selain diubah diubah menja menjadi di biodie biodiesel, sel, miny minyak ak naba nabati ti dapat dapat dituru diturunk nkan an keken kekentala talanny nnyaa dengan dengan cara cara dipan dipanask askan an diatas diatas suhu suhu 90 C. Cara Cara ini akan akan menuntu menuntutt modifikasi mesin dengan harus menambahkan preheater di tangki bahan bakar. Jelas cara ini tidak terlalu praktis. Biodi Biodies esel el memi memilk lkii sifa sifatt tida tidak k bera beracu cun n dan dan muda mudah h terde terdegr grad adas asii. Berik Berikut ut merupakan keunggulan-keunggulan keunggulan-keunggulan biodiesel : §

Biodiesel tidak beracun dan ramah lingkungan. Biodiesel menhhasilkan lebih sedi sediki kitt karb karbon on monoks onoksid idaa pada pada pemb pembak akar aran anny nyaa dan dan 100% 100% emis emisii sulf sulfur ur - 3 -




dioksida dan tidak adanya hidrokarbon tak terbakar sehingga biodiesel mampu menekan pencemaran udara §

Biodiesel dengan pembakaran lebih sempurna akan memberikan pengurangan terhadap resiko kanker sebesar 90%

§

Biodiesel terdegradasi dan terbarukan oleh alam

§

Biodi Biodies esel el dapa dapatt digun digunak akan an lang langsu sun ng atau atau seb sebagai agai camp campur uran an terha terhada dap p petrodiesel. Besaran campuran berkisar 5-20%

§

Biodiesel memperpanjang umur mesin

1.3. Spes Spesifi if ikasi kasi Biodies Biodiese el Indonesia telah membuat standar terhadap biodiesel yang diproduksi. Standar ini mengacu pada dua standar biodiesel yakni standar biodiesel Eropa prEN 142142002 (E) dan satandar satandar biodiesel Amerika Amerika Serikat Serikat ASTM D6751. D6751. Standar Standar biodies biodiesel el eropa lebih lebih lengkap, lengkap, dan ini mencermin mencerminkan kan tingkat tingkat kemajuan kemajuan industri industri biodiesel biodiesel di Eropa. Standar biodiesel Eropa mengaju pada penggunaan Biodesel murni (B100) dan atau untuk campuran minyk solar sampai 5%. Berikut standar nasional biodiesel Indonesia SNI 04-7182-2006 : Tabel 1.1. Sandar Biodiesel Indonesia

- 4 -




Apabila Apabila dibandingkan dibandingkan dengan standar Eropa dan Amerika akan terlihat terlihat pada pada tabel berikut: Tabel 1.2. Perbandingan Standar Bidiesel Indonesia-Eropa_Amerika dan Australia

Parameter dan Satuannya

EU 0,860

Mass assa jen enis is pa pada da 15 oC oC,, mg/m g/ml

0,900

Massa jenis pada 40 oC, mg/ml

-

US A –

AUS

INA

0,860– 0,890 0,850

- 5 -



–


0,89 Viskositas kinematik pd 40 oC, 3,50

–

3,5

–

mm2/s

5,00

1, 9 – 6, 0

5,00

2,3 – 6,0

Angka setana

min. 51

min. 47

min. 51

min. 48

Flash Point (mangkok tertutup)

min. 120

min. 130

min. 120

min. 100

Cold Filter Pulgging Point (CFPP)

+

-

-

Titik awan/mendung, oC

-

dilaporkan -

maks. 18

maks. no.

maks. no

Korosi strip tembaga (3 jam pada 50 oC)

Kelas 1

3

Kelas 1

3

maks.

maks.

0,05

0,05

maks 0, 0,05

(maks.

(maks.

Resid Re sidu u karb karbon on (%-b (%-b), ),

- dalam contoh asli

- dalam 10 1 0 % am a mpas distilasi

Air Air da dan n sed sedimen imen,, %-vo %-vol. l.

-

maks. 0,3

-

0,3)

0,3)

maks.

maks.

maks.

maks.

0,05

0,05

0,05

0,05

maks. Air, Air, pp ppm m-b (mg/k (mg/kg) g)

0,05

-

-

-

Kontaminasi to t otal, pp p pm-b (m ( mg/kg)

maks. 24 24

-

maks. 24 24

-

maks. Temperatur di distilasi 90 90 %, %, oC oC

Abu Abu tersu tersulfa lfatk tkan an,, %-b %-b

-

maks. 36 360 360

maks.

maks.

maks.

0,02

0,02

0,02

maks. 360

maks.0,02

maks. Belerang, pp p pm-b (m ( mg/kg)

maks. 10

maks. 500 50*)

maks. 80

Fosfor, pp ppm-b (m (mg/kg)

maks. 10 10

maks. 10 10

maks. 10 10

maks. 10 10 maks.

Angka as a sam, mg-KOH/g

maks. 0, 0 ,5

maks. 0, 0 ,8

0,8

maks.0,8

maks.

maks.

maks.

maks.

0,02

0,02

0,02

0,02

maks.

maks.

maks.

maks.

Glise Gliseri rin n tota total, l, %-b %-b

0,25

0,24

0,25

0,25

Kadar ester alkil, %-b

min. 96,5

-

min. 96,5

min. 96,5

Glise Glisero roll be beba bas, s, %-b %-b

- 6 -




Angka iodium, %-b (g-I2/100 g)

maks. 120

-

-

maks. 115

Uji Halphen

-

-

-

Negatif

min. 6

-

min. 6

-

maks. 12

-

-

-

maks. 1

-

-

-

Kestab tabilan lan thd thd oksidasi pada 110 oC, Kadar ester alkil asam linolenat, %-b Kada Kadarr este esterr berik erikat ata an rang rangk kap %-b

4,

maks.

maks.

Kada Kadarr metan etanol ol be beba bas, s, %-b %-b

0,20

-

0,20

-

Kadar (N (Na + K), pp ppm-b (m (mg/kg)

maks. 5, 5,0

-

maks. 5

-

Kadar (Ca + Mg)

maks.5,0

-

maks. 5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

maks. Kadar Kadar mo monog noglise liserida rida,, %-b

0,80 maks.

Kada Kadarr digl diglise iserid rida, a, %-b %-b

0,20 maks.

Kada Kadarr trig triglis liser erid ida, a, %-b %-b

0,20

Terli Terliha hatt stand standar ar Indone Indonesia sia lebih lebih mengac mengacu u pada pada stand standar ar Ameri Amerika ka,, karen karenaa amerika mempertelakan pada penggunaan biodiesel sebagai bahan campuran minyak diesel diesel dengan kisaran 5-30% (B5-B30). (B5-B30). Adapun Adapun cara ujinya menggun menggunakan akan metode seperti terlihat pada tabel 3.

- 7 -




Tabel 1.3. Metode Uji Biodiesel l.

- 8 -




2. Ba Baha han n Ba Baku ku Biodie Biodies sel

2.1 M iny inyak dan Asam Lem Lemak 2.1. 2.1.1 1 M inya inyak k Na Naba bati ti Minyak Minyak nabati nabati merupa merupakan kan bahan utama produksi produksi biodies biodiesel. el. Minyak Minyak Nabati Nabati yang yang tenaga tenaga populer populer untuk dikembangkan dikembangkan sebagai bahan utama pembuat pembuat biodies biodiesel el adalah minyak jarak pagar. Minyak jarak pagar yang bukan merupakan minyak edible atau minya minyak k pangan pangan merup merupak akan an sumber sumber bahan bahan baku baku jangka jangka panjan panjang g bagi bagi indus industri tri biodiesel. Hampir semua minyak nabati bisa diolah menjadi biodiesel baik itu edible oil maupun bukan. Minyak nabati memilki struktur komponen antara lain : §

Campuran Trigliserida dan asam lemak

§

Asam Lemak bebas

§

Gum

§

Karoten

§

Air

Lemak Lemak dan minya minyak k tidak tidak terkom terkomposi posisi si dari gliseri gliserida da yang yang hanya hanya berisi berisi satu satu asam asam lemak saja, tetapi merupakan campuran atau kombinasi.

M inyak inyak ke kelap lapa a sawit awit , Salah satu dari tanaman golongan palm yang dapat menghasilakan minyak adalah kelapa sawit ( elaeis guinensis ) dikenal terdiri dari empat empat macam macam t ipe ipe atau varietas, varietas, yaitu tip t ipee macrocary macrocarya, a, Dura, Tenera dan Pisifera. Pisifera. Masing masing tipe dibedakan berdasarkan tebal tempurung. Minyak kelapa sawit dapat dihasilkan dari inti kelapa sawit yang dinamakan minyak inti kelapa sawit atau palm kernel dan sebagai hasil samping adalah bungkil inti kelapa kelapa sawit sawit ( palm kernel meal meal atau pellet pellet ). Kelapa sawit mengandung kurang lebih 80 % perikarp dan 20 % buah yang dilapisi kulit yang tipis, kadar minyak dalam perikarp sebesar 34 % sd 40 %. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. Rata Rata – rata rata kompo omposi sisi si miny minyak ak kela kelapa pa sawi sawitt dapa dapatt dili diliha hatt pada pada tabel tabel.. 2.1 2.1 berikut. Bahan yang tidak dapat disabunkan sekitar 0.3 %. Tabel.2 Tabel.2.1 .1 Komposisi Komposisi asam asam lemak lemak minyak minyak kelapa kelapa sawit sawit dan minyak minyak inti inti kelapa sawit.

- 9 -




Asam lemak

Minyak kelapa sawit %

Minyak int i sawit %

Asam kapr ilat

-

3- 4

Asam laurat

-

46 – 52

Asam miristat

1.1 - 2.5

14 – 17

Asam palmitat

40 – 46

6.5 – 9

Asam stearat

3.6 – 4.7

1 – 2.5

Asam o leat

39 – 45

13 – 19

Asam lino leat

7 - 11

0.5 - 2

Asam kaproat

-

3–7

Sumber Ketaren 1986. Kandungan karotene dalam minyak kelapa sawit dapat mencapai 1000 ppm atau atau lebih ebih,, tetapi tetapi dala dalam m miny minyak ak dari dari jeni jeniss terte tertera ra kura kurang ng lebi lebih h 500 500 – 700 700 ppm, ppm, kandungan tokoferol bervariasi dan dipengaruhi oleh penanganan selama produksi. Mutu minyak kelapa sawit yang baik mempunyai kadar air kurang dari 0.1 % dan dan kada kadarr kotora kotoran n tida tidak k lebi lebih h dari dari pada pada 0.01 0.01 %, kand kandun ungan gan asam asam lema lemak k bebas ebas serendah mungkin( kurang dari 2 % ), bilangan peroksida dibawah 2, bebas dari dari warna merah dan kuning ( harus berwarna pucat ) tidak berwarna hijau, jernih, dan kandungan logam berat serendah mungkin atau bebas dari ion logam.

M inyak inyak K elap lapa, Miny Minyak ak kela kelapa pa berda erdasa sark rkan an kan kandun dungan gan asam asam lema lemak k digolongk digolongkan an ke dalam minyak asam laurat, karena kandungan kandungan asam lauratnya lauratnya paling paling besar jika dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Berdasar tingkat ketidakjenuhan nya yang dinyatakan dengan bilangan Iod ( iodine value ), maka minyak kelapa dapat digolongkan kedalam golongan non drying oils, karena bilngan iod minyak tersebut berkisar antara 7.5 – 10.5. Komposisi asam lemak minyak kelapa dapat dilihat pada table 2.2. beikut ini.

Tabel 2.2 Kopmposisi Asam Lemak Minyak Kelapa

Asam lemak

Rumus kimia

Jumlah

Asam Kaproat

C5H11COOH

0.0 –0.8

Asam kapr ilat

C7H17COOH

5.5 – 9.5

Asam lemak jenuh

- 10 -




Asam kaprat

C9H19COOH

4.5 – 9.5

Asam laurat

C11H23COOH

44.0 – 52.0

Asam mir istat

C13H27COOF

13.0 – 19.0

Asam palmitat

C15H31COOH

7.5 - 10.5

Asam stearat

C17H35COOH

1.0 - 3.0

Asam arachidat

C19H37COOH

0.0 - 0.4

Asam lemak tidak jenuh Asam palmito leat Asam o leat

C15H29COOH

0.0 – 1.3

C17H33COOH

Asam lino leat

5.0 – 8.0

C17H31COOH

1.5 – 2.5

Dari Dari tabel tabel II.3. II.3. diata diatass tabel tabel terlih terlihat at bahw bahwaa asam asam lemak lemak jenuh jenuh minya minyak k kelap kelapaa kuran kurang g lebih ebih 90%, 90%, minya minyak k kelap kelapaa mengan mengandun dung g 84 % triglis trigliserid eridaa dengan dengan tiga tiga molekul asam lemak jenuh, 12 % trigliserida dengan dua asam lemak jenuh dan 4% trigliserida dengan satu asam lemak jenuh.

M inyak inyak Castor, Tanama Tanaman n jarak jarak ( Ricin Ricinus us commun communis is L) merup merupak akan an tanama tanaman n tahunan yang hidup di daerah tropis maupun sub tropis, dan dapat tumbuh pada ketinggian ketinggian 0 – 800 m di atas permukaan laut. laut. Tanaman Tanaman jarak telah lama dikenal dikenal di di Indonesia. Minyak jarak mempunyai mempunyai kandungan asam lemak dengan dengan komposisi seperti tabel 2. 3. Berikut; Berikut; Tabel 2.3. Kandungan asam lemak minyak biji jarak.

Asam lemak

Jumlah ( % )

Asam Risino leat

86

Asam o leat

8.5

Asam lino leat

3.5

Asam stearat

0.5 – 2.0

Asam dihidroksi stearat

1-2

Sumber ; Ketaren, S 1986 Minyak jarak mempunyai rasa asam dan dapat dibedakan dengan triglserida yang lainny lainnyaa karena karena bobot bobot jenis, enis, keken kekental talan an dan bilang bilangan an asetil asetil serta serta kelaru kelarutann tannya ya

- 11 -




dalam alkohol nilainya relatif tinggi. Minyak jarak larut dalam alkohol 95% pada suhu suhu kamar kamar serta serta pelaru pelarutt organi organik k yang polar polar dan dan sediki sedikitt larut larut dala dalam m pelaru pelarutt hidr hidroka okarb rbon on alif alifati atis. s. Kan Kandunga dungan n tokof tokofer erol ol relati relatiff kecil kecil ( 0.05 0.05 pers persen en ) dan dan kandung kandungan an asam lemak lemak essensial essensialnya nya yang yang sangat rendah rendah menyebabkan menyebabkan minyak minyak jarak tersebut berbeda dengan minyak nabati lainnya. Standar mutu minyak jarak berbeda – beda tergantung dari cara pengolahannya di Amerika serikat dilakukan dua cara pengolahan yaitu dengan sistem pengepresan pada suhu rendah yang menghasilkan minyak dengan nama “No 1 Castor Oil” dan dengan cara memakai pelarut biasanya heptan menghasilkan minyak dengan nama “ No 3 Castor oil “ . Kedua minyak jarak tersebut mempunyai sifat fisiko kimia yang berbeda sebagaimana tabel II.4. berikut. Tabel 2.4 Karateristik minyak Castor oil No1 dan Castor Oil No 3

Sifat fisikokimia

No1

No 3

Bobot jenis 15.5 / 15.5 0 C

0.961 – 0.963

0.957 – 0.963

Viskositas pada 25 0 C

±

War na ( gardner )

3 ( maks )

3 ( maks )

Bilangan Asam

3 ( maks )

3 ( maks )

Bilangan Iod ( wijs )

82 – 88

80 – 88

Bialangan penyabunan

179 – 185

177 – 182

Bahan tak t ersabunkan ( % )

0.5 ( maks )

1.0 (maks)

0.5

±

0.5

Minyak Minyak jarak jarak mempuny mempunyai ai sifat sangat sangat beracun beracun di samping samping kandungan kandungan asam lemak esensialnya yang sangat rendah hal yang demikian menyebabkan minyak jarak tidak dapat digunakan untuk minyak makan dan bahan pangan Berikut terdapat tabel berisi komposisi berbagai jenis minyak dan lemak Tebel 2.5 Komposisi Variasi minyak dan Lemak

- 12 -




2.1.2 2.1 .2 Limb Li mbah ah Pengo ngolahan lahan M inyak inyak Industri pengolahan minyak nabati selain menghasilkan minyak edible yang merup merupaka akan n produk produk utama utama juga juga mengha menghasil silkan kan produk produk sam samping. ping. Produk Produk ini ini dapat dapat dimanfaa dimanfaatkan tkan sebagai bahan bahan baku baku biodiesel biodiesel yang yang relatif relatif murah. murah. Sebagai Sebagai contohnya contohnya kita ambil produk samping dan limbah industri minyak kelapa sawit di Indonesia, bahan yang masih dapat dimanfaatkan anatara lain :

CPO Offgrade, adalah CPO yang yang berkada berkadarr keasaman keasaman lebih lebih dari 5%. Banyak Banyak terdapat terdapat pada pabrik pabrik pegolahan kelapa kelapa sawit sederhana. sederhana. Harga CPO offgrade offgrade 40% lebih murah dari pada CPO standar.

CPO Parit, merupakan limbah kelapa sawit. Limbah ini berupa campuran air dan minyak yang banyak ditampung di lagoon di perusahaan pengolah kelapa sawit. Limbah Limbah ini mengan mengandun dung g 0.5-1% 0.5-1% minya minyak k sawi sawit. t. Volume Volume limbah limbah sebes sebesar ar dua kali kali kapasitas kapasitas pabrik.

PFAD,merupakan singakatan dari Palm fatty acid distillate atau dikenal juga sebaga sebagaii DALMS, DALMS,;; Distila Distilatt asam asam lemak lemak minya minyak k sawi sawit. t. PFAD PFAD merup merupaka akan n limbah limbah pengolah pengolahan an CPO menjadi menjadi minyak minyak goreng. goreng. CPO diolah diolah menja menjadi di minyak minyak cair (olein) (olein) dan padat padat (steari (stearin). n). Olein Olein diolah diolah lebih lebih lanju lanjutt menja menjadi di minyak minyak goreng goreng sedan sedangka gkan n stearin menjadi margarin. PFAd volumenya 6% dari CPO, sedangkan harganya 80% CPO standar.

2.1. 2.1.3 3 High High FFA Greas Grease dan dan Tallow Tallow

- 13 -




Lemak binatang juga merupakan sumber bahan baku biodiesel. Lemak terdiri dari asam-asam lemak yang dapat diubah menjadi ester. Lemak dibedakan menjadi dua yaitu yellow grease yakni lemak dengan kandungan asam lemak bebas rendah atau kurang kurang dari dari 2%. Untuk Untuk lema lemak k dengan dengan asam lemak lemak lebih lebih t inggi inggi disebut disebut brown brown grease

2.1. 2.1.4 4 M inya inyak Gore Goreng ngBe Beka kas s Minya Minyak k goreng goreng bekas bekas merup merupak akan an sumbe sumberr altern alternatif atif lain lain bagi bagi bahan bahan baku baku biodiesel biodiesel.. Untuk skala skala produksi produksi kecil ketersedian ketersedian minyak goreng goreng bekas bekas relatif banyak.Tahun 2005 konsumsi minyak goreng kelapa sawit masyarakat Indonesia sebsar 5.39 juta ton. Minyak Minyak goreng goreng bekas bekas biasanya biasanya berwarna berwarna agak agak kemerahan kemerahan karena impuritas impuritas yang yang berup berupaa padata padatan n dari bend bendaa yang yang digoren digoreng g dan juga juga karen karenaa perub perubaha ahan n strrukktur kimia. Minyak goreng bekas mengalami kenaikan asam lemak bebas karena dikenai suhu tinggi.

2.2 Alkoho Alkoholl Alkoh Alkohol ol merup merupak akan an bahan bahan baku baku kedua kedua dari dari proses proses pembu pembuatan atan biodie biodiesel sel.. Alkohol yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel antara lain etan etanol, ol, metan metanol ol,b ,buty utyll alkoh alkohol ol dan propan propanol ol..

Dua Dua jenis enis alkoh alkohol ol yan yang bias biasany anyaa

digunakan digunakan adalah metanol dan etanol. etanol. Namun demikian demikian metanol metanol lebih lebih disukai disukai karena harganya yang lebih murah dari pada etanol. Alkoh Alkohol ol yang yang diguna digunakan kan sebaga sebagaii bahan bahan baku baku harus harus memiliki emiliki kadung kadungan an air yang kecil. Alkohol yang mengandung banyak air akan menyebabkan hasil biodiesel yang rendah dan banyak membentuk sabun. Sayangnya, alkohol dengan rantai pendek seperti metanol dan etanol mudah menyerap air. Alasa Alasan n lain lain dipili dipilihny hnyaa metan metanol ol adalah adalah kemuda kemudaha hanny nnyaa untuk untuk direc direcove overy. ry. Reaksi Reaksi pembuatan pembuatan biodiesel biodiesel menuntut menuntut jumlah jumlah alkohol yang berlebih berlebih.. Rekasi Rekasi bolakbolakbalik alik menun enuntu tutt jumla umlah h pere pereak aksi si yang ang berl erlebih ebih dari dari keb kebutuh utuhan an untu untuk k dapa dapatt menghasilkan menghasilkan biodiesel biodiesel 99,7%. Struktur kimia metanol dan etanol dalah sebagai berikut :

- 14 -




2.3 K atalis talis Katalis adalah bahan bahan yang ditambahkan ke ke dalam reaksi tetapi akan diperoleh lagi diakh diakhir ir reak reaksi si denga dengan n tujua tujuan n memp memper erce cepat pat jalan alanny nyaa reak reaksi si..

Katal Katalis is dapa dapatt dari dari

golongan katalis asam, katalis basa dan enzim. 2.3.1 2.3.1

Katali Kataliss Asam Asam

Berbagai asam kuat dapat digunakan sebagai katalis dalam reaski pembuatan biodiesel. Rekasi Rekasi pembuatan ini biasanya biasanya yang berjenis berjenis esterifikasi. Beberapa contoh contoh katalis asam adalah Asam klorida atau HCl dan asam sulfat atau H2SO4 dan asam posph posphat. at. Bebe Beberap rapaa ion excha exchang ngee resin resin yang yang bertip bertipee asam asam juga juga dapat dapat digun digunaka akan n sebagai katalis padat antara lain Amberlyst. Kalsium karbonat padat dapat juga digunakan dalam proses homogen katalitik. Katalis asam ini akan dinetralkan setelah reaksi berjalan sempurna. Penetralan dapat dilakukan dengan penambahan katalis basa sekaligus mereaksikan sisa trigliserida

2.3.2 2.3.2

Katali Kataliss Basa Basa

Katalis yang paling umum digunakan dalam pembuatan biodiesel dari trigliserida adalah katalis basa. Jenis-jenis katalis basa yang dapat digunakan antara lain : sodium hidrok hidroksi sida da,, potassi potassium um hidrok hidroksi sida da dan sodium sodium metoks metoksid ida. a. Katali Kataliss jenis jenis basa basa ini digunakan digunakan untuk produksi produksi biodiesel biodiesel yang yang berbahan berbahan baku minyak minyak nabati, nabati, terutama terutama dengan nilai asam lemak bebas rendah. Katali ataliss basa basa bersi bersifa fatt higr higros oskop kopis is atau atau mudah udah meny enyerap erap air. air.

Katal Katalis is basa basa

meny menyer erap ap air air keti ketika ka dilar dilarutk utkan an kedal kedalam am alcoh alcohol ol maup maupun un saat saat disi disimp mpan an.. Jika Jika penye penyerap rapan an air terlalu terlalu bany banyak ak mengak mengakib ibatka atkan n katali kataliss tidak tidak beke bekerja rja optimal optimal dan biodiesel biodiesel yang yang dihasilkan dihasilkan memiliki memiliki kandungan kandungan total gliserin gliserin yang yang tidak memenuhi standar. 2.3.3 2.3.3

Enzym Enzym katali kataliss

Saat ini juga tengah berkembang penelitian tentang penggunaan enzym lipase sebaga sebagaii katali kataliss dalam dalam produks produksii biodie biodiesel sel.. Bahkan Bahkan di bebe beberap rapaa negara negara jepang epang dan Korea sudah sampai pada tahap aplikasi. Beberapa enzym bisa bekerja pada bahan baku trigliserida dan beberapa bekerja pada asam lemak. Jepan Jepang g memili memilih h mengem mengemban bangka gkan n katali kataliss enzim enzim karen karenaa biaya biaya untuk untuk energi energi yang yang relatif relatif mahal. mahal. Akan Akan tetapi tetapi penggu penggunaa naan n enzim enzim untuk untuk skal skalaa komers komersial ial terbatas terbatas karena karena biaya biaya yang yang tinggi. tinggi. Reaksi Reaksi menggun menggunakan akan enzim berjalan berjalan sangat sangat lambat lambat dan biodiselnya kurang dari 99,7%.

- 15 -




3. PROSES ROSES DAS DASAR AR BIODI ESEL ESEL

3.1 ESTERI ESTERI FIKAS FI KASII Reaks Reaksii pemben pembentuka tukan n biodie biodiesel sel adala adalah h rekasi rekasi antara antara asam asam lemak lemak dengan dengan alkohol baik dengan adanya katalis ataupun tidak. Reaksi ini lazim disebut sebagai reaksi reaksi esterifikasi esterifikasi karena karena menghasil menghasilkan kan biodiesel sebagai sebagai senyawa senyawa esternya. esternya. Reaksi Reaksi pem pembuata uatan n

biodi biodies esel el kera kerap p

juga juga dis disebut ebut den dengan gan

reak reaksi si alko alkoh holis olisiis

kare karena na

menggunakan alkohol sebagai bahan perekasi Adapun Adapun reaksi reaksi kimia antara asam lemak dan metanol metanol membentuk membentuk biodiesel biodiesel adalah sebagai berikut :

Reaksi Reaksi esterifika esterifikasi si biasany biasanyaa memakai memakai asam kuat sebagai sebagai katalisnya. katalisnya. Asam kuat yang biasa dipakai sebagai katalis dalam proses esterifikasi adalah asam sulfat dan asam klorida, namun asam sulfat lebih sering digunakan karena kandungan air yang lebih sedikit. Reaksi esterifikasi adalah reaksi bolak-balik artinya reaksi dapat membentuk produ produk k tetap tetapii bisa bisa juga juga berb berbali alik k beru beruba bah h menj menjad adii baha bahan n baku aku lagi lagi.. Untuk Untuk itu diperlukan optimasi pada jumlah bahan pereaksi, suhu, pengadukan dan waktu reaksi.

3.2 TRANESTERIFIKASI Trigliserid Trigliseridaa merupaka merupakan n komponen komponen utama penyusun penyusun minyak minyak nabati. nabati. Trigliserid Trigliseridaa akan dipecah struktur rantainy rantainyaa menjadi menjadi asam lemak dan bereaksi bereaksi dengan alkohol membentuk biodiesel dan gliserol. Struktur reaksi kimia tranesterifikasi adalah sebagai berikut :

- 16 -




R1,R2 dan R3 adalah asam emak rantai panjang. Ada lima jenis asam lemak rantai panjan panjang g yang yang terdap terdapat at pada pada minya minyak k naba nabati ti dan lema lemak k dalam dalam jumlah jumlah yang yang relati relatif f banyak, banyak, sedangkan yang lain jumlahnya jumlahnya sedikit. Asam lemak itu adalah : §

Palmitat; asam lemak dengan 16 ikatan carbon

§

Stearat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon

§

Oleat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 1 ikatan rangkap

§

Linoleat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 2 ikatan rangkap

§

Linolenat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 3 ikatan rangkap

Jenis Jenis asam asam lemak lemak ini akan akan berpen berpenga garuh ruh pada pada sifat sifat biodie biodiesel sel yang yang dihasil dihasilkan kan dari reaksi transsetrifikasi trigliserida. Reaks Reaksii pembua pembuatan tan biodie biodiesel sel rentan rentan terhada terhadap p terbentu terbentukny knyaa sabun sabun sebagai sebagai akibat akibat adanya adanya air dalam reaksi t erutama erutama dengan katalis katalis basa. basa. Terbentuk Terbentuknya nya sabun tidak tidak diharapkan diharapkan karena akan menguran mengurangi gi jumlah jumlah biodiesel biodiesel yang terbentuk. terbentuk. Reaksi Reaksi pembentukan sabun :

Terbetuk Terbetukny nyaa sabun sabun juga juga akan menja menjadik dikan an kendal kendalaa pada pada pengol pengolah ahan an selanj selanjutny utnyaa seperti pencucian biodiesel dan pemisahan gliserol. Untuk mencegahnya dilakukan kontrol terhadap bahan baku terutama pada kandungan airnya.

- 17 -




4. PER ERS SI AP APAN AN BAHAN BAHAN BAKU BAKU M I NYAK DAN LEMAK

4.1 Peng Pengam ambilan bilan M inyak inyak Ada Ada tiga tiga cara cara pengam pengambil bilan an minya minyak k dari biji biji buah buah yakni yakni secara secara kimia dan mekan ekanis is.. Seca Secara ra kimi kimiaa minyak nyak diam diambi bill dari dari biji biji buah uah den dengan gan cara cara eks ekstraks traksii menggun menggunakan akan pelarut atau biasa biasa diseb d isebut ut sebagai sebagai ekstraksi ekstraksi solvent. Satu lagi tetapi jaran jarang g diguna digunakan kan adalah adalah interm intermitte ittent nt extrac extractio tion n atau bias biasaa juga juga disebu disebutt seba sebagai gai ektraksi soklet. Cara yang paling umum digunakan pada industri pengolahan minyak adalah cara mekanis mekanis mengguna menggunakan kan alat pengepre pengepres. s. Alat Alat pengepre pengepress yang yang digunakan digunakan untuk kapsitas kapsitas kecil biasanya biasanya hidrolik hidrolik press press sedangkan sedangkan untuk kapsitas kapsitas besar besar menggun menggunaan aan srew press.

Miny Minyak ak yang ang diha dihasi silk lkan an dari dari pres presss menga engan ndun dung impu impuri rita tass yang ang bisa bisa diklasifik diklasifikasika asika menjadi menjadi dua golongan golongan yakni kotoran yang terlarut terlarut dalam dalam minyak minyak dan kotoran tidak terlarut. Kotoran tidak terlarut dalam minyak berupa sisa kulit biji, air bebas, bebas, lilin lilin dan karbon karbon rantai rantai panjan panjang g yang yang membu membuat at minya minyak k jadi jadi tidak tidak jerni jernih. h. Kotoran yang larut alam minyak berupa asam lemak bebas, gum, protein, ketone,dan aldehid.

4.2 Re Refining fining Tahap berikut dari pengolahan minyak adalah pemurnian minyak atau disebut sebagai sebagai refining. refining. Refining Refining minyak dilakukan dilakukan dengan dua tahap tahap yaitu yaitu deguming deguming atau penghilangan getah dan netralisasi.

- 18 -




Degumi Deguming ng adala adalah h

penghil penghilan angan gan getah yang yang terlaru terlarutt dalam dalam minya minyak. k. Getah Getah

berupa senyawa pospolipid yang besarnya 500-700 ppm. Deguming dilakukan dengan mecam mecampur purkan kan dengan dengan 1-3% air. air. Campur Campuran an dipanask dipanaskan an pada suhu suhu 70 c dan diaduk diaduk selama 30-60 menit. Cara ini akan mengendapkan phospolipid dan gum menjadi tidak larut larut dalam dalam minya minyak., k., selanj selanjutny utnyaa diend diendap apkan kan,, disari disaring ng dan disentr disentrif ifuga ugasi si.. Untuk Untuk kedelai kedelai produk saping saping deguming deguming menggun menggunakan akan air digunakan digunakan sebagai sebagai bahan baku produksi lesitin. Sebagian Sebagian phospotida phospotida tidak dapat diendapk diendapkan an dengan dengan penambahan penambahan air saja. saja. Untuk itu ditambahk ditambahkan an asam sitrat atau asam pospat untuk mengendapk mengendapkan an sisanya. sisanya. Asam sitrat lebih sering dipakai dalam pemurnian minyak kedelai untuk memproduksi lesitin yang bisa dikonsumsi. Asam pospat yang ditambahkan adalah sebesar 0.05-0.2 % berat minyak dari asam asam pospa pospatt konsen konsentrasi trasi 85%. Campur Campuran an dipana dipanask skan an pada pada suhu suhu 60-85 60-85 C dengan dengan waktu yang yang pengend pengendapan apan dibutuhkan dibutuhkan berkisar berkisar 1-2 menit menit bergantun bergantung g pada tipe dan kwualitas minyak. Berikut diagram lengkap deguming minyak kedelai :

Langkah Langkah kedua dari proses proses refining refining adalah netralis netralisasi asi.atau .atau caustic caustic refining. refining. Proses ini bertujuan menghilangkan asam lemak bebas dari minyak mentah. Larutan alkali alkali biasa biasany nyaa laruta larutan n kautik kautik soda soda ditamb ditambah ahkan kan dan akan akan berea bereaksi ksi dengan dengan asam lemak bebas membentuk sabun. Sabun akan terpisah dari minyak dan mudah untuk dipis dipisah ahkan kan mengggun engggunak akan an pencu pencucian cian air. air. Larutan Larutan alkali alkali selanj selanjutny utnyaa dinetral dinetralkan kan dengan larutan asam yang diambil dari proses deguming. Laruta Larutan n alkali alkali ini juga juga dapat dapat berea bereaksi ksi dengan dengan trigli trigliseri serida da dalam dalam minya minyak k sehingga perlu dilakukan optimasi terhadap jenis alkali, suhu, pengadukan dan waktu

- 19 -




untuk untuk memi meminim nimasi asi kehilan kehilangan gan hasil hasil.. Berku Berkuran rangny gnyaa hasil hasil juga juga dapat dapat terjadi terjadi pada pada emulsi dan suspensi minyak pada sabun yang dikenal sebagai soapstock.

4.3 Ble Bleac acing ing Tujuan Tujuan utama utama proses proses blea bleachi ching ng adalah adalah menhil menhilang angkan kan warna warna dari dari minya minyak. k. Bleaching juga membantu menghilangkan sisa sabun, logam terlarut, pospolipid dan belerang belerang.. Bahan Bahan yang yang digunakan digunakan dalam proses bleaching bleaching adalah bleaching bleaching clay yang terdiri dari dari bentonit dan dan montmorillonite. montmorillonite. Bahan itu dicampur dengan minyak diaduk selama 10-30 menit pada suhu 90120 120 C. Pros Proses es blea bleachi ching ng dilak dilakuk ukan an pada pada kondi kondisi si vaku vakum m untuk untuk mengh enghil ilan angk gkan an oksi oksigen gen.. Akiba kibatn tny ya air air sisa sisa netra etrallsisa sisasi si dan dan pen pencuci cucian an hila hilan ng. Hal Hal ini ini agak agak mengurangi efektivitas bleaching clay. Bentoni Bentonitt biasa biasany nyaa diaktiv diaktivasi asi terlebi terlebih h dahulu dahulu sebelum sebelum diguna digunakan kan sebagai sebagai bleacher. Aktivasi bleaching clay menggunakan asam mineral semisal asam sulfat. Asam ini akan menghilangk menghilangkan an mineral mineral dan bleachin bleaching g clay sehingga sehingga menjadi menjadi lebih kecil tetapi memiliki volume yang lebih besar. Bleac Bleachi hing ng clay clay dapat dapat langs langsung ung dicamp dicampurk urkan an ke dalam dalam minya minyak k yang yang akan akan dijerni dijernihka hkan n ataupun ataupun dapat dapat juga juga dicamp dicampur ur terlebi terlebih h dahulu dahulu menggun menggunaka akan n sediki sedikitt minyak. Setelah itu minyak disaring untuk memisahkan bleaching clay nya. Angka peroksida akan turun karena hidrogen peroksiada dalam minyak telah dihila dihilang ngkan kan.. Akan Akan tetapi tetapi akan akan terjadi terjadi sediki sedikitt kenaik kenaikan an asam asam lemak lemak bebas bebas sebaga sebagaii akibar reaksi hidrolisis asam sulfat dari bleaching clay.

4.4 De Deo odor dor ization Deodor Deodoriz izati ation on adalah adalah tahap tahap terakhi terakhirr sebelum sebelum minya minyak k dapat dapat dikon dikonsum sumsi si seb sebagai agai

miny minyak ak

poan poanga gan. n.

Deodo Deodori riza zatio tion n

meng menghi hila lan ngkan gkan

bah bahan-b an-bah ahan an

yang

memberikan bau dan rasa tidak sedap pada minyak. Deodorization sebenarnya adalah adalah proses distilasi yang berlangsung berlangsung pada suhu suhu tin tinggi ggi

(200 (200ºº - 260º 260º C) teta tetapi pi tekan tekanan anny nyaa rend rendah ah

(2 - 7 torr torr,, 2.5 2.5-9.2 -9.2 mlba mlbar) r)..

Kompo ompon nen bau lebi lebih h mudah udah mengu enguap ap dari dari miny minyak ak dan dan akan akan hila hilang ng den dengan gan pemanasan tinggi pada tekanan rendah. Tah Tahap

pert pertam amaa

deodor odoriization tion

meng menghi hila lan ngkan gkan oksi oksigen terlar terlarut ut

adalah alah

dea deaerasi rasi..

Lan Langkah kah

ini

akan kan

sehi sehing ngga ga tida tidak k akan akan meng mengoks oksiidasi dasi pada pada saat saat

temperatur tinggi .

- 20 -




Pada deodorization secara batch, deaerasi dilakukan pada suhu dari suhu awal 40º 80º C hingga mencapai mencapai suhu suhu deodorization deodorization 200º - 260º 260º C. Jika dilakukan dilakukan pada pada tekanan tekanan vacum suhu minyak mencapai 100º - 120º C. Taha Tahap p kedua kedua dari dari pros proses es deodo deodori riza zati tion on adal adalah ah pema peman nasan asan.. Pada Pada prose prosess kontinyu kontinyu sumber sumber pemanas pemanas diambilkan diambilkan dari pendinginan pendinginan minyak minyak yang yang dihilangk dihilangkan an baunya. Setelah pemanasan awal dilakukan pemanasan hingga mencapai suhu yang diinginkan menggunakan menggunakan media pemanas pemanas lain semisal Dowtherm Dowtherm A. Minyak dipanaskan selama 2-5 jam kemudian didinginkan hingga mencapai suh suhu 120º 120º C kem kemudia udian n ditam ditamba bah hkan kan asam asam sitra sitratt seb sebany anyak

50 - 100 100 mg/kg g/kg..

Penamb Penambaha ahan n asam asam sitrat sitrat dimaks dimaksudk udkan an untuk untuk mengh menghila ilang ngkan kan logam logam yang yang terlaru terlarutt sehingga dapat dipisahkan dengan penyaringan.

4.5 Re Rend nde ering ri ng Rendering adalah proses dimana produk samping industri makanan termasuk lemak lemak hewan, hewan, tulang, tulang, darah dan kulit kulit diolah menjadi bahan berguna berguna.. Hasilnya Hasilnya adalah lemak yang bisa dimakan dan protein yang berguna bagi manusia. Lemak ini dapat dibersihkan dibersihkan dengan proses yang yang mirip dengan proses minyak minyak nabati. Baha Bahan n baku baku masu masuk k dan dan dipa dipana nask skan an hing hingga ga men mencapai capai suhu suhu 121121-13 135º 5ºC C (250 (250-275ºF).Suhu tinggi ini akan memisahkan lemak dan air dari bagian padat . Berkut diagram lengkap proses rendering :

- 21 -




5. KATALIS KATALIS

5.1 Dasar Pem Pemilihan ilihan K atalis atalis Katalis basa cenderung digunakan dalam pembuatan biodiesel dengan bahan baku minyak nabati dengan asam lemak bebas rendah. Apabila bahan baku memiliki kandungan asam lemak bebas tinggi (> 1%) harus dikenai perlakuan awal terlebih dahulu dahulu.. Hal ini dikaren dikarenaka akan n katali kataliss basa basa akan akan berea bereaksi ksi dengan dengan asam asam lemak lemak bebas bebas membentuk sabun dan air. Reaksi penyabunan berjalan lebih cepat dari pada reaski esterifikasi, bahkan selesai sebeum reaskiesterifikasi terjadi. Saat ini hampir semua produksi komersial menggunakan katalis basa. Katalis basa basa memung memungkin kinkan kan reaksi reaksi berlan berlangs gsung ung 5 menit menit – 1 jam bergan bergantun tung g pada pada suhu, suhu, konsentrasi konsentrasi,, pengaduk pengadukan an dan perbandin perbandingan gan alcohol-trigli alcohol-trigliserid serida. a. Katalis Katalis basa basa yang yang serin sering g digun digunak akan an antar antaraa lain lain KOH dan dan NaOH NaOH.. KOH lebi lebih h mah mahal tetapi tetapi dapa dapatt dinetralkan dengan asamm pospat hingga membentuk pupuk K3PO4. Sodium Sodium metoksid metoksidaa merupakan merupakan katalis yang lebih cepat. Sodium Sodium metoksida metoksida merupakan campuran antara NaOH dan methanol. Katal Katalis is asam asam memb memberi erika kan n waktu waktu reak reaksi si yan yang lebi lebih h lama lama dan dan kebutu kebutuha han n methanol yang lebih banyak. (20:1). Katalis asam biasanya digunakan dalam proses esterifikasi asam lemak bebas atau sabun ke ester dan digunakan dalam perlakuan awal untuk bahan baku dengan asam lemak bebas (FFA) tinggi. Waktu reaksi berkisar 10 menit sampai 2 jam. Esterifikasi menggunakan katalis asam akan menghasilkan air sebagai produk sampin sampingny gnya. a. Air Air akan akan menari menarik k asam asam sulfa sulfatt sehin sehingga gga keluar keluar dari fase fase methan methanol ol sehingga reaksi berhenti lebih awal sebelum reaksi sempurna. Katalis enzim lipase memiliki keuntungan yaitu bekerja pada suhu ruangan dan tidak menghasilkan sisa katalis. Enzym dapat digunakan lagi atau ditambahkan keda kedallam sub subtract tract..

Katal Katalis is enzym enzymee sang sangat at spes spesif ifik ik reak reaksi siny nya. a. Alkoh Alkohol ol dapa dapatt

menghambat kerja enzim sehingga dibutuhkan teknik khusus pengumpanan alcohol ke reaktor. Reaksi berjalan sangat lambat dengan tiga tahapan dan membutuhkan waktu 4 hingga 40 jam atau lebih. Biodiesel yang dihasilkan biasanya juga tidak memenuhi standar ASTM.

- 22 -




5.2 Penyiap nyiapan an K atalis atalis Sodium Sodium metoks metoksid idaa merupa erupakan kan campur campuran an antara antara kausti kaustik k soda soda NaOH NaOH atau atau potasi potasium um hidrok hidroksi sida da KOH KOH dengan dengan metano metanol. l. Katal Katalis is NaOH NaOH atau atau KOH dilaru dilarutka tkan n dengan dengan pengadukan pengadukan sederhana sederhana.. Sodium Sodium metoksida metoksida biasanya biasanya merupakan merupakan larutan larutan 25% di metanol. Penangan Penanganan an KOH dan NaOH harus harus dilak d ilakukan ukan dengan hati-ha hati-hati ti karena karena sifat sifat kedua kedua bahan ini sangat mudah menyerap air. Pencamp Pencampuran uran dilakukan dilakukan pada tempat tempat yang yang kedap kedap udara udara sehingga sehingga uap air di di udar udaraa tida tidak k ters terser erap ap.. Peny Penyer erap apan an uap uap air air akan akan meim eimbulk bulkan an masal asalah ah pada pada penggun penggunaanny aannya, a, karena karena akan menyebab menyebabkan kan reaki penyabun penyabunan an yang yang menghamba menghambatt reaksi terbentukny t erbentuknyaa biodiesel. biodiesel. Dalam produksi biodiesel katalis dicampurkan dulu ke dalam alkohol yang akan akan dire direak aksi sikan kan deng dengan an trigli triglise seri rida da atau atau asam asam lema lemak. k. Penc Pencam ampu pura ran n ini ini akan akan membua membuatt katal katalis is homogen homogen deng dengan an metan metanol ol sehing sehingga ga memuda memudahk hkan an reaksi reaksi dengan dengan minyak dan lemak. Penyiapan katalis dilakukan dalam suhu operasi reaksi pembuatan biodiesel.

- 23 -




6. TEKNOLOGI TEK NOLOGI PRODU PRODUK K SI

6.1 Batchwis Batchwise Oper Oper ating T echnolo hnolog gy Metod tode

paling

sederh derhan anaa

untuk tuk

mempe empero rodu duk ksi

biodi odiesel

adalah alah

mengggun mengggunakan akan reactor pengaduk pengaduk tip t ipee batch. batch. Perbanding Perbandingan an alkohol alkohol dan trigliserida trigliserida berkisar dari 4:1 sampai 20:1 (mol:mol), dan yang paling umum digunakan adalah rasio rasio 6:1. 6:1. Rekato Rekatorr dilen dilengka gkapai pai dengan dengan isolas isolasii dan pendin pendingin gin balik balik.. Suhu Suhu operasi operasi biasanya 65 C, meskipun kisaran suhu 25-85 C. Katalis Katalis yang digunakan digunakan adalah kaustik kaustik soda ataupun ataupun potassium potassium hidroksi hidroksida. da. Katali Kataliss yang yang dipakai dipakai sebesa sebesarr 0.3 sampai sampai 1.5 % berat berat minya minyak. k.

Penga Pengaduk dukan an yang yang

relatif relatifee cepat cepat dibutuh dibutuhkan kan pada pada awal awal reaksi reaksi sehin sehingga gga pencam pencampur puran an antara antara minya minyak, k, alcoh alcohol ol dan katalis katalis berlan berlangs gsung ung baik. baik. Menjela Menjelang ng akhir akhir reaksi reaksi pengad pengaduka ukan n dapat dapat diperlahan untuk membirakan gliserol agak turun dari fase minyak. Cara in akan menghasilkan biodiesel 85-94 %. Ada juga yang menggunakan dua tahapa tahapan n dengan dengan pemisa pemisahan han gliser gliserol ol di tiap tiap tahap tahap.. Halk Halk ini ini akan akan mengha menghasil silkan kan produk 95% . Waktu operasi berkisar dari 20 menit menit sampai 1 jam. jam. Gambar 6.1 memperlihatkan skema proses untuk pembuatan biodiesel dengan proses batch.

Minyak dimasukan terlebih dulu ke dalam reaktor, kemudian diikuti dengan metanol dan katalis. Selama waktu operasi reaktor diaduk, setalah selesai didiamkan untuk memisahkan gliserol dan biodiesel. Cara yang lebih cepat untuk memisahkan gliserol adalah menggunakan sentrifugasi.

- 24 -




Untuk Untuk lema lemak k bina binatan tang g dan dan yell yellow ow grea grease se pros proses es dim dimodifi odifika kasi si dengan dengan penambah penambahan an reaktor reaktor esterifika esterifikasi si dan tangki penyimpan penyimpan asam. asam. Bahan Bahan baku baku dikering dikering dulu dulu hingg hinggaa kadar kadar airnya airnya kuran kurang g dari dari 40% dan disari disaring ng sebel sebelum um diumpan diumpankan kan ke dalam tangki esterifikasi. Campuran asam sulfat dan metanol ditambahkan ke dlam reaktor esterifikasi, selanjutny selanjutnyaa diaduk. diaduk. Suhu Suhu yang yang digunakan digunakan sama sama dengan dengan suhu tranesetrifikas tranesetrifikasi. i. Pada reaksi ini sering ditambahkan tekanan atau juga ditambahkan co-solvent. Reaksi esterifikasi tidak akan mengahsilkan gliserol. Pada metode dua tahap, tahap tahap pertama pertama dilakukan dilakukan esterifika esterifikasi si setelah setelah selesai selesai dilakukan dilakukan pengenda pengendapan pan untuk memisahkan methanol, air dan asam. Selanjutnya tahap ke dua adalah netralsisasi. Tetapi bisa bisa juga langsung langsung diumpankan diumpankan ke reactor transesteri transesterifikasi fikasi.. Sisa asam lemak bebas akan dinetralkan oleh katalis basa sehingga menjadi sabun.

6.2 Contino Continous usOpe Opert rtaing aing Produ Produc ctio ti on Variasi Variasi yang yang palin paling g popule populerr untuk untuk mengah mengahasi asilka lkan n proses proses kontiny kontinyu u adalah adalah menggunakan tangki berpengaduk secara seri.Volume reaktor berbeda tiap jenisnya sehingga sehingga memungki memungkinkan nkan rekator pertama pertama memiliki memiliki waktu yang lebih lama. Hal yang palin paling g penting penting dalam medesai edesain n reaktor reaktor ini ini adalah adalah agar agar komposi komposisi si kelua keluarr reaktor reaktor konsta konstan n. Akiba kibatny tnyaa disp disper ersi si glise gliserol rol ke dalam dalam biodi biodies esel el menj menjadi adi lebi lebih h bany banyak ak sehingga membutukan waktu pisah yang lebih lama. Berikut skema prose kontinyu pembuatan biodiesel :

Gambar 6.2 Proses pembuatan Biodiesl secara Kontinyu

6.3 Hig Hi gh FFA System tem Asam Asam lema lemak k beb bebas yang yang tinggi tinggi apab apabil ilaa lang langsu sung ng dium diumpan panka kan n keda kedalam lam transesterifikasi dengan dengan katalis basa akan membentuk membentuk sabun. Kandungan Kandungan asam lemak bebas yang diijinkan unbtuk katalis basa adalah sebesar 2 %. Dan lebih baik apabila 1

- 25 -




%. Beberap Beberapaa metode yang yang digunakan digunakan untuk menurunkan menurunkan asam lemak lemak bebas bebas antara lain lain adal adalah ah esteri esterifi fika kasi si.. Cara Cara lain lain adala adalah h pada pada saat saat perla perlaku kuan an awal awal baha bahan n baku baku dire direak aksi sika kan n den dengan gan kaut kautiik soda oda sehi sehing ngga ga diha dihasi silk lkan an sabun abun dan dan dipi dipisa sah hkan kan menggun menggunakan akan sentrifuga sentrifugasi. si. Proses ini disebut disebut caustic caustic striping. striping. Limbah ini bisa diolah diolah menjadi biodesel menggunakan esterifikasi asam. Bahan lain yang dapat digunakan adalah kalsium karbonat padat, menggunkan reactor fixed bed.

Esterifikasi secara langsung menggunakan katalis asam dapat dilakukan untuk bahan bahan baku baku yang yang memilki memilki asam lemak lemak bebas bebas tinggi tinggi.. Estrifik Estrifikasi asi asam langs langsung ung ini memb membutu utuhk hkan an peng penghi hila lan ngan air air yang ang menj menjadi adi hasil asil samp sampin ingny gnya. a. Reak Reaksi si ini membutu membutuhk hkan an alkohol alkohol dalam dalam jumlah jumlah yang yang lebih lebih banya banyak. k. Kisa Kisaran ran perband perbandin ingan gan alcohol dengan asam lemaknya adalah 20:1 sampai 40:1. Air yang terbentuk dari reaksi esterifikasi dpat dihilangkan dengan penguapan, pengendapan dan sentrifugasi. Katalis asam yang dipakai asam pospat dan kemudian dapat dapat dinetr dinetral alkan kan menggun menggunaka akan n KOH KOH sehin sehingga gga didapa didapatkan tkan pupuk pupuk sebag sebagai ai hasil hasil sampinya. sampinya. Berikut diagram proses esterifikasinya esterifikasinya :

Metode lain untuk bahan dengan akndungan asam lemak bebas yang tinggi adalah enghidrolisa bahan baku menjadi asam lemak murni dan gliserin. Cara yang lazim digunakan adalah menggunakan asam sulfonat dan uap. Seanjutnya asam lemak

- 26 -




murni diubah menjadi menjadi biodiesel biodiesel menggun menggunakan akan esterifika esterifikasi. si. Produk yang dihasilkan dihasilkan bisa mencapai kemurnian 99%.

6.4 Non Non catalyze atalyzed-Biox Proce Process Co-solv Co-solvent ent ditamb ditambahk ahkan an ke reaksi reaksi pembua pembuatan tan biodie biodiesel sel untuk untuk mengata engatasi si lamany lamanyaa waktu waktu reaksi reaksi karen karenaa kelaru kelarutan tan alkoho alkoholl dalam dalam trigle triglerida rida sangat sangat rendah rendah.. Pendekatan yang bisa diaplikasikan dalam skala komersial adalah Biox Process. Prose Prosess menggun menggunaka akan n tetrahy tetrahydrof droflu luran ran (THF) (THF) untuk untuk melarutk elarutkan an methan methanol. ol. Hasilnya reaksi berjalan sangat cepat yaitu 5-10 menit dan tidak ada residu katalis. THf dipilih dipilih karen karenaa memili memiliki ki titik titik didih didih yang yang mendek mendekati ati metha methanol nol.. Setela Setelah h reaksi reaksi seles selesai ai sisa sisa metha methanol nol dan THF dapat dapat diamb diambil il kembal kembalii hanya hanya dengan dengan satu lang langkah kah.. Suhu produksi juga tidak membutuhkan suhu tinggi cukup pada suhu ruangan 25-30 C. Co –solvent lain yang sedang diteliti adalah MTBE. Skema Skema proses proses menggu mengguna nakan kan co-solv co-solven entt atau atau Biox Biox Proces Processs adalah adalah sebagai sebagai berikut :

6.5 Non Non catalyze atalyzed- Supe Superr cr itical it ical Proce Process Fluid Fluidaa atau gas diatas diatas suhu suhu dan tekanan tekanan kritisn kritisnya ya akan mengha menghasil silkan kan sifat sifat yang tidak biasa. Gas tidak dalam fase uap maupun cairan tetapi keduanya dalam satu fase. fase. Pelarut Pelarut yang memiliki memiliki gugus OH seperti air dan alkohol alkohol dalam kondisi kondisi super kritis akan melebihi katalis super asam. Kondisi Kondisi operasi operasi super kritis menggunakan menggunakan perbandi perbandingan ngan alkohol alkohol yang tig t iggi gi 42:1. temperature dan tekanan operasi sebasar 350-400 c dan tekanan lebih dari 80 atm. Waktu yang dibutuhkan sekitar 4 menit. Sayangnya, modal dan biaya operasi sangat mahal. Kebutuhan energi untuk proses ini juga lebih banyak.Berikut skema super critical process :

- 27 -




- 28 -




7. SEPARAS EPARASII DAN PEM PEM URNIAN BI ODIES ODI ESEL EL

Pemisahan gliserol dengan biodiesel merupakan langkah pertama pemurnian hasil hasil pada setiap proses biodiesel. biodiesel. Kelarutan Kelarutan biodiesel biodiesel pada gliserol gliserol dan sebalikny sebaliknyaa sangat sedikit. Berat jenis biodiesel dan gliserol juga memiliki perbedaan yang cukup signif signifik ikan an.. Kebe Keberad radaan aan metha methanol nol meman memang g sediki sedikitt memb memberi erikan kan efek efek pada pada adanya adanya biodiesel yang terdispersi di gliserol dan sebaliknya. Pen Pencucian cian

biod biodiiesel sel

bertuj rtuju uan

untu untuk k

mene enetral tralka kan n

sis sisa

kata katallis

dan dan

menghilangkan sisa sabun yang terbentuk selama reaksi esterifikasi. Sisa gliserol dan methanol methanol juga akan terbawa terbawa pada saat pencuci pencucian an biodiesel biodiesel.. Biodiesel Biodiesel selanjutnya selanjutnya dikeringkan agar kandungan air tidak melebihi standar. Untuk menghilangkan sulfur dan pospor, mengurangi warna dan menghilangkan gliserida dibutuhkan proses lain. Penambah Penambahan an aditif pada biodiesel biodiesel dimaksudk dimaksudkan an untuk menghasi menghasilkan lkan bahan bahan baka bakarr deng dengan an fungsi ungsiona onakl kliitas terten tertentu. tu. Seb Sebagai agai misal misal adal adalah ah

aditif aditif pour pour point oint,,

antioksidan dan aditif panambah daya tahan penyimpanan.

7.1 Biodiesel-Gl l- Glis iserol erol Biodiesel memiliki berat jenis sekitar 0.88 gr/cc sedangkan gliserol 1.05 gr/cc. Berat Berat jenis jenis gliserol bergantun bergantung g pada jumlah methanol methanol,, air dan katalis yang yang berada berada dalam dalam gliserol. gliserol. Perbedaan Perbedaan berat jenis yang cukup besar memungkink memungkinkan an pemisahan pemisahan biodiesel dan glisserol menggunakan pemisahan sederhana berdasar grafitasi. Meskipun Meskipun begitu begitu pemisahan pemisahan biodies biodiesel el gliserol gliserol dipengaruhi dipengaruhi beberap beberapaa faktor faktor lain. Pengadukan selama reaksi berlangsung menyebabkan gliserol terpecah menjadi butiran butiran-b -butir utiran an kecil kecil sehin sehingga gga terdis terdispe persi rsi ke dalam dalam biodie biodiesel sel..

Penya Penyatuan tuan butir butiran an--

butiran hingga menjadi gliserol dan mengendap membutuhkan waktu satu jam lebih. Untuk alasan inilah pengadukan dibuat semakin melambat seriring waktu proses yang berjalan. Keadaan Keadaan yang yang mendekati mendekati netral membuat membuat pemisahan pemisahan gliserol dan biodies biodiesel el menja menjadi di lebih lebih mudah mudah.. Ini yang yang dijadi dijadikan kan alasan alasan pembata pembatasa san n jumlah jumlah katali katalis. s. Pada Pada beberapa proses penetralan dilakukan pada awal pemishan gliserol dan biodiesel. Adanya mono, didan terigliserida dalam jumlah banyak akan membuat lapisan emulsi emulsi pada permukaan permukaan biodiesel biodiesel dan gliserol. gliserol. Emulsi Emulsi ini akan membuat membuat biodese biodesell tida tidak k meme memen nuhi stand standar ar.. Maka Maka perl perlu u dilak dilakuka ukan n perhi perhitun tungan gan ulan ulang g terha terhada dap p perbandingan pereaksi.

- 29 -




7.2 Per Per alatan proses Pemis Pemisaha ahan n Biodies Biodiesel7.2.1 Dekanter Ada tiga perlatan yang dapat diugunakan untuk memisahkan biodisel dengan glise gliserol rol . Dekan Dekanter ter membu membutiuh tiuhkan kan waktu waktu yang yang lama lama untuk untuk memis memisah ahkan kan dua fase fase berda berdasark sarkan an perbe perbedaa daan n berat berat jenis jenis.. Untuk Untuk pembua pembuatan tan seca secara ra batch batch waktu waktu 1-8 jam jam cukup optimal o ptimal.. Pertim Pertimban bangan gan utama utama dalam dalam pemili pemilihan han decante decanterr adala adalah h lama lama waktu waktu yang diharapkan diharapkan.. Dekanter Dekanter harus harus berbentuk berbentuk tinggi tinggi panjang panjang dengan dengan perbandingan perbandingan tinggi disban disbandin ding g diamete diameterr 5-10. 5-10. Suhu Suhu sangat sangat berpe berpenga ngaruh ruh pada pada pemisa pemisaha han n di dekan dekanter. ter. Temperatur terlalu tinggi akan mengakibatkan alcohol menguap sehingga membatasi aliran biodiesel keluar dari decanter. Temperatur terlalu rendah akan meningkatkan viskositas sehingga waktu pisah menjadi lebih lama. Pada Pada pros proses es kon kontiny tinyu u apab apabil ilaa ada ada mono ono dan dan di glis glisid idaa harus arus sege segera ra dibe dibersi rsihk hkan an.. Emul Emulsi si yan yang terb terbentuk entuk Keb Keberad eradaa aan n

mono ono dan dan di glis gliseri erida da akan akan

membentuk emulsi dan menghammbat pemisahan biodiesel-glserol. 7.2.2 Sentrifugasi Banyak pabrik yang memakai sistem kontinu menggunakan sentrifugasi untuk memisahk memisahkan an biodiesel biodiesel-glise -gliserol. rol. Sentrifug Sentrifugasi asi memberikan memberikan gaya grafitasi grafitasi lebih lebih tinggi den dengan putar putaran an tingg tinggii sehin sehingg ggaa dida didapa patka tkan n pemis pemisah ahan an yang yang cepa cepatt dan dan efek efektif tif.. Kekurang Kekurangan an sentrifuga sentrifugasi si adalah biaya awal yang yang tinggi tinggi dan perawatan perawatan yang harus harus teliti. Sentrif Sentrifuga ugasi si adala adalah h alat alat yang ang diputa diputarr deng dengan an kece kecepata patan n tinggi tinggi.. Grafita Grafitasi si artificial yang dihasilkan adalah akibat putaran tinggi berkisar 2000-5000 rpm.

7.2.3 Hidrosiklon Hidrosiklon adalah alat baru yang diterapkan pada industri biodiesel. Efeknya hampir sama dengan sentrifugasi dieman bahan yang lebih berat akan terlempar ke dinding dan jatuh ke bawah sedangkan bahan lebih ringan kembali ke tengah dan naik ke atas. Bahan masuk kedalam hidrosiklon dalam tekanan yang cukup tinggi 125 psig. Tekanan akan menurun dan laju aliran naik. Hal ini membuat cairan akan berputar pada lingkaran yang besar. Bahan dengan berat jenis ringan terkonsentrasi di tengah dan bahan yang lebih lebih berat berat akan akan terpental terpental keluar keluar dan turun. Sayangny Sayangnya, a, methanol methanol

- 30 -




adalah bahan yang mudah menguap. Penurunan tekanan akan menyebabkan methanol menguap dan menghambat proses.

7.2 Penc Pencuc ucian ian Biodies Biodiesel Tuj Tujuan utam utama penc pencuc ucia ian n biodi biodies esel el adal adalah ah meng menghi hila lan ngkan gkan sab sabun yang terben terbentuk tuk dalam dalam proses proses traneste tranesterifi rifikasi kasi..

Pencuci Pencucian an juga juga memung memungkin kinkan kan untuk

dilak dilakuka ukan n penetral penetralan an dari sisa sisa katalis katalis dan penghil penghilan angan gan garamn garamnya ya..

Penghil Penghilan angan gan

methanol harus dilakukan sebelum tahap pencucian biodiesel. Namun demikian ada juga yang menghilangkan methanol dengan pencucian dan baru methanol diambil dari air bekasnya bekasnya.. Pencu Pencucia cian n biodi biodiese esell menggu mengguna nakan kan air air hanga hangatt 120-14 120-140F 0F untuk untuk mencega encegah h pengen pengendap dapan an ester ester asam asam lemak lemak jenuh jenuh dan meghil meghilan angka gkan n emulsi emulsi.. Air Air sediki sedikitt asam menghil menghilan angka gkan n kandun kandungan gan kalsium kalsium dan magne magnesi sium um dan mentral mentralkan kan sisa sisa katali katalis. s. Penghilangan ion besi dan tembaga akan menghilangkan emulsi dan menghasilkan pemisahan fase yang cepat. Pemisahan Pemisahan antara fase fase biodiesel biodiesel dan air berlangs berlangsung ung sempurna sempurna dan terlihat terlihat jelas jelas beda beda fasen fasenya ya..

Namun Namun demikian demikian kelaruta kelarutan n air dalam dalam biodie biodiesel sel lebih lebih tinggi tinggi

dari dari stand standar ar kandun kandunga gan n air air untuk untuk B100 B100.. Untuk Untuk itu dib dibutuh utuhkan penge pengerin ringan gan.. Pengerin Pengeringan gan dengan cara vakum baik batch batch maupun kontinyu kontinyu dapat dilakukan dilakukan untuk tujuan itu. Alat Alat lain ain yang ang dapa dapatt digu digun nakan akan adal adalah ah evap evapor oraator tor jenis enis falli alling ng film film.. Evaporator jenis ini bekerja pada tekanan rendah. Ester akan turun melalui dinding dalam dan akan mengenai dinding pemanas sehingga air akan menguap dengan cepat. Evapo Evaporas rasii suhu suhu tinggi tinggi harus harus dihind dihindari ari untuk untuk mence mencegah gah peruba perubaha han n warna warna biodi biodies esel el menj menjadi adi

lebi lebih h gelap gelap.. Hal ini ini dise diseb babka abkan n rant rantai ai tidak tidak jen jenuh biodi biodies esel el

terpoli terpolime merasi rasi mengha menghasil silkan kan warna warna merah merah.. Karen Karenaa kandun kandungan gan air dalam dalam biodie biodiesel sel cuku cukup p rend rendah ah maka maka adso adsorb rben en juga dapa dapatt digun digunak akan an untuk untuk men menghila ghilang ngka kan n air. air. Bebe Bebera rapa pa adso adsorb rben en yang yang dapat dapat digun digunak akan an antar antar lain ain : silic silicaa gel, gel, ben bentoni tonit dan dan molecular sieve.

7.3 Pemu Pemurr nian Biodies Biodiesel Ada berberapa jenis adsorben yang secara selektif menyerap mono gliserida dan diglis digliseri erida da seperti seperti Magnes Magnesol ol produk produk dari dari Dallas Dallas Group. Group. Prose Prosess ini diterus diteruskan kan dengan filtrasi terbukti bisa menurunkan kandungan gliserida dan total gliserol.

- 31 -




Bebe Bebera rapa pa miny minyak ak dan dan hamp hampir ir semu semuaa yell yellow ow grea grease se memb membua uatt biodi biodies esel el berwarna kemerahan, meskipun tidak terdapat dalam ketentuan standar tetapi warna dapat dihilangkan menggunankan karbon aktif. Standar eropa memeprasyaratkan kandungan sulfur yang lebih ketat dari pada standar Amerika. Hal ini membuat beberapa produsen di eropa menggunakan distilasi vakum vakum untuk untuk mengh enghil ilan angka gkan n kand kandun ungan gan sulf sulfur. ur. Disti Distila lasi si vakum akum juga juga mamp mampu u mengilangkan bau dan berbagai kontaminan lain. Filtrasi Filtrasi merupakan merupakan langkah langkah penting penting pada setiap setiap bagian bagian produksi produksi biodiesel biodiesel.. Bahan baku masuk sebaiknya difilter menggunakan filter paling tidak 100 µm. Produk biodis biodisel el harus harus difilter difilter menggun enggunaka akan n filter filter

5 µm untuk untuk memas memastik tikan an tidak tidak adany adanyaa

kontaminan yang dapat merusak mesin. Dalam melakukan filtrasi, biodiesel didinginkan terlebih dahulu. Hal ini akan mamapu menyaring ester jenuh sehingga dapat menurunkan cloud point

7.4 Aditif Adit if Biodie Biodies sel Petro Petrodi dies esel el ditam ditambah bahii berbag erbagai ai maca macam m adtif adtif untuk untuk dapa dapatt mempe emperba rbaiki iki lubrisi lubrisitas tas,, drterge drtergens nsy, y, kestabi kestabilan lan oksida oksidasi, si, ketah ketahana anan n korosi korosi,, konduk konduktiv tivita itass dan berbagai sifat sifat lainnya. Sayangnya, Sayangnya, teknologi aditif buat biodisesl belum berkembang berkembang sehin sehingga gga masih asih sediki sedikitt bahan bahan aditif aditif buat buat biodie biodiesel sel untuk untuk memperb emperbaiki aiki perform performaa biodiesel. Salah satu hal yang harus mendapat perhatian serius produsen biodiesel adalah kestabilan oksidasi. Biodiesel banyak mengandung rantai dengan ikatan ganda yang mengaki mengakibatka batkan n biodiesel biodiesel kurang kurang stabil stabil dibanding dibanding petrodi petrodiesel esel.. Banyak Banyak bahan yang yang telah telah dike dikemb mban angka gkan n untuk untuk stabi stabili litas tas oksi oksida dasi si di indu industri stri makan makanan an yang yang dapa dapatt digunakan dalam industri biodiesel.

- 32 -




Tabel Tabel diatas diatas menunj menunjukan ukan tipikal tipikal oksida oksidasi si minya minyak k dan dan lemak. lemak. Dalam Dalam test test terse tersebu butt miny minyak ak dan lemak emak dipa dipask skan an dan dan diae diaera rasi si untuk untuk meper eperce cepa patt oksi oksidasi dasi.. Perke Perkemb mban anga gan n oksid oksidas asii dilih dilihat at dari dari angk angkaa perok peroksi sida da atau atau pers persen en miny minyak ak yang yang terkonversi menjadi molekul peroksida. Beberapa bahan antioksidan yang dapat digunakan dalam biodiesel antara lain adalah BHA, BHT, PG, and TBHQ. Struktur kimia bahan itu adalah sebagai berikut :

Tabel berikut emmperlihatkan perbandingan TBHQ dengan antioksidan lain. Data ini diambil dari minyak minyak bukan bukan biodiesel biodiesel,, namun namun demikian demikian adanya kesamaan kesamaan senyawa dari biodiesel dan minyak efektifitas antioksidan tidak jauh berbeda.

- 33 -




Tabel Tabel menunju menunjukkan kkan perbandinga perbandingan n antara aditif aditif dengan dengan berbagai berbagai perlakuan. perlakuan. Dan TBHQ merupakan bahan anti oksidan yang paling efektif

Chela Chelators tors atau atau bahan bahan untuk untuk mengik engikat at logam logam ditamba ditambahk hkan an untuk untuk meng mengika ikatt kontaminan kontaminan logam dalam biodiesel. biodiesel. Ion copper akan berfungsi berfungsi sebagai sebagai katalis katalis dalam oksidasi. Chelators akan mengikat logam menjadi stabil. Bahan yang biasa digunakan dalam industri makanan adalah asam sitrat. Tabel berikut memeperlihatkan kegunaaan asam sitrat dalam dalam memperp memperpanjan anjang g umur umur penyimpan penyimpanan an dan memepe memeperbaiki rbaiki stabilitas stabilitas minyak.

- 34 -




- 35 -




8. PENAN ENANGANAN GANAN PRODUK RODUK SAM SAMP PI NG DAN DAN LIM LI M BAH

Ada tiga arus utama yang harus tangani selain arus ester dalam produksi biodiesel. Arus tersebut tersebut adalah adalah : •

Kelebihan alcohol yang perlu untuk diambil ulang

•

Glyserol sebagi produk samping

•

Air limbah dari pencucian biodiesel

Metanol perlu diambil ulang karena methanol yang ditambahkan ke dalam reaksi esterifikasi adalah methanol berlebih. Pengambilan ulang methanol akan menghemat biaya delain juga menghilangkan emisi buang methanol karena beracun dan mudah terbakar. Gliser Gliserol ol diambil diambil dan seca secara ra bertah bertahap ap dimurni dimurnikan kan sebag sebagai ai hasil hasil sampin samping g produski produski biodies biodiesel. el. Sebanya Sebanyak k 10% berat berat input input bahan bahan baku baku dikonversik dikonversikan an menjadi menjadi glis gliser erol ol.. Pen Pengolah golahan an limba limbah h air air

memb membutu utuh hkan biay biayaa karen karenaa juml jumlah ah air air yang yang

dibutuhkan dan juga pengolahan limbah agar aman.

8.1 M anajem anajeme en Alkoho Alkoholl Ada Ada bebe bebera rapa pa param paramete eterr fisi fisiss yan yang penti penting ng untuk untuk peng pengam ambil bil ulan ulanga gan n biodiesel. Metanol ememiliki titik didih yang rendah yaitu 64,7 C. Titik didih yang rendah ini membuat methanol mudah menguap dan mudah dipisahkan dari biodiesel dan gliserol gliserol menggun menggunakan akan evaporai evaporai flash . Rendahny Rendahnyaa titi t itik k didih dan flash flash point 8 c berarti methanol sangat mudah terbakar. Metanol Metanol sanagat sanagat mudah mudah larut larut dalam dalam air dan gliserol, tetapi memiliki memiliki kelarutan kelarutan yan yang renda rendah h pada pada lema lemak k dan miny minyak ak seki sekitar tar 10% 10% bera beratt pada pada lema lemak k suh suhu 65 C. Metanol lebih larut dalam biodiesel tetapi dalam jumlah yang sedikit. Kelarutan yang lebih tinggi pada gliserol-air membuat methanol banyak pada fase itu. Pada kondisi 90:10 % berat biodiesel dan gliserol methanol akan berada pada kedua fase dengan perbandingan 60:40 % berat. Kebera Keberadaan daan methan methanol ol selama selama tahap tahap pemisa pemisaha han n fasa fasa adalah adalah sebag sebagai ai bahan bahan pensta penstabil bil sehin sehingga gga menja menjaga ga kecep kecepata atan n pemisah pemisahan an berda berdasa sarr gravita gravitasi si.. Sehin Sehingga gga methanol diambil setelah dilakukan pemisahan fase biodiesel dan gliserol.

- 36 -




Metan Metanol ol dapat dapat diambil diambil meng menggun gunak akan an proses proses diatilas diatilasii baik baik vakum vakum maupu maupun n distilasi biasa. Metanol dapat juga diambil menggunakan evaporasi flash satu tahap selain juga dapat mengguunakan evaporasi jenis falling film.

8.2 Pemu Pemurnian rnian Glise Gliser ol Glis Gliser erol ol yan yang diam diambi bill dari dari pros proses es trans transes ester terif ifik ikas asii masi masih h meng mengad adun ung g methanol, sisa katalis, sisa minyak dan biodiesel. Gliserol yang diambil dari bahan baku baku juga juga masi masih h men mengandun gandung g phos phospa pati tida da,, sulf sulfur ur,, prote protein in,, keton ketone, e, aldeh aldehid id dan dan kontaminan tidak larut.

Refining Re fining secara cara kimia . Ada Ada beb beberapa erapa factor actor yang ang berp berpen enga garuh ruh terha terhada dap p pemurni pemurnian an gliese glieserol rol seca secara ra kimia kimia.. Pertam Pertama,k a,kons onsen entrasi trasi sisa sisa katali kataliss yang yang terbaw terbawaa gliserol. gliserol. Sisa S isa katalis perlu dinetralkan dinetralkan dan akan menghasilkan menghasilkan garam. garam. Sisa sabun dari reaski reaski esterifikasi esterifikasi diendapkan diendapkan menggun menggunakan akan alumunium alumunium sulfat sulfat atau ferric ferric chloride chloride.. Penghilanggannya Penghilanggannya dapat menggunakan menggunakan sentrifugasi sentr ifugasi.. pH memegan emegang g pernan pernanaa pentin penting g dalam dalam proses proses pemurni pemurnian an glise gliserol rol.. pH yang yang terl terlal alu u

ren rendah dah akan akan meny enyebab ebabka kan n dehi dehidr dras asii

alko alkoh hol seda sedan ngkan gkan pH tin tinggi ggi

menyebabkan gliserol terpolimerisasi. Selanjutnya gliserol diblesching menggunakan karbon aktif. .

Refining secara fisis. Pertama gliserol dipisahkan dari lemak dan bahan tidak

laru larutt

mengg enggun unak akan an

fil filtasi tasi

dan dan

sentri entrifu fuga gasi si..

Sel Selanju anjutn tny ya

pen penghi ghilang langan an

air air

menggunakan evaporasi. Suhu operasi pada refiningsecar fisi dalah 150-200F dimana gliserol tidak terlalu kental tetapi stabil. Pemurnian gliserol. Pemurnian paling akhir dari gliserol adalah menggunakan distilasi distilasi vakum dengan steam injection. injection. Distialsi Distialsi vakum vakum karena membutuh membutuhkan kan energi yang besar hanya cocok untuk kapasitas besar lebih dari 25 ton per hari. Alternative lain lain adala adalah h menggun menggunaka akan n ion ion exchan exchanee rein. rein. Resin Resin yang yang dipak dipakai ai kation kation,, anion anion dan campur campuran an untuk untuk

menghi enghilan langka gkan n katali kataliss dan impuri impuritas tas lain. ain. Glise Gliserol rol pertam pertamaa kali

dila dilaru rutka tkan n ke d lama lama air air seban sebanay ayk k 15-3 15-35% 5% glis gliser erol ol.. Lanju Lanjutan tan pros proses es ini ini adal adalah ah penghil penghilang angan an air dengan dengan falsh falsh dryin drying. g. Tahap Tahapan an paling paling akahir akahir

dalah dalah pemuc pemucatan atan

menggunakan menggunakan karbon kar bon aktif.

- 37 -




8.3 8.3 Air Limbah Limbah Pencucian biodiesel menghasilkan satu gallon air per gallon biodiesel. Semua air air yan yang digun digunak akan an haru haruss dihi dihiln lngk gkan an garam garam kalsi kalsium um dan magn magnesi esium umny nya. a. Serta Serta dihilangkan ion besi dan tembaganya. Air Air limbah limbah biodies biodiesel el memili memiliki ki BOD tinggi tinggi.. Prose Prosess pemurn pemurnian ian gliserol gliserol dengan dengan ion exchange akan menambahi kadar garam dalam limbah air. Apabila semua methanol bisa dihilangkan dari air limbah maka air limbah relatife aman.

- 38 -




9. KONTROL KUALI TAS DA DAN N PENYIM PENYIM PANAN PROD PRODUK UK

9.1 9.1 K ontrol trol K ualita ualitas s Secara umum kualitas biodiesel ditentukan oleh empat factor yaitu : §

Kualitas bahan baku

§

Kompoisi asam lemak dari minyak dan lemak

§

Proses produksi dan material yang digunakan adalam proses produksi

§

Parameter pasca produksi

Standar Standar SNI 04-718 04-7182-2 2-2006 006 merup merupaka akan n tolak tolak ukur ukur kuali kualitas tas biodis biodisel el yang yang dapat dapat dipe diperju rjual al belika elikan n dan aman aman bagi bagi mesi mesin. n. Metod Metodee uji uji baha bahan n baku aku dan biodi biodies esel el dijelaskan pada lampiran 1.

9.1.1 Kualiatas bahan baku

Kandungan Kandungan Ai r Pros Proses es pembu pembuata atan n biodi biodies esel el sang sangat at sens sensiitive tive terha terhada dap p keb keberad eradaan aan air. air. Kandung Kandungan an air dalam bahan bahan baku dipersyaratkan dipersyaratkan tidak tidak lebih lebih dari 1%. Kandung Kandungan an air yang tinggi menyebabkan terjadinya reaksi penyabunan. Ada berbagai metode penghilan penghilangan gan air dari bahan baku. Sentrifug Sentrifugasi asi dapat dapat memecah iktan air sehingga air akan turun dan mengendap. Cara lain adalah bahan baku dipanaskan dipanaskan dengan tekanan tekanan dinaikan selanjutnya disemprotkan ke dalam tangki tangki vakum. Cara ini mampu menjadikan bahan baku memiliki kandungan air yang sangat rendah.

Padatan Bahan Bahan baku baku biodie biodiesel sel harus harus difilte difilterr untuk untuk memisah emisahkan kan parti partikel kel agar agar tidak tidak masuk ke dalam proses produksi. Filter 100 µm akan memberikan yang baik utuk menya menyaring ring bahan bahan baku. baku. Meskip Meskipun un begui beguitu tu biodie biodiesel sel produk produk juga juga harus harus disaring disaring menggunakan 5 µm.

Free Fatty Acids Kebe eberada radaan an

FFA FFA

akan

mempe empen ngaru garuh hi

prose rosess

prod produk ukssi.

FFA FFA

akan kan

menyebabkan dekatifasi katalis dan pembentukan sabun karena membebaskan air dari rantai ikatannya.

Kandungan Pospor Pospor Minya Minyak k menta mentah h biasa biasany nyaa mengan mengandun dung g phospoo phospoorr sebany sebanyak ak 600-90 600-900 0 ppm. ppm. Dalam proses deguming kandungan pospor minyak mentah ini dapat dihilangkan.

- 39 -




Kandungan belerang Biodesel memilki kandungan sulfur yang rendah. Berbeda dengan petrodisesl yang masih tinggi dan harus diturunkan hingga 15 ppm dari 500 ppm.

Angka Iodine Angka iodine digunakan sebagai parameter keberadaan rantai jenuh. Rantai jenuh ini menyebabkan lebih tahan terhadap oksidasi, cetan number yang tinggi tetapi jelek pada pour point.

9.1.2 Faktor Proses Produksi

Kesempurnaan Reaksi Hal paling penting dari proses produksi biodiesel adalah kesempurnaan reaksi esterifikasi. Skema proses reaskninya reaskninya adalah sebagai berikut berikut :

Tri Triglis gliser eriida

diko dikonv nver ersi sika kan n

menja enjadi di

monoglis monogliserida erida dan terakhir terakhir menjadi menjadi gliserol. gliserol.

digl diglis iseri erida da

kem kemudia udian n

menja enjadi di

Masing-ma Masing-masing sing tahap menghasil menghasilkan kan

ester ester dari dari asam asam lema lemakny knya. a. Jika Jika reak reaksi si berj berjal alan an tidak tidak semp sempur urna na,, akan akan ada ada sisa sisa trigliserida trigliserida,, digliserid digliseridaa dan monoglis monogliserida erida.. Masing-mas Masing-masing ing komponen komponen mengand mengandung ung molekul olekul glise gliserol rol yang yang belu belum m dilep dilepas as.. Ini akan akan meny menyeb ebab abkan kan biodi biodise sese sell gagal gagal memenuhi memenuhi standar standar total gliserol.a gliserol.adany danyaa gliserol dalam dalam bahan bahan bakar bakar meneyeba meneyebabkan bkan gliserol mengendap dan menyumbat mesin.

Sisa Alkohol Sisa alkohol dan katalis akan hilang bersama dengan pemisahan gliserol dari biodie biodiesel sel.. Tetapi Tetapi bias biasany anyaa biodie biodiesel sel masih masih mengan mengandun dung g 2-3% 2-3% methan methanol ol setelah setelah separasi atau sebanyak 40% dari methanol berlebih. Kandungan 1% methanol akan menurun menurunkan kan flash flash point point biodi biodiese esell dari dari 170 menjadi enjadi kuran kurang g dari dari 40 C. kebera keberadaan daan methanol tidak berpengaruh terhadap mesin anmun mempengaruhi cara pengankutan dan penyimpanan biodiesel.

9.1.3 Faktor Pasca Produksi

Kandungan air dan sediment Kandun Kandungan gan air dan sedim sedimen entt masih masih menja menjadi di pekerj pekerjaan aan rumah rumah yang yang paling paling besar besar bagi bagi produs produski ki biodie biodiesel sel.. Air Air dapat dapat berup berupaa air air terlaru terlarutt dan dan butiran butiran air yang yang

- 40 -




terdispe terdispersi. rsi. Biodiesel Biodiesel t idak idak larut larut dalam dalam air tetapi kandung kandungan an air biodiesel biodiesel biasanya biasanya lebih lebih banyak banyak dari pada petrodiesel. petrodiesel. Biodiesel Biodiesel mengand mengandung ung 1500ppm 1500ppm air sedangkan sedangkan petrodiesel mengandung hanya 50 ppm air. Keberadaan air dalam bahan bakar biodesel akan menyebabkan korosi pada system injeksi dan tangki bahan bakar. Karat akan bercampur dengan air sehingga menyumbat system injeksi.

9.2 Penyimp Penyimpana anan n dan Peng Pengakutan akutan Beberapa parameter penting dalam penyimpanan dan pengangkutan biodesel adal adalah ah kenai kenaika kan n tempe tempera ratur tur,, kest kestab abil ilan an oksid oksidas asii, kelar kelaruta utan n baha bahan n baka bakarr dan dan kontabilitas bahan. bahan. Kest Kestab abil ilan an oksid oksidas asii meng mengac acu u kepa kepada da lama lama simpa simpan n bahan ahan baka bakarr

tanpa tanpa

terdeg terdegrad radas asi. i. Hampi Hampirr semua semua tipe tipe biodie biodiesel sel dapat dapat berub berubah ah menja menjadi di gel pada pada suhu suhu rendah rendah.. Suhu Suhu pembe pembekuan kuan biodes biodesel el lebih lebih tinggi tinggi daripa daripada da petrodi petrodies esel. el. Pada Pada saat saat biod biodie iese sell

menja enjadi di gel gel

san sangat gat

ren rentan tan

terh terhad adap ap oksi oksida dasi si..

Oksi Oksida dasi si

biod biodes esel el

menyebabkan biodiesel terdegradasi ditandai dengan kenaikan angka asam, kenaikan viskositas dan terbentuknya gum serta sedimen. Kelarutan bahan bakar , biodesel termasuk bahan bakar yang memeliki daya kelaru kelarutan tan rendah rendah.. Lebih Lebih rendah rendah dari pada pada petrodi petrodiese esel. l. Sisa Sisa sedim sediment ent pada pada tangki tangki peny penyim impan pan dan tangk tangkii baha bahan n bakar akar dapa dapatt dila dilaru rutka tkan n oleh oleh biodi biodies esel el.. Untuk Untuk itu dibutuhkan dibutuhkan material penyimpan bioesel bioesel yang yang sesuai. sesuai. Material Material terbaik terbaik untuk proses proses biodi biodies esel el adal adalah ah alum alumuni unium um

atau atau stain stainle less ss steel steel.. Tabe Tabell berik berikut ut men menunjuka unjukan n

kontabilitas biodesel dengan beberapa bahan .

Untuk Untuk mengh menghamb ambat at terbentu terbentukn knya ya kristal kristal,, biodie biodiesel sel harus harus disim disimpan pan pada pada temepeartur 15 F lebih tiggi dari suhu pour point-nya. Kebanyakan suhu penyimpanan biodiesel adalah 40-50 F. Cara lain dalam meyimpan adalah dengan menyimpan menyimpan pada tangki bawah tanah dan mencamp mencampur ur dengan dengan petrodiesel petrodiesel yang akan menaikan menaikan pour point-nya.

- 41 -




Kristal Kristal yang yang terben terbentuk tuk pada pada biodie biodiesel sel bisa bisa dihilan dihilangka gkan n dengan dengan peman pemanasa asan n tetapi lebih baik jika dilakukan peyaringan. Biodesel tidak dapat disimpan lebih dari 6 bulan. bulan. Untuk menambah menambah lama masa simpan dapat ditambah ditambahkan kan bahan bahan antioksidan antioksidan sepoerti TBHQ, Tenox 21, dan tocopherol. Kontamni Kontamnisai sai air harus harus diminimasi diminimasi karena karena akan menyebab menyebabkan kan pertumbuhan pertumbuhan biologis. Hal ini bisa dicegah dengan menambahkan biosida. Dal Dalam

pemi pemili lih han

tan tangki

peny enyimp impanan anan

biodi odiesel esel

faktor ktor

yang ang

harus rus

dipertimbangkan adalah keseuaina dengan biodiesel. Tangki alumuium ,stainless steel , Teflon fluorinated polyprpoline dan polyethylene adalah bahan yang paling sesuai.

- 42 -




10. KEAMANAN KEAMANAN DA DAN N KESELA KESELAM M ATAN ATAN

Keamanan adalah hasil usaha terus menerus untuk mempersiapkan segala hal yang tidak terduga. Ada beberapa kata kunci dalam keamana dan keselamatan kerja §

Kemanan Kemanan:: mencegah mencegah kecelakaan kecelakaan dari semua semua hal yang yang bisa bisa menyebab menyebabkanny kannyaa dengan dengan mennguna menngunakan kan teknologi teknologi yang yang tepat dengan dengan mengiden mengidentifikas tifikasii sumber sumber penyebab kecelakaan

§

Hazard : Segala sesuatu yang berpotensi menyebabkan kecelakaan

§

Resiko : Kemugkinan sumber kecelakaan menjadi kejadian.

Kecelakaan dalam kerja dapat terjadi karena berbagai factor antara lain: §

Kerusakan mesin

§

Kesalahan operasi

§

Kesalahan desain

§

Prose Prosess yang ang berjal berjalan an tidak tidak sempurna

§

Sabotase

Alat-alat yang dapat menyebabkan kecelakaan antara lain : §

Sistem pemipaan

§

Heat Excagher Excagher

§

Tangki penyimpan

§

Kompresor

§

Pemipaan Rekator

§

Pompa.

Kategori kecelakaan dalam pabrik kimia dapat disebabkan factor-faktor berikut: §

Ledakan

§

Gas beracun, gas terbakar

§

Cairan mudah terbakar

§

Padatan mudah terbakar

§

Bahan pengoksidasi pengoksidasi

§

Racun, pestisida dan karsinogen

§

Radiokatif

§

Korosi

Dalam industri biodiesl melibatkan bahan yang mudah terbakar seperti alcohol maka perlu disediakan peralatan pemadam kebakaran. Pengunaan katalis asam dan basa membutuhkan peralatan yang tahan korosi. Harus diperhatikan juga peralatan yang yang meng menggun gunak akan an tekana tekanan n dan suhu suhu tinggi tinggi karen karenaa memung memungkin kinkan kan terjadi terjadinya nya ledakan.

- 43 -




11. REFERENSI REFERENSI

Forum Biodiesel Indonesia (2005) “M i nute nutess of mee meeti ng pertemuan For um Bi odies odiesel el Indonesia 18 Februari 2005, Gedung BANI Jakarta Darnoko, D and Cheryan, M., (2000), Kinetic of Palm Oil Transesterification in a batch reactor, JAOCS, Vol 77 No. 12

H amiltor , C (2004) (2004) Bi ofue ofuell M ade Easy, Easy, Austr Austr ali an Enginee Engineers I nstit nstit ute ute,, M elbour ne Lurgi (2002), “ Biodiesel plant in Marl built by Lurgi Life Science GmbH officially inaugurated by undersecretary Bickenbach on July 17, 2002” , http://www.lurgi.de/english/nbsp/menu/media/news/ M it telbach, M . and Rems Remschmidt, C., C ., 2004, “ Bi B i odies odiese el, The Comprehens Comprehensive ive Handbook” , Soerawijaya, T.H, 2006, “Raw Material Aspects of Biodiesel Production in Indonesia, One day Seminar on Biodiesel in BPPT Jakarta, Indonesia Prakoso, T, Soerawijaya, T.H., Reksowardoyo, I,K, Ircham, M., Sukarsih, D.,Setyawan, A., 2005, Pilot Scale Biodiesel Processing Units by utilizing multistage Non-uniform reaction method, Proceeding WREEC Conference Jakarta

- 44 -



Teknologi Biodiesel

Recommend Documents