More Related Content
What's hot (20)
Similar to Pengolahan biodiesel (1) (20)
More from wahyuddin S.T (20)
Pengolahan biodiesel (1)
- 1. EVY SETIAWATI TEKNOLOGI PENGOLAHAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH DENGAN PROSES MIKROFILTRASI DAN TRANSESTERIFIKASI SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR MESIN DIESEL Banjarbaru, 24 November 2014 Program Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa Kerjasama Kemenristek Kemenperin Tahun 2011
- 2. LATAR BELAKANG (1) SKEMA MODEL PENGUSAHAAN PANAS BUMI Cadangan BBM fosil diperkirakan habis dalam waktu 10-15 th mendatang (data Automotive Diesel Oil) Pada tahun 2025, peranan energi yang dapat diperbarui meningkat biodiesel (Blue Print Energi Nasional) Peningkatan kebutuhan BBM, ditandai dengan peningkatan jumlah kendaraan bermotor, jumlah penduduk yang menggunakan minyak tanah, dan jumlah industri yang menggunakan solar Solikhah (2009) : kualitas yang diuji hanya meliputi viskositas, angka asam, GT, GB Jaruyanon, Wongsapai (2008); Suirta (2009) : proses 2 tahap esterifikasi dan transesterifikasi. Perlu methanol banyak & rendemen kecil. Uji hanya densitas, viskositas, bil.asam, bil.iod Buchori (2009) : memproduksi biodiesel dengan catalytic cracking pada P & T tinggi, sehingga memerlukan energi lebih besar. Uji hanya densitas, viskositas, index bias Bahan baku : Minyak jelantah Konsumsi minyak goreng di Indonesia tahun 2008 sekitar 5 juta kL Mengandung senyawa-senyawa karsinogenik Jika dibuang ke lingkungan menimbulkan pencemaran
- 3. Apabila kandungan asam lemak bebas minyak jelantah tinggi, maka diperlukan katalis jumlah besar yang menyebabkan terbentuknya sabun sehingga menyulitkan proses pemisahan. Oleh karena itu diperlukan teknologi yang tepat, mudah dan murah untuk mengolah biodiesel berbahan baku minyak jelantah. LATAR BELAKANG (2)
- 4. Metodologi minyak jelantah Filtrasi dengan filter paper 1 亮m, 5 亮m, dan 16 亮m Minyak-minyak lemak Trans-esterifikasi Settling dalam air panas Bagian atas: Ester metil / etil asam lemak Bagian bawah: Gliserin kasar Pemurnian dengan Bleaching earth 1% Product By product Analisis pendahuluan: kadar FFA, kadar air dan kotoran 0,6 % NaOH 30 % Methanol Sodium Metoksid - Diaduk sampai larut - Dipanaskan suhu 65 C - t0 = 30, 60, 90 menit - Dipanaskan sampai suhu 50 C - Didiamkan selama 1 jam - Diaduk dan dipanaskan - Dipisahkan menggunakan filter vaccum pump Pure Biodiesel Drying pada T=105 C Saring
- 5. Proses Penyaringan minyak jelantah Minyak Jelantah sebelum penyaringan
- 6. Mijel setelah penyaringan Proses pemanasan Mijel sampai 500C dan proses pelarutan NaOH
- 7. Proses pencampuran Mijel + NaMeOH (pada saat T=500C) Proses transesterifikasi T = 650C, t = 60 mt
- 8. Settling selama 1 jam Proses pemisahan fa (biodiesel kasar) dan fb (gliserol)
- 9. Biodiesel kasar + adsorben Gliserol
- 11. Mijel awal Mijel filtrasi Crude biodiesel + adsorben Gliserol Unit Plant Pembuatan Biodiesel
- 12. Hasil Penelitian (1) Puncak Waktu Retensi % Senyawa Senyawa 1 17,070 0,56 Metil ester tridekanoat 2 19,368 39,93 Metil ester heksadekanoat (metil ester palmitat) 3 20,850 0,15 Olealdehid 4 21,163 51,29 Metil ester 9-octadecanoat (metil ester oleat) 5 21,326 4,58 Metil ester oktadekanoat (metil ester stearat) 6 22,925 3,31 Metil ester risinoleat (metil undekanoat) 7 23,137 0,18 Metil ester eikosanoat (metil arachidat) GC-MS
- 13. Hasil Penelitian (2) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Total Acid Number (mgKOH/g) Kombinasi Perlakuan Series1 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Gliserol Total (%) Kombinasi Perlakuan Biodiesel memiliki kadar gliserol total yang rendah dan memenuhi standar SNI 04-7182-2006 (maksimal 0,24%-massa) Biodiesel minyak jelantah secara umum memiliki bilangan asam yang rendah dan memenuhi standar SNI (maksimal 0,80 mg KOH/g)
- 14. Hasil Penelitian (3) 96,40 96,60 96,80 97,00 97,20 97,40 97,60 97,80 Kadar Ester (%) Kombinasi Perlakuan Kadar gliserol bebas tinggi dan tidak memenuhi SNI 04-7182-2006 (maksimal 0,02%- massa) Hanya biodiesel dengan perlakuan a2b3 dan a3b3 yang memenuhi persyaratan. Kadar ester memenuhi SNI (minimal 96,5%) menunjukkan besarnya perubahan reaktan menjadi kompleks teraktifkan. Peningkatan kadar ester terjadi karena semakin lamanya reaksi sehingga tumbukan antar molekul reaktan semakin sering terjadi.
- 15. Rangkuman Hasil Penelitian (4) N0 Parameter Satuan Hasil Analisa Kadar Max 1 Massa Jenis pada 400C kg/m3 852 850 - 890 2 Viskositas kinematik pada 400C mm2/s (cSt) 3,5796 2,3 - 6,0 3 Angka setana oC 67,2 min 51 4 Titik nyala oC 175 min 100 5 Titik kabut oC 11 maks 18 6 Korosi lempeng tembaga 1a maks no. 3 7 Residu karbon %-vol 0,01 %wt maks 0,05 8 Air dan sedimen %-vol <0,05 maks 0,05 9 Temperatur destilasi 90% vol oC 365,2 360 10 Abu tersulfatkan %-brt 0,02 11 Belerang ppm (mg/kg) < 0,0017% maks 10 12 Fosfor ppm (mg/kg) 6 maks 10 13 Angka asam mg-KOH/g 0,12489 maks 0,8 14 Gliserol bebas %-massa 0,01168 maks 0,02 15 Gliserol total %-massa 0,23381 maks 0,24 16 Kadar ester alkil %-massa 97,37 min 96,5 17 Angka iodium %-massa (g-12/100g) 106,15 maks 115 18 Uji Helphen negatif negatif 16 亮m, t = 60
- 16. Hasil Penelitian (5) Massa jenis pada 400C Indikator banyaknya zat-zat pengotor, seperti sabun dan gliserol hasil reaksi penyabunan, sisa asam-asam lemak, air, sisa NaOH, ataupun sisa MeOH (Peterson, 2001 dalam Oktaningrum, 2010). Jika massa jenis biodiesel melebihi ketentuan sebaiknya tidak digunakan karena meningkatkan keausan mesin dan menyebabkan kerusakan mesin. Viskositas kinematik pada 400C Karena tingkat efektivitas proses reaksi yang tinggi, didominasi oleh metil oleat sehingga berkontribusi terhadap rendahnya viskositas yang dihasilkan (Kartika, I.A., dkk, 2009). Jika terlalu kental dapat menyulitkan aliran, pemompaan, dan penyalaan. Jika terlalu encer menyulitkan penyebaran bahan bakar sehingga sulit terbakar dan akan menyebabkan kebocoran dalam pipa injeksi. Viskositas berbanding lurus dengan massa jenis. Angka setana Merupakan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri. Minyak kelapa dan sawit mengandung asam lemak jenuh sehingga dapat diperkirakan memiliki angka setana yang lebih tinggi. Metil ester asam lemak tak jenuh (r>0) memiliki bilangan setana yang lebih kecil dibanding metil ester asam lemak jenuh (r = 0). Meningkatnya jumlah ikatan rangkap (tak jenuh) suatu metil ester asam lemak akan menyebabkan penurunan bilangan setana Titik nyala Telah sesuai dengan syarat mutu biodiesel berada dalam batas aman terhadap bahaya kebakaran selama penyimpan, penanganan dan transportasi (handling and storage). Titik nyala mengindikasikan tinggi rendahnya volatilitas dan kemampuan untuk terbakar dari suatu bahan bakar.
- 17. Hasil Penelitian (6) Titik kabut Suatu bahan bakar yang sudah terdestilasi adalah temperatur dimana bahan bakar menjadi berkabut karena kehadiran dari kristal-kristal lilin. Korosi lempeng tembaga Memprediksi derajat korosifitas relatif lempeng tembaga yang diujikan pada biodiesel. Hasil pemeriksaan biodiesel diperoleh penggolongan 1a. Tidak ditemukan berkas korosifitas pada lempeng tembaga dengan penampakan berwarna orange terang, mengkilap, dan hampir sama baru. Residu karbon Sesuai dengan syarat mutu biodiesel SNI-04-7182-2006 tidak mengandung sisa karbon di atas standar. Residu karbon bahan bakar yang tinggi menyebabkan silinder cepat terabrasi Air dan sedimen Kadar air dalam minyak merupakan salah satu tolak ukur mutu minyak. Kadar air ,mutunya makin baik memperkecil kemungkinan terjadinya reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kenaikan kadar asam lemak bebas. Sedimen maka mempengaruhi kelancaran distribusi bahan bakar pada ruang pembakaran sehingga mempengaruhi akselerasi kerja mesin diesel menyumbat dan merusak mesin. Temperatur destilasi 90% vol Temperatur destilasi 90% vol biodiesel yang dihasilkan telah melampaui syarat mutu SNI-04-7182-2006, namun dinilai masih memenuhi persyaratan biosolar (max 3700C).
- 18. Hasil Penelitian (7) Abu tersulfatkan Kandungan abu tersulfatkan menunjukkan kontaminan materi dan zat organik seperti residu katalis dan sabun yang teroksidasi daiam proses pembakaran sehingga membentuk deposit pada mesin (Mittelbach dan Remschmidt 2004 dalam Sahirman, dkk, 2008). Belerang Kandungan belerang dalam bahan bakar diesel sangat tergantung pada asal bahan baku yang akan diolah. Keberadaan belerang tidak diharapkan karena sifatnya merusak yaitu apabila oksida belerang kontak dengan air merupakan bahan yang korosif terhadap logam di ruang bakar hasil pembakaran menimbulkan polusi Fosfor Fosfor dalam biodiesel dibatasi maksimal 10 ppm, karena menimbulkan kerak di kamar pembakaran mesin diesel dan meningkatkan jumlah emisi partikulat dalam emisi gas buang. Angka asam Merupakan jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau lemak. Asam lemak bebas ini terdiri dari asam lemak bebas dan sisa asam mineral (Prihandana, dkk., 2006). Gliserol bebas dan gliserol total Kadar gliserol merupakan parameter utama kualitas biodiesel. Kadar gliserol bebas dipengaruhi oleh proses produksi biodiesel. Adanya senyawa gliserida dalam biodiesel disebabkan konversi minyak nabati yang kurang sempurna selama proses transesterifikasi atau reaksi balik antara gliserin dan metil ester.
- 19. Hasil Penelitian (8) Kadar ester alkil Semakin lama waktu reaksi, maka kemungkinan kontak antar zat semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar. Hikmah dan Zuliyana (2010) kesetimbangan reaksi sudah tercapai dalam waktu kurang lebih 60 menit, sehingga dalam waktu yang lebih lama dari 60 menit tidak akan menguntungkan karena tidak memperbesar hasil dan reaksi bersifat reversible (bolak- balik). Angka iodium Menunjukkan banyaknya ikatan rangkap dua dalam asam lemak penyusun biodiesel. Jika AI tinggi (>115%), cenderung untuk terpolimerisasi dan pembentukan deposit di lubang saluran injector noozle dan cincin piston pada saat mulai pembakaran (Panjaitan, 2005). Uji Helphen Biodiesel ini tidak mengandung asam lemak siklopropenoid sehingga aman digunakan untuk mesin diesel (uji Helphen = -)
- 20. Uji Emisi (1) No Emisi Hasil Uji Baku Mutu Satuan B0 B20 B40 B60 B80 B100 1 Karbon monoksida (CO) - mg/m3 5,5 0,15 0,09 0,07 0,03 0,01 2 Nitrogen Oksida (NOx) sebagai NO2 700 mg/m3 43,5 17,0 13,0 10,0 9,50 6,00 3 Opasitas 15 % 6 5 4 4 3 3 4 Sulfur Dioksida (SO2) 700 mg/m3 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 5 Partikulat 200 mg/m3 43,05 43 42,95 42,43 41,65 41,55 % Penurunan Emisi Emisi B20 B40 B60 B80 B100 Karbon monoksida (CO) 97,27 98,36 98,73 99,45 99,82 Nitrogen Oksida (NOx) sebagai NO2 60,92 70,11 77,01 78,16 86,21 Opasitas 16,67 33,33 33,33 50,00 50,00 Partikulat 0,12 0,23 1,44 3,25 3,48 % Penurunan Emisi
- 21. Uji Emisi (2) % Penurunan Emisi
- 22. Aspek Tekno Ekonomi Bahan Bakar Harga Jual/Liter (Rp) Selisih Harga Jual terhadap Biodiesel (Rp) Keterangan Biodiesel (2011) 4.979* 0 - Solar Subsidi (2011) 4.500 (479) Biodiesel lebih mahal 9,62% Solar Non Subsidi (2011) 9.750 4.771 Biodiesel lebih murah 95,82% Solar Pertamina DEX (2011) 17.000 12.021 Biodiesel lebih murah 241,43% Solar Subsidi (2014) 7.500 (479) Biodiesel lebih mahal 50,6% Solar Non Subsidi (2014) ?? ?? ??
- 23. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Produk biodiesel dengan mikrofiltrasi 16 亮m dengan lama proses transesterifikasi selama 60 menit telah memenuhi persyaratan SNI 04-7182-2006, kecuali parameter temperatur destilasi 90 0C, tetapi nilai ini masih memenuhi persyaratan biosolar Saran Dari sisi proses transesterifikasi, sebaiknya dilakukan variasi jumlah katalis dan pelarut metanol dan variasi suhu
- 24. TERIMA KASIH