100691573 Pra Rencana Pabrik Biodiesel Dari Minyak Jarak Dengan Proses Transesterifikasi

i

PRA RENCANA PABRIK BIODIESEL DARI

MINYAK JARAK DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI

TUGAS AKHIR

Disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia (ST)

Disusun oleh:

Albertus Wisang Koli NIM 0205010001

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

2009

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Menyetujui,

Dosen pembimbing I Dosen pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS Ir. Taufik Iskandar

Tanggal Tanggal......

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik Ketua

Program Studi Teknik Kimia

Nawir Rasidi, ST.,MT S.P Abrina Anggraini, ST.,MT

Tanggal Tanggal

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Pra Rencana Pabrik Biodiesel dari Minyak Jarak dengan Proses Transesterifikasi

Oleh :

Albertus Wisang Koli 0205010001

Telah dipertahankan dihadapan dan telah diterima Tim Penguji

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia Universitas Tribhuwana Tunggadewi

Malang

Tim Penguji

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS : ..

2. Ir. Taufik Iskandar : ..

3. S.P. Abrina Anggraini, ST.,MT :..

iv

PERNYATAAN

Kami yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Albertus Wisang Koli

NPM : 020.501.0001

Program Studi : Teknik Kimia

Menyatakan bahwa Skripsi dengan judul Pra Rencana Pabrik Biodiesel dari

Minyak Jarak dengan Proses Transesterifikasi merupakan karya tulis yang

saya buat sendiri menurut pangamatan serta kayakinan saya. Skripsi ini tidak

mengandung bagian Skripsi atau karya tulis yang pernah diterbitkan atau ditulis

oleh orang lain, kecuali kutipan referensi yang dimuat dalam rangka Skripsi ini.

Apabila kenyataan dikemudian hari pernyataan saya ini tidak benar, saya

sanggup menerima sanksi akademik berupa apapun dari Universitas Tribhuwana

Tunggadewi Malang.

Malang, 2009

Penyusun

Albertus Wisang Koli

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. Ir. Taufik Iskandar.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat dan Rahmatnya serta bimbinganNya kami dapat menyelesaikan Skripsi

yang berjudul Pra Rencana Pabrik Biodiesel dari Minyak Jarak dengan

Proses Transesterifikasi

Pada kesempatan ini pula tak lupa kami mengucapkan limpah terima kasih

kepada:

1. Bapak Nawir Rasidi, ST.,MT, selaku Dekan Fakultas Teknik.

2. Ibu S.P Abrina Anggraini, ST.,MT, selaku Ketua Program Studi Teknik

Kimia.

3. Bapak Ir. Bambang Poerwadi, MS, selaku Dosen Pembimbing Utama

4. Bapak Ir. Taufik Iskandar, selaku Dosen Pembimbing Kedua

5. Ibu Susy Yuniningsih, ST.,MT, selaku Kepala Lab UNITRI

6. Kedua Orang Tua yang telah bersusah payah dan mengorbankan waktu

mereka hingga terselesainya skripsi ini.

7. Semua pihak yang turut membantu baik dari segi moril maupun materil

sehingga terselesainya tugas penelitian ini yang tak dapat kami sebutkan

satu per satu.

kami menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena

itu kritik dan saran yang bersifat konstruktif sangat saya harapkan agar skripsi ini

dapat bermanfaat bagi yang membacanya.

Malang, Feb 2009

Penyusun

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR PENGESAHAN

SURAT PERNYATAAN.

KATA PENGANTAR .

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR.

DAFTAR TABEL

ABSTRAK ..

BAB I PENDAHULUAN ..

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ..

BAB III NERACA MASSA .

BAB IV NERACA PANAS .

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

BAB VIII UTILITAS .

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..

BAB X STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN ..

BAB XI ANALISIS EKONOMI

i

ii

iii

iv

v

vi

viii

xi

x

I - 1

II 1

III 1

IV 1

V 1

VI 1

VII 1

VIII 1

IX 1

X - 1

XI 1

XII - 1

XI 1

vii

BAB XII KESIMPULAN .

DAFTAR PUSTAKA

APENDIKS A NERACA MASSA ...

APENDIKS B NERACA PANAS ....

APENDIKS C SPESIFIKASI PERALATAN ..

APENDIKS D UTILITAS ....

APENDIKS E ANALISIS EKONOMI

XII 1

A 1

B 1

C 1

D 1

E 1

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Reaksi Esterifikasi menjadi Metil ester

Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi menjadi Metil ester Asam lemak.

Gambar 2.3 Proses Flow Diagram Pabrik minyak jarak .

Gambar 9.1 Peta Indonesia.. ....

Gambar 9.2. Peta Nusa Tenggara Timur

Gambar 9.3. Peta Kabupaten Ende.

Gambar 9.4. Peta Kecamatan Ende Selatan.

Gambar 9.5. Tata Letak Pabrik Minyak Jarak.

Gambar 9.6. Tata Letak Alat Pabrik Minyak Jarak..

Gambar 10.1. Stuktur Organisasi Perusahaan

Gambar 11.1. Gambar Grafik Break Event Point (BEP)...

II-1

II-2

II-9

IX-7

IX-8

IX-8

IX-9

IX-9

IX-13

X-24

XI-11

XI-18

E-1

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Ketersediaan Energi Fosil di Indonesia .

Tabel 1.2. Tanaman Penghasil Minyak Nabati di Indonesia.

Tabel 1.3. Potensi Lahan Pengembang Tanaman Jarak.

Tabel 1.4. Luas Lahan Tanaman Jarak

Tabel 1.5. Komposisi Minyak Jarak.

Tabel 1.6. Komposisi Asam Lemak Minyak Jarak..

Tabel 1.7. Data Perusahaan Biodiesel di Indonesia.

Tabel 1.8. Data Konsumsi di Indonesia..

Tabel 2.1. Perbandingan Reaksi Transesterifikasi..........................

Tabel 7.1. Instrumentasi Peralatan Pabrik..

Tabel 7.2. Peralatan Keselamatan Kerja..

Tabel 9.1. Perincian Luas Daerah Pabrik.

Tabel 10.1.Jadwal Kerja Karyawan Pabrik..

Tabel 10.2. Jabatan Pendidikan Tenaga Kerja.

Tabel 10.3. Daftar Upah Karyawan.

Tabel 11.1. Cash Flow untuk NPV 10 tahun

Tabel 11.2. Cash Flow untuk IRR selama 10 tahun

I 2

I 5

I 6

I 11

I 16

I 17

I 27

I 28

II 16

VII 5

VII 12

XI - 11

X 14

X - 17

X- 22

XI - 13

XI - 14

x

ABSTRAK

Biodiesel dari minyak jarak merupakan minyak yang telah melalui proses

transesterifikasi secara konversi dari trigliserida menjadi alkyl alkohol melalui

reaksi dengan alkhol menghasilkan produk samping yaitu gliserin menjadi

kandidat sumber gugus alkil adalah methanol sebagai pereaksi, NaOH sebagai

katalis, HCL sebagai penetral PH metal ester, activated carbon sebagai bleabcing

agent pada gliserin.

Adapun kondisi reaksi yang mempengaruhi konversi serta perolehan

biodiesel melalui transesterifikasi adalah sebagai berikut pengaruh air dan asam

lemak bebas, perbandingan molar alkohol dengan bahan mentah, jenis alkohol,

jenis katalis, metalisis crude dan refined minyak nabati, temperatur serta dapat

digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar untuk mesin putaran cepat seperti

mobil. Utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat penting untuk menunjang

jalannya proses produksi yang diperlukan pada pabrik minyak jarak ini yaitu air

= 4044,0509 kg/jam, steam 1148,02804 kg/jam, listrik 110,635 kWh, bahan bakar

= 1206,7824 l/hari.

Pabrik minyak jarak ini direncanakan didirikan di Bhoanawa, Kecamatan

Ende Selatan, Kabupaten Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur pada tahun 2010

dengan kapasitas produksi 200.000 ton/tahun. Bentuk perusahaan adalah

perseroan terbatas (PT) dengan stuktur organisasi garis dan staf. Dari hasil

perhitungan ekonomi didapatkan BEP = 44,28 %, POT = 1,314 tahun , ROIBT =

86,93 % ROIAT = 61,31 % SDP = 8,72 % IRR = 21,2173 %

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia yang bermula adalah net-exporter di bidang bahan bakar minyak

(BBM) kini telah menjadi net-importer BBM sejak tahun 2000. Hal ini sungguh

ironis karena terjadi pada saat harga minyak dunia tidak stabil dan cenderung

mengalami peningkatan. Pada periode bulan Januari - Juli 2006 yang lalu,

produksi BBM Indonesia hanya mencapai sekitar 1,3 juta barel per hari sehingga

terdapat deficit BBM sebesar 270.000 barel yang harus dipenuhi melalui impor.

Dengan harga minyak dunia mencapai USD 70 per barel, untuk memenuhi

deficit sebesar 270.000 barel tersebut Indonesia harus menyediakan budget setiap

harinya USD 18.900 per hari (sekitar Rp 170 miliar per hari). Tingginya harga

minyak dunia menyebabkan harga BBM di dalam negeri meningkat. Pemerintah

melakukan subsidi untuk menyesuaikan harga BBM, tetapi subsidi BBM ini mulai

dikurangi sejak tahun 2003. Wujud nyata dari pengurangan subsidi ini adalah

dinaikkannya harga BBM pada tanggal 1 Oktober 2005.

Kondisi ini sungguh memprihatinkan, terlebih lagi ketergantungan

Indonesia terhadap bahan bakar fosil sangat besar. Hal ini terlihat dari setiap

aktivitas masyarakat Indonesia sehari-hari yang tidak terlepas dari pemakaian

bahan bakar, seperti untuk memasak, penerangan, transportasi dan angkutan.

Berdasarkan data ESDM (2006), minyak bumi mendominasi 52,2% pemakaian

energi di Indonesia, sedangkan penggunaan gas bumi sebesar 19%, batubara

21,5%, air 3,7%, panas bumi 3 % dan energi terbarukan hanya sekitar 0,2 % dari

I-1

I-2

total penggunaan energi. Padahal menurut data ESDM (2006), cadangan minyak

bumi Indonesia hanya sekitar 500 juta miliar barel per tahun. Ini artinya jika terus

dikonsumsi dan tidak ditemukan teknologi cadangan minyak baru atau tidak

ditemukan teknologi baru untuk mengingkatkan recovery minyak bumi,

diperkirakan cadangan minyak bumi Indonesia akan habis dalam waktu dua puluh

tiga tahun mendatang.

Sudah saatnya Indonesia mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar

fosil dengan mengembangkan sumber energi alternatif terbarukan. Pengembanagn

bioenergi diharapkan dapat mensubtitusi kebutuhan BBM di Indonesia yang tahun

2007 diperkirakan mencapai 30,4 juta kiloliter (kl) untuk premium.

( Andi Nur Alam Syah,2006).

Tabel 1.1 Ketersediaan energi fosil Indonesia

Enegi Fosil

Minyak Bumi

Gas

Batu bara

Sumber daya 86,9 miliar barel 384,7 TSCF 57 miliar ton

Cadangan 9 miliar barel 182 TSCF 19.3 miliar ton

Produksi

pertahun

500 juta barel 3,0 TSCF 130 juta ton

Sumber : Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi, 2006

1.2 PERKEMBANGAN INDUSTRI

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang

dilihat dari peningkatan laju konsumsi BBM, serta menurunnya kemampuan

produksi minyak dalam negeri secara alami di perlukan langkah-langkah untuk

mendapatkan sumber energi alternatif.

Tahun 1910, pada Pekan Raya Dunia di Paris seorang insinyur dari Jerman

bernama Rudolf Christian Karl Diesel memamerkan dan peragakan pertama kali

I-3

hasil penemuan dan ciptaannya, yaitu mesin atau motor diesel. Motor atau mesin

diesel pertama di dunia itu dijalankan dengan bahan bakar dari minyak kacang

dan minyak perasan biji hemps/ganja (Cannabissativa)

Dua tahun kemudian, saat berpidato dalam acara pendaftarkan paten mesin

hasil karyanya itu, Diesel menyatakan Pemakaian minyak nabati sebagai bahan

bakar untuk saat ini akan menjadi penting sebagaimana penggunaan minyak bumi

dan produktir batu bara sekarang. Kata kata di atas tadi diucapkan lebih dari 90

tahun silam, ketika masalah-masalah lingkungan hidup seperti krisis energi,

perubahan iklim, pemanasan global dan penipisan lapisan ozon sama sekali belum

disinggung seperti tiga dasawarsa terakhir ini.

Prakarsa yang dilakukan Diesel tersebut digagalkan sehingga mesin diesel

yang kita jumpai sampai saat ini justru digerakan oleh BBM konvensional Petro

Diesel. Rangkaian riset yang tergabung dalam kelompok Roma Lester Brown

yang di pimpin oleh Dennis Meadows dan Lester Brown yang tergabung dalam

Kelompok Roma pada tahun 1980 membuktikan kebenaran hipotesis-hipotesis

dasar yang dikemukakan Diesel. Kelompok ini memperingatkan bahwa jika tidak

dihentikan atau dirubah arahnya, kecenderungan itu akan mengarah pada batas-

bats pertumbuhan (limits to growt ).

Pandangan Mathusian semakin terbukti secara empiris, terutama

menyangkut ketersediaan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui,

termasuk bahan bakar fosil (BBM). Dua laporan terbaru dari Congressional

Reseaech Service (RSC) pada tahun 1985 dan 2003 kepada Komisi Energi di

Kongres Amerika Serikat, menyebutkan bahwa jika tingkat penggunaan bahan

bakar fosil masih terus seperti sekarang (tanpa peningkatan dalam efisiensi

I-4

produksi cadangan baru, dan peralihan ke sumber-sumber energi alternatif

terbarukan), cadangan sumber energi bahan bakar fosil dunia, khususnya minyak

bumi diperkirakan hanya akan cukup untuk 30-50 tahun lagi. Sebenarnya,

ancaman kelangkaan cadangan minyak bumi satu-satunya masalah yang

ditimbulkan tetapi dampak dari penggunaannya jauh lebih berbahaya.

( Andi Nur Alam Syah,2006).

Indonesia mempunyai potensi yang sangat besar sebagai penghasil

biodiesel karena sumber daya alam sumber minyak nabatinya yang melimpah.

Namun belum banyak investor yang tertarik untuk menanamkan modal pada

industri ini. Peningkatan kebutuhan bahan bakar diesel dan menipisnya sumber

minyak bumi, maka untuk itu perlu didirikan pabrik biodiesel di Indonesia.

Pengembangan minyak dari tanaman jarak melalui pendekatan ilmiah di

Indonesia dipelopori oleh Dr. Robert Manurung dari Institut Teknologi Bandung

sejak tahun 1997 dengan focus ekstraksi minyak dari tanaman jarak. Sejak tahun

2004 yang lalu, penelitian ini mendapat dukungan dari Mitsubshi Research

Institute (Miri) dan New Energy and Industrial Technology Development

Organization (NEDO) dari Jepang.

Menghadapi krisis kelangkaan BBM dan kenaikan harga BBM di

Indonesia, Pemerintah mulai mengali sumber-sumber energi alternatif. Minyak

jarak ini pun mulai mendapatkan perhatian serius dari Pemerintah. Setelah dirintis

oleh ITB, dan selanjutnya diikuti oleh lembaga pemerintah pusat yaitu BPPT, dan

oleh Pemerintah daerah seperti Pemprov Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara

Barat, Pemkab Purwakarta, dan Pemkab Indramayu, serta BUMN seperti PT.

Pertamina, PT. PLN dan PT. Rajawali Nusantara Indonesia (RNI) semua saling

I-5

bekerja sama untuk pengembangan minyak jarak sebagai bahan bakar minyak

alternatif ini.

Tabel 1.2 Menunjukan tanaman-tanaman penghasil minyak nabati di Indonesia

yang berpotensi untuk diolah menjadi biodiesel.

Tabel 1.2 Tanaman penghasil minyak nabati serta sifatnya di Indonesia

Minyak Massa Jenis

(200C),

Kg/Liter

Viskositas

Kinematika

(200C),cSt

DHc,

MJ/Kg

Angka

Sentane

Titik Awan/

Kabut,0C

Titik

Tuang,0C

Kelapa 0,915 30 37,10 40-42 28 23-26

Sawit 0,915 60 36,90 38-40 31 23-40

Kapas 0,921 73 36,80 35-50 -1 2

Jarak 0,920 77 38,00 23-41 2 -3

Sumber : Vaitilingom et.al.,1997

Berdasarkan pertimbangan ekonomi, minyak nabati yang digunakan

sebagai bahan baku biodiesel harus mudah didapat, mudah dibudidayakan di

Indonesia dan mempunyai yield minyak nabati tinggi. Prioritas diberikan untuk

tanaman non pangan agar tidak mengganggu sumber pangan. Dari tabel 1.1 dapat

dilihat bahwa tanaman jarak merupakan tanaman penghasil minyak nabati non-

pangan yang paling berpotensi. Jarak (Rinicus communis) belum banyak

dibudidayakan di Indonesia semenjak Jarak Pagar ( Jatropha curcas ) banyak

ditanam di Jawa Tengah dan Nusa Tenggara Barat. Jarak berpotensi untuk

dikmbangkan, baik di daerah kering maupun marjinal, terutama di Nusa Tenggara

Timur dengan potensi produksi biji sebanyak 7,5 10 ton/ha setelah penanaman 5

tahun. Budi daya jarak pagar sudah dicanangkan sebagai Gerakan Nasional Budi

Daya Jarak oleh Menteri Sosial Bachtiar Chamsah dalam rapat koordinasi (Rakor)

KESRA tanggal 6 September 2005.

I-6

Daerah- daerah yang akan diikutkan dalam program budi daya jarak

diantaranya Nusa Tenggara Timur, Gorontalo, Nanggroe Aceh Darissalam

(NAD), Jakarta dan Banten, Jawa Barat, Jawa Tengah, dan Jawa Timur. Dari

program ini ditargetkan penanaman jarak pagar sebanyak 2.500 ha pada tahun

2005, 100.000 ha pada tahun 2006, 1 juta ha pada tahun 2007, 5 juta ha pada

tahun 2008, dan 10 juta ha pada tahun 2009.

Tabel 1.3. Potensi lahan yang sesuai untuk pengembangan jarak pagar

Propinsi S1 S2 S3 Jumlah (Ha)

NAD 180.139 160.746 836.001 1.176.904

Sumut 215.393 - 1.390.475 1.605.868

Sumbar 4.269 - 781.189 785.458

Riau 218.284 - 1.600.844 1.681.562

Jambi 530.207 - 993.134 1.211.418

Sumsel - - 3.229.784 3.759.991

Bengkulu 718.823 - 602.022 602.022

Lampung 156.319 66.023 706.931 1.491.777

Babel 231.011 - 947.881 1.104.200

Jabar 494.630 445.022 306.989 983.022

Jateng 35.227 74.416 338.824 907.870

DIY 960.595 33.999 8.454 77.680

Jatim 134.484 574.121 255.722 1.790.438

Banten 19.892. 116.576 36.646 287.706

Bali 37.887 51.423 124.466 95.580

NTB 595.421 428.539 322.174 590.882

NTT 67.463 833.293 3.897.005 1.750.888

Kalbar 171.063 984.340 3.632.324 4.948.808

Kalteng 833.745 - 623.326 3.803.387

Kalsel 3.643.059 48.559 2.878.161 1.505.630

Kaltim 143.760 680.468 538.555 7.201.688

Sulut 506.887 - 373.638 682.315

Sulteng 435.483 - 613.780 880.525

Sultra 1.015.825 122.407 177.833 1.171.670

Gorontalo 290.146 27.248 - 1.220.906

Maluku 766.888 13.701 316.223 303.847

Maluku utara - 162.982 1.526.379 1.246.093

Papua 980.457 716.909 3.445.699 -

Jumlah 14.227.535 5.534.911 29.719.254 49.531.186 Sumber : Direktur Jendral Perkebunan, 2006

Keterangan : S1 = sangat sesuai, S2 = sesuai, S3 = kurang sesuai

I-7

Provinsi Nusa Tenggara Timur sangat cocok untuk mengembangkan

tanaman jarak pagar karena merupakan tanaman tahunan yang tahan kekeringan.

Tanaman ini mampu tumbuh dengan cepat dan kuat dilahan yang beriklim

panas,tandus, dan berbatu seperti di Nusa Tenggara Timur. Tumbuhan ini sangat

toleran terhadap kondisi kering dan dapat di daerah yang curah hujan rendah yaitu

200-1.500 mm/tahun. Sebagian besar dari tanah tersebut mempuyai solum

dangkal ini berarti ini berarti dari aspek teknis produksi minyak jarak dapat

dikembangkan dan diproduksi secara luas hampir diseluruh wilayah di Nusa

Tenggara Timur.

Tujuan dari pengembangan dari tanaman minyak jarak antara lain :

Memberikan kontribusi terhadap pemenuhan kebutuhan jarak sebagai

bahan baku penghasil sumber alternatif.

Meningkatkan pendapatan petani melalui optimasi pemanfaatan lahan

pertanian.

Adapun sasaran dan kebijakan pengembangan tanaman jarak diarahkan ke

pada seluruh kabupaten/kota pada kawasan lahan dan marginal dengan

kebijakan antara lain :

Pemenuhan kebun jarak (lahan petani yang telah dimanfaatkan dan

belum dimanfaatkan dengan tetap memperhatikan proporsi peruntukan

lahan untuk pemenuhan kebutuhan pangan petani).

Rintisan pengembangan industri pengolahan skala minim.

Mempersiapkan pembangunan industri terpadu skala besar.

I-8

Mendorong dan menggerakan partisipasi masyarakat dalam

mengembangkan tanaman jarak dengan menggunakan seoptimal

mungkin potensi yang dimiliki.

Mengembangakan teknologi produksi dengan menitik beratkan pada

penyediaan benih bermutu serta peningkatan produktivitas dan kualitas

produksi.

Memfasilitasi pengembangan kemitraan usaha, kelembangaan usaha,

dan investasi.

Factor-faktor pengembangan tanaman jarak :

a. Faktor- faktor pengembangan tanaman jarak :

Deklerasi para menteri tanggal 12 oktober 2005 tentang

Gerakan Nasional Penanggulangan Kemiskinan dan krisis

BBM melalui rehabilitasi dan reboisasi 10 juta hektarlahan

kritis dengan tanaman yang menghasilkan energi pengganti

BBM.

Instruksi Presiden Nomor 1 Tahun 2006 tentang

Penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (Biofuel)

menjadi lebih dari 5%.

Hasil rapat terbatas para Menteri, Gurbenur bersama

Presiden Republik Indonesia di Losari Magelang Jawa

Tengah tentang pengembangan komoditi (tebu, kelapa

sawit, ubi kayu, sorgum dan jarak) sebagai penghasil untuk

substitusi biodiesel dan bioetanol sebagai prostitusi

premium.

I-9

Tersedianya lahan di Nusa Tenggara Timur yang berpotensi

untuk pengembangan tanaman jarak.

Penelitian Perguruan Tinggi (Undana) menjukan bahwa

lahan di Nusa Tenggara Timur yang berpotensi untuk

mengembangakan tanaman jarak.

Dukungan Pemerintah Provinsi dan Kabupaten/Kota yang

ditandai dengan adanya perjanjian kerjasama dengan calon

investor di bidang pembibitan.

b.Kendala yang menjadi penghambat dalam pengembangan tanaman jarak :

Trauma masyarakat terhadap program pengembangan

perkebunan di Nusa Tenggara Timur dimasa lalu yang

kurang memberikan keuntungan secara ekonomi bagi

masyarakat petani.

Harga hasil komoditi perkebunan kurang stabil sehingga

masyarakat kurang berminat dalam pengembangan

komoditi dimaksud.

c.Peluang dan potensi pengembangan minyak jarak :

Kebutuhan akan BBM yang semakin meningkat sementara

penyediaan semakin menipis sehingga diperlukan bahan

bakar pengganti BBM.

Bahan bakar nabati (boifuel) merupakan bahan bakar

terbarukan yang memiliki peluang pasar yang besar.

Jarak pagar telah dikenal oleh masyarkat Nusa Tenggara

Timur secara luas.

I-10

Terbukanya lapangan kerja bagi petani Nusa Tenggara

Timur.

Memanfaatkan lahan kritis yang selama ini tidak dikelola.

Sedangkan potensi untuk pengembangan tanaman jarak di Nusa Tenggara

Timur cukup luas dan diproyeksikan lahan yang sesuai untuk pengembangan

tanman jarak seluas 2.190.406 Ha yang terbesar pada kabupaten/kota di Nusa

Tenggara Timur. Peluang pengembangan jarak pagar di Nusa Tenggara Timur :

Tersedianya lahan seluas 2.177.456 Ha.

Masyarakat Nusa Tenggara Timur telah lama mengenal

tanaman jarak sebagai bahan untuk penerangan dan obat

tradisional.

Tanaman jarak cocok di kembangkan di Nusa Tenggara

Timur karena tahan terhadap kekeringan dan dan dapat

ditanam pada tanah berbatuan, berkerikil, berpasir maupun

mengadung garam.

Tanaman jarak tidak terlalu memerlukan perawatan dapat

beradaptasi dengan berbagai cuaca, tidak diserang hama,

dan tidak dikonsumsi ternak.

Tanaman jarak dapat bertahan dalam waktu lama dalam

kondisi kering dan mudah berkembang biak.

Dukungan Pemerintah Provinsi, Kabupaten/Kota dalam

mengembangkan tanaman jarak yang ditandai dengan

adanya perjanjian kerjasama dengan investor dan

pengusaha lainnya.

I-11

Adanya kecenderungan minat investor untuk berinvetasi

dibidang tanaman jarak yang ditandai dengan kehadiran

investor (PT. Amarta Trans Nusantara dan PT. Rajawali

Nasional Indonesia).

Pelaksanaan pengembangan tanaman jarak di Nusa Tenggara Timur dalam hal ini

Pemerintah Propinsi Nusa Tenggara Timur telah mentindaklanjuti deklerasi para

Menteri Kabinet Indonesia Bersatu tanggal 12 Oktober 2005 dan Instruksi

Presiden Nomor 5 tahun 2006 dengan langkah-langkah kongkrit sebagai berikut :

Tabel 1.4. Luas lahan tanaman jarak yang dikembangkan oleh Pemerintah

Nusa Tenggara Timur pada tahun 2006

No Kabupaten/Kota Satuan Areal (ha)

2006 2007 2008 2009 2010 Total

1. Kupang 90 7.650 16.650 22.050 22.050 68.450

2. TTS 130 7.650 7.650 7.050 7.050 29.530

3. TTU 500 6.050 6.450 6.650 6.650 26.300

4. Belu 100 6.050 6.450 6.650 6.650 25.900

5. Alor 536 7.550 7.550 8.650 8.650 32.936

6. Flores Timur 280 7.550 7.550 8.650 8.650 32.680

7. Sikka 130 4.050 4.550 5.150 5.150 19.030

8. Ende 130 7.550 7.550 8.650 8.650 32.530

9. Ngada 100 7.550 7.550 8.650 8.650 32.500

10. Manggarai 100 7.550 7.550 8.650 8.650 32.500

11. Manggarai Barat 120 8.050 16.050 21.450 22.050 67.720

12. Sumba Barat 700 17.050 17.650 22.050 22.650 80.100

13. Sumba Timur 350 17.050 17.650 22.050 22.050 79.750

14. Kota Kupang 50 50 50 50 50 250

15. Lembata 130 7.550 7.550 8.650 8.650 32.630

16. Rote Ndao 100 7.550 7.550 8.650 8.650 32.500

Total 3.546 126.500 146.000 173.700 175.500 625.246 Sumber : Website Badan Koordinasi Penanaman Modal Daerah Provinsi Nusa Tenggara

Timur

Kegiatan-kegiatan yang dilakukan pemerintah dalam rangka mendukung

pengembangan tanaman jarak :

I-12

Sosialisasi kebijakan penanaman modal tahun 2005 dengan

sub tema tanaman jarak sebagai energi alternatif pengganti

BBM yang dihadiri akedemisi,investor lainnya serta jajaran

Pemerintah Propinsi, Kabupaten/Kota.

Kajian akademis bekerja sama dengan lembaga perguruan

tinggi negeri (Undana) dalam menyusun profil komoditi

unggulan daerah diantaranya tanaman jarak.

Penyediaan lokasi pabrik pengolahan minyak jarak kepada

PT.Amarta Trans Nusantara.

Pemetaan/maping lokasi potensi perkebunan pada kawasan-

kawasan-kawasan perkebunan di Nusa Tenggara Timur.

Surat Gubernur Nusa Tenggara Timur Nomor BU.515

/06/BKPMD/2006 tentang Sosialisasi Kebijakan Bahan

Bakar Nabati.

Pengembangan tanaman jarak siap tanam oleh Pemerintah

Kabupaten Belu seluas 653 Ha sedangkan siap panen 50

Ha.

Road Show Jatropha Expedition 2006 tanggal 12 Juli 2006

dari Atambua Kabupaten Belu- Kupang- Daratan Flores-

NTB- Bali- Jawa Timur Jawa Tengah- Jawa Barat-

Jakarta. Khusus Nusa Tenggara Timur pelaksanaannya atas

kerja sama PT.BioChem dengan Pemerintah Daerah Nusa

Tenggara Timur.

I-13

Peranan investasi dalam mengembangkan tanaman jarak dalam hal ini

pemprosesan minyak jarak antara lain :

a. PT.Amarta Trans Nusantara

Dalam rangka mendukung kebijakan Pemerintah dalam pengembangan

tanaman jarak sebagai tanaman penghasil biodiesel maka dunia usaha dalam hal

ini PT.Amarta Trans Nusantara telah menunjukan dengan perolehnya Surat

Persetujuan Penanaman Modal Nomor 73/I/PMDN/2006 tanggal 14 juli 2006

dengan bidang usaha Industri Kimia Dasar Organik yang bersumber dari hasil

pertanian.

Kegiatan yang dilakukan oleh PT.Amarta Trans Nusantara bersama

PT.Biochem Internasional antara lain :

Pembibitan anakan tanaman jarak di Desa Neolbaki Kabupaten

Kupang seluas 8 Ha.

Pengadaan mesin dan peralatan proses minyak jarak.

Pemberian lahan oleh Pemerintah Nusa Tenggara Timur di

Kawasan Industri Bolok untuk pembangunan pabrik seluas 5 Ha.

Bekerja sama dengan Pemerintah Kabupaten Kupang, Timor

Tengah Selatan, Timor Tengah Utara, Belu dalam bentuk mou

pengolahan jarak.

Kegiatan Road Show Atambua Kabupaten Belu- Jakarta.

b. PT.Rajawali Nasional Indonesia

Telah melakukan kegiatan persiapan penanaman jarak seluas 200 Ha di

Kabupaten Sumba Barat bekerja sama dengan Pemerintah Daerah setempat.

I-14

Biodiesel adalah bahan bakar dari minyak nabati yang dapat digunakan

pada semua jenis mesin diesel tanpa harus dimodifikasi terlebih dahulu. Biodiesel

dapat dibuat dari semua jenis minyak termasuk minyak yang dihasilkan langsung

dari pengepresan biji tumbuhan ( virgin oil ) seperti minyak kedelai, minyak biji

bunga matahari, minyak kanola, minyak kelapa, dan minyak biji jarak bahkan

biodiesel dapat dibuat dari minyak goreng bekas dan minyak dari lemak hewan.

1.3 PENGGUNAAN

Minyak jarak dihasilkan dari tanaman jarak (Rinicus communis)

merupakan semak atau pohon yang tahan terhadap kekeringan sehingga tahan

hidup di daerah dengan curah hujan rendah. Tanaman dari keluarga

Euphorobiaceae ini banyak ditemukan di Afrika Tengah dan Selatan, Asia

Tenggara dan India. Awalnya, tanaman ini kemungkinan didistribusikan oleh

pelaut Portugis dari Karibia melalui Cape Verde dari Guinea Bissau ke negara lain

di Afrika dan Asia.

Jarak dapat diperbanyak dengan setek. Sesuai dengan namanya, tanaman

ini awalnya secara luas ditanam sebagai pagar untuk melindungi lahan dari

serangan ternak. Seperti jenis lainnya, jarak merupakan tanaman sukulen yang

meranggas selama musim kemarau. Tanaman yang sering digunakan sebagai

pengendali erosi ini beradaptasi dengan baik di daerah yang gersang dan agak

tandus.

Semua bagian tanaman jarak telah digunakan sejak lama dalam

pengobatan tradisonal. Minyaknya digunakan sebagai pembersih perut (pencahar),

mengobati penyakit kulit, dan untuk mengobati rematik. Sari pati cairan rebusan

I-15

daunnya digunakan sebagai obat batuk dan antiseptic pasca melahirkan. Bahan

yang berfungsi meredakan luka dan peradangan juga telah diisolasi dari bagian

tanaman jarak pagar menunjukkan sifat antimoluksa, anti serangga dan anti jamur.

Phorbol ester dalam jarak pagar diduga merupakan salah satu racun utamanya.

Proses minyak jarak yang berhubungan dengan pemanfaatan jarak ,antara

lain perbaikan genetika tanaman, pengendalian pestisida biologis, ekstraksi

minyak dengan enzim, fermentasi anaerob dan dari bungkil, pengisolasian bahan

anti peradangan dan enzim pereda luka.

Keuntungan lain dari penggunaan biodiesel dari tanaman jarak (Rinicus

communis) antara lain :

1. Sebagai pemanas berbahan bakar diesel, penerangan dan kompor.

Dapat juga menggantikan kerosene pada lampu dan kompor kemah.

2. Sebagai pengganti bahan bakar model pesawat dalam mesin model

pesawat.

3. Sebagai pengganti minyak pelumas dalam rumah tangga.

4. Sebagai pelarut untuk cat non-otomotif, cat semprot, dan bahan kimia

aditif lain.

5. Pembersih untuk komponen mesin yang berminyak. Bagian yang akan

dibersihkan biasanya dibenam dalam biodiesel selama satu malam dan

paginya sudah bersih.

6. Sebagai pelumas mesin.

7. Sebagai pembakar keramik dalam tungku.

8. Sebagai pembersih tumpahan minyak bumi di atas tanah atau air.

(Andi Nur Alam Syah,2006)

I-16

1.4 Spesifik Bahan Baku dan Produk

1.4.1 Bahan Baku Utama

a. Minyak Jarak

Minyak jarak mempunyai rasa asam dan dapat dibedakan dengan

trigliserida lainnya karena bobot jenis, viskositas dan bilangan asetil serta

kelarutannya dalam alkohol nilainya relatif tinggi. Minyak jarak larut dalam

etanol 95% pada suhu kamar serta pelarut organik yang polar dab sedikit larut

dalam golongan hidrokarbon alifatis. Nilai kelarutan dalam petroleum eter relatif

rendah dan dipakai untuk membedakan dengan golongan trigliserida lainnya.

Kandungan tokoferol kecil ( 0,05%), serta kandungan asam lemak esensial yang

sangat rendah menyebabkan minyak jarak tersebut berbeda dengan minyak nabati

lainnya. ( Kateren,1986).

Minyak jarak dan turunannya digunakan dalam industri cat, varnish,

laquer, pelumas, tinta cetak, linoleum, oil cloth dan sebagai bahan baku dalam

industri-industri plastik dan nilon. Dalam jumlah kecil minyak jarak dan

turunannya juga digunakan untuk pembuatan kosmetik, semir dan lilin.

Biji jarak terdiri dari 75% kernel ( daging biji ) dan 25% kulit dengan komposisi

sebagai berikut :

Tabel 1.5 Kompsosisi Biji Jarak

Komponen Jumlah ( % )

Minyak 54,00

Karbohidrat 13,00

Serat 10,25

I-17

Abu 0,25

Protein 18,00

TOTAL

100,00 ( Sumber : Keteren S . )

Minyak jarak mempunyai kandungan asam lemak dengan komposisi sebagai

berikut :

Tabel 1.6 Komposisi Asam Lemak Minyak Jarak

Komposisi Jumlah ( % )

Asam risinoleat 89,5

Asam linoleat 4,2

Asam oleat 3,0

Asam stearat 1,0

Asam dihidroksi stearat 0,7

Asam linolenat 0,3

Asam palmitat 1,0

Asam eikosanoat 0,3

Total 100,0

( Sumber : Kirk Othmer 5: 3 )

Sifat fisik :

Rumus Molekul : CH3 ( CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH

Caloric Value : 9470 Kkal/kg

Flas Point : 290 0C

Density : 0,918/g/ml

Viscosity : 50,80

I-18

Sifat Kimia :

Pada daftar bahan yang berbeda dari biji jarak yang dihitung berdasarkan

bahan kering. Racun utama dari bungkil biji jarak yang disebut dengan curcain

ditemukan pada tahun 1913. Bungkil biji jarak diproses dengan pemanasan dan

kimia untuk menghilangkan racunnya, yang terdiri atas lectin tidak aktif secara

total, sedangkan phorbol ester hanya dapat dikurangi kadar racunnya hingga 50

ppm melalui proses kimia. Bungkil jarak yang telah didektoksifikasi ini memiliki

kandungan protein dari kedelai sehingga cocok dijadikan sebagai bahan pakan

ternak dari bungkil jarak yang cukup mahal.

b. Natriumhidroksida ( NaOH )

Natriumhidroksida disebut juga soda kaustik. Bahan kimia ini paling

banyak digunakan sebagai basa kuat dalam pembuatan tekstil, kertas dan deterjen.

Natriumhidroksida dibuat melalui proses elektrolisa larutan natriumklorida

dan merupakan produk samping dari klorin. Dalam pembuatan biodiesel,

natriumhidroksida digunakan sebagai katalis reaksi trans-esterifikasi.

Natriumhidroksida yang digunakan harus bersifat anhidrat untuk

menghindari terjadinya reaksi penyabunan yang tidak diinginkan. Spesifikasi

natriumhidroksida yang digunakan yaitu :

Rumus molekul : NaOH

Berat molekul : 39,9972

Specific gravity / densitas : 2,13 g.cm-3

Viskositas : N.A.

Titik didih : 13900C pada 760 mmHg

I-19

Titik leleh : 3180C

Tekanan uap : 1 mmHg pada 7390C

Densitas uap : N.A.

Bentuk : padat

Warna : putih

c. Metanol ( CH3OH )

Metanol atau metil alkohol yang disebut juga alkohol kayu, merupakan

alkohol paling sederhana dengan karekteristik berbentuk cairan dengan volatilitas

yang tinggi, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun. Metanol juga

merupakan zat anti beku, pelarut, bahan bakar dan denaturant untuk etil alkohol.

Pada pembuatan biodiesel, metanol bereaksi dengan trigliserida minyak

nabati menghasilkan ester dan gliserol. Reaksi ini disebut reaksi trans-esterifikasi.

Katalis biasanya digunakan untuk mempercepat reaksi trans-esterifikasi ini.

Spesifikasi metanol yang diguanakan sebagai berikut :

Rumus molekul : CH3OH


Specific gravity/densitas : 791g. cm3

Viskositas : 0,55 cP pada 20 0C

Titik didih : 64,7 0C pada 760mmHg

Titik leleh : -98 0C

Tekanan uap : 128 mmHg at 20 0C

Densitas uap : 1,11 (Udara = 1)

Bentuk : cair

Warna : tidak berwarna

I-20

(http://avogrado.chem.iastate.edu/MSDS)

1.4.1.1 Bahan Baku Pembantu

a. Hydrochloric Acid (HCI)

Rumus molekul : HCI.H2O


Specific gravity : 1,0-1,2

Viskositas :N.A

Titik didih : 81,5-110 0C pada 760 mmHg

Titik leleh/beku : -74 0C

Tekanan uap : 5,7 mmHg pada 0 0C

Densitas uap : 1,26 g/cm3

Bentuk : cair jernih

Warna : tidak berwarna, agak kekuningan

(http://avogrado.chem.iastate.edu/MSDS, 20 Februari 2008)

b. Kalsiumklorida ( CaCl2.2H2O )

Rumus molekul : CaCl2.2H2O

Berat molekul : 147.01668

Viskositas :N.A

Titik didih : > 1600 0

C pada 760 mmHg

Titik leleh/beku : 772 0C

Tekanan uap : N.A.

Bentuk : padat

Warna : putih atau putih keabu-abuan

(http:// www.jtbaker.com/msds/englishhtml, 14 ferbuari 2008)

I-21

1.4.3 Produk

a. Biodiesel

Spesifikasi produk biodiesel yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

Rumus molekul : CHO3.C = O.R

(R adalah rantai karbon asam lemak)

Berat molekul (rata-rata) : 310.625 (metil ester minyak jarak)

Flash point (mangkok tertutup) : 1500C

Air dan sediment : 0,05%-volume, maks.

Viskositas kinematik pada 400C : 6 mm

2/s

Ramsbottom carbon residue, % mass : 0,10

Abu tersulfat : 0,02 % by mass, maks.

Sulfur : 0,05 % by mass, maks.

Copper strip corrosion : No. 3, maks.

Cetane number : 47, min.

Residu karbon : 0,05 % by mass, maks.

Angka asam mg KOH/g : 0,80, maks.

Free glycerin : 0,02 % mass, maks.

Total glycerin : 0,24 % mass, maks.

Kandungan fosfor : 0,001 % by mass, maks.

Suhu destilasi 90% : 360 0C, maks.

(US standart biodiesel specification, ASTM D-6751, www.journeytoforever.com , 14 February 2008)

Karekteristik diatas perlu diketahui untuk menilai kinerja bahan bakar

diesel diantaranya :

I-22

Viskositas :

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa

kapiler terhadap gaya gravitasi biasanya dinyatakan dalam waktu yang

diperlukan untuk mengalirkan jarak dalam waktu tertentu. Jika viskositas

semakin tinggi maka tahanan untuk mengalir semakin tinggi. Karekteristik

ini sangat penting karena mempengaruhi kenerja injector pada mesin

diesel. Atomisasi bahan bakar sangat bergantung pada viskositas tekanan

injeksi serta ukuran lubang injector (Sherve,1956)

Pada umumnya bahan bakar harus mempuyai viskositas yang lebih rendah

agar dapat mudah mengalir dan teratomisasi. Hal ini dikarenakan putaran

mesin yang cepat membutuhkan injeksi bahan bakar yang cepat pula.

Namun tetap ada batas minimal karena diperlukan sifat pelumasan yang

cukup baik untuk mencegah terjadi keausan akibat gerakan piston yang

cepat. (Sherve,1956)

Angka Sentana :

Angka sentana merupakan kempuan bahan bakar yang menyala sendiri

(auto ignition). Skala untuk angka sentana biasanya menggunakan referensi

berupa campuran normal sentana (C16H34) dengan alpha methyl naphthalene

(C10H7CH3) atau dengan heptamethylnonane (C16H34). Normal senatana

memiliki angka sentana 100, alpha methyl naphthalene memiliki angka sentana 0

dan heptamethylnonane memiliki angka sentana 15.

Angka sentana tiap bahan bakar biasanya didefenisikan sebagai persentase

volume dari normal sentana dengan campuran tersebut. (Sherve,1956)

I-23

Angka sentana yang tinggi menunjukan bahwa bahan bakar dapat

menyala pada temperature yang rendah dan sebaliknya angka sentana yang rendah

menunjukan bahak bakar yang baru dapat menyala pada temparatur yang relatif

tinggi. Penggunaan bahan bakar mesin diesel yang mempunyai angka sentana

yang tinggi dapat mencegah terjadinya knocking karena begitu bahan bakar

diinjeksikan dalam silinder pembakaran maka bahan bakar akan langsung terbakar

dan terakumulasi. (Sherve,1956)

Berat Jenis :

Berat jenis menunjukan perbandingan berat persatuan volume karekteristik

ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per

satuan volume bahan bakar. Berat jenis bahan bakar diesel diukur dengan

menggunakan metode ASTM D287 atau ASTM D1298 dan mempunyai satuan

kilogram per meter kubik (kg/m3).

Titik Tuang :

Titik tuang adalah titik temperatur rendah dimana mulai terbentuk kristal-

kristal paraffin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Titik tuang ini

dipengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan (angka iodium), semakin tinggi

ketidakjenuhan maka titik tuang semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi

oleh panjang rantai karbon semakin panjang rantai karbon maka semakin tinggi

titik tuang. Karekteristik ini ditentukan dengan menggunakan metode ASTM D97.

Nilai Kalor Pembakaran :

Nilai kalor pembakaran menunjukan energi kalor yang dikandung dalam

tiap satuan bahan bakar. Nilai kalor dapat diukur dengan bomb calorimeter

kemudian dimasukan ke dalam rumus :

I-24

Nilai kalor = 100

)8/(34008100 OHCkkal

Nilai kalor H, C, dan O dinyatkan dalam persentase berat setiap unsur

yang terkandung dalam satu kilogram bahan bakar. (Sherve,1956)

Volatilitas :

Volatilitas adalah sifat kecenderungan bahan bakar untuk berubah fasa

menjadi fasa uap. Tekanan uap yang tinggi dan titik didih yang rendah

menandakan tingginya volatilitas. (Sherve,1956)

Kadar Residu Karbon :

Kadar residu karbon menunjukan kadar fraksi hidrokarbon yang

mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari range bahan bakar. Adanya fraksi

hidrokarbon ini menyebabkan menumpuknya residu karbon dalam ruang

pembakaran yang dapat mengurangi kinerja mesin. Pada temperatur tinggi deposit

karbon ini dapat membara sehingga menaikkan temperatur silinder pembakaran.

(Sherve,1956)

Kadar Air dan Sedimen :

Pada Negara yang mempunyai musim dingin kandungan air yang

terkadung dalam bahan bakar dapat membentuk kristal yang dapat menyumbat

aliran bahan bakar. Selain itu keberadaan air dapat menyebabkan korosi dan

pertumbuhan mikroorganisme yang juga dapat menyumbat aliran bahan bakar.

Sedimen dapat menyebabkan penyumbatan juga dan kerusakan mesin.

(Sherve,1956)

Indeks Diesel :

Indeks diesel adalah suatu parameter mutu penyalaan pada bahan bakar mesin

diesel selain angka setana. Mutu penyalaan dari bahan bakar diesel dapat diartikan

I-25

sebagai waktu yang diperlukan untuk bahan bakar agar dapat menyala di ruang

pembakaran dan diukur setelah penyalaan terjadi. cara menentukkan indeks diesel

darisuatu bahan bakar mesin diesel dapat dihitung dengan menggunakan rumus di

bawah ini :

Indeks Diesel = 100

)(0 yxAPIGravitFnTitikAnili

Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa nilai indeks diesel dipengaruhi oleh titik

aniline dan berat jenisnya. (Sherve,1956)

Titik Embun

Titik embun adalah suhu dimana mulai terlihatnya cahaya yang berwarna

suram relatif terhadap cahaya sekitarnya pada permukaan minyak diesel dalam

proses pendinginan. Karekteristik ini ditentukan dengan menggunakan metode

ASTM D97.

Kadar Sulfur :

Kadar sulfur dalam bahn bakar diesel dari hasil penyulingan pertama

(straight-run) sangat bergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah. Pada

umumnya, kadar sulfur dalam bahan bakar diesel adalah 50-60% dari kandungan

dalam minyak mentahnya. Kandungan sulfur yang berlebihan dalam bahan bakar

diesel dapat menyebabkan terjadinya keausan dalam bagian-bagian mesin. Hal ini

terjadi karena adanya partikel-partikel padat yang terbentuk ketika terjadi

pembakaran dan dapat juga disebabkan karena keberadaan oksida belerang seperti

SO2 dan SO3. karekteristik ini ditentukan dengan menggunakan ASTMD15551.

I-26

Titik Nyala (Flash point)

Titik nyala adalah titik temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala.

Hal ini berkaitan dengan kemanan dan penyimpanan dan penanganan bahan

bakar. (Sherve,1956)

b. Gliserin

Pada proses pembuatan biodiesel dihasilkan produk samping yaitu gliserin

dengan spesifikasi sebagai berikut :

Rumus molekul : CH2OH.CHOH.CH2OH


Titik leleh : 171 0 C

Specific gravity : 1,258 pada 25 0 C

Tekanan uap : 0,001 mmHg pada 25 0 C

Densitas uap : 3,1

Kelarutan dalam air : larut

Flash point : 199 0 C

Auto ignin temperature : 370 0 C

Bentuk : cair kental

Warna : bening

(http://www.sciencestuff.com/msds/C1794.html, 21 februari 2008 )

1.5 Penetuan Kapasitas Pabrik

Dengan asumsi biodiesel yang diproduksi akan digunakan sebagai bahan

bakar pengganti minyak bahan bakar diesel, maka kebutuhan akan biodiesel

mencapai jutaan liter per tahun. Dengan demikian peluang untuk mendirikan

pabrik biodiesel sangat luas maka penentuan kapasitas produksi dengan

I-27

perhitungan perhitungan ditentukan sebagai beikut : Import + kapasitas lama +

kapasitas baru = (0.5 x Kapasitas Baru) + konsumsi

RUMUS : M1 + M2 + M3 = M4 + M5

Dimana : Input = Output

Input terdiri dari:

jumlah impor ( M1 )

jumlah produksi (M2)

Kapasitas produksi ( M3 )

Output terdiri dari:

Jumlah ekspor ( M4 )

Perkiraan jumlah konsumsi ( M5 )

Dibawah ini adalah data-data perusahaan penghasil biodiesel di Indonesia yang

terbesar :

Tabel 1.7. Data Perusahaan Penghasil Biodisel terbesar di Indonesia

Nama Perusahaan Kapasitas (ton/tahun)

PT.Eterindo Wahanatama Tbk 240.000

PT.Sumi Asih 100.000

PT.Wilmar 350.000

PT.Musimas 300.000

PT.Bakri dan Rekayasa Industri 100.000

PT.Saridumai Sejati 100.000

PT.Asian Agro Agungjaya 100.000

PT.Karya Prajona Nelayan 100.000

Pabrik Lain 1.810.000

Total 3.200.000 Sumber.www.indonesia.2006

Direncanakan pabrik akan berdiri pada tahun 2009. Pada produksi

biodiesel ini, data yang digunakan adalah data analisa kebutuhan Minyak Tanah di

Indonesia dari tahun 2002 2004 sehingga perkiraan penggunaan Biodiesel pada

tahun 2009 dapat dihitung sebagai berikut :

I-28

Tabel 1.8 eksport kerosene di Indonesia

Tahun Volume (ton)

2000 14366,6

2001 12636,3

2002 12112,7

2003 13651,7

2004 15645,3

Tabel 1.9 import kerosene di Indonesia

Tahun Volume (ton)

2000 6019,5

2001 5471,8

2002 6525,8

2003 7610,9

2004 117322,0

Tabel 1.10 produksi kerosene di Indonesia

Tahun Volume (ton)

2004 56,912

2005 53,039

2004 47,205

I-29

Tabel 1.11 konsumi kerosene di Indonesia

Tahun Volume (ton)

2000 12455,2

2001 12227,9

2002 11678,3

2003 11753,1

2004 11846,1

Sumber : badan pusat statistik , annual Report Oil and Gas in Indonesia

Dari tabel 1.8 : kenaikan rata-rata ekport per tahun = 13,68%

Dari tabel 1.9 : kenaikan rata rata import per tahun = 74,72 %

Dari tabel 1.10 : kenaikan rata rata produksi per tahun = 52,38 %

Dari tabel 1.11 : kenaikan rata-rata konsumsi per tahun = 56,91 %

RUMUS : M1 + M2 + M3 = M4 + M5

Dimana : Input = Output

Input terdiri dari:

jumlah impor ( M1 )

jumlah produksi (M2)

Kapasitas produksi ( M3 )

Output terdiri dari:

Jumlah ekspor ( M4 )

Perkiraan jumlah konsumsi ( M5 )

Dengan memakai rumus : P = Po ( 1 + i )n

Dimana : P = Jumlah kapasitas yang diperkirakan

Po = Data impor tahun terakhir

I-30

i = % kenaikan rata-rata

n = Rencana pendirian pabrik (dihitung dari data terakhir)

a. Perkiraan import karosene pada tahun 2004

F = Po (1 + i)n

= 11732,0 (1 + 74,72)5

= 11732,0 ( 75,72)5

= 292.028,4 ton/tahun

Penurunan import karena adanya pendirian pabrik baru diasumsikan sebesar

3,0 %. Jadi jumlah import karosene tahun 2009 (M3) diperkirakan sebesar

282.683,4 ton/tahun

b. Perkiraan jumlah produksi tahun 2004 (M2)

F = 56,912 (1 + 52,38)5

= 433.620,4 ton /tahun

c. Perkiraan komsumsi tahun 2004 (M5)

F = 11846,1 (1 + 56,91)5 .

= 772.718,4 ton /tahun

d. Jumlah eksport karosene yang diperkirakan tahun 2007 (M4)

M4 = 35 % dari kapasitas produksi (M3)

e. Kapsitas produksi karosene yang diperkirakan tahun 2004 (M3)

M3 + M2 + M4 = M1 + M5

(Kapasitas produksi + Jumlah produksi + Jumlah eksport = Jumlah Import +

perkiraan jumlah komsumsi)

Dari persamaan diatas dapat dihitung kapasitas produksi gasolin tahun 2012,

yaitu :

I-31

M3 = (M1 + M5) (M4 + M2)

= (M1 + M5) (0,35M3 + M2)

M3 = (282.683,4 + 772.718,4) (0,35 M3 + 433.620,4)

= 2072602,3 ton/tahun

Jadi, kapasitas pabrik biodiesel yang akan didirikan pada tahun 2009 diperkirakan

sebesar 200.000 ton/tahun, karena pertibangan bahan baku, pangsa pasar dan

pemenuhan terhadap import, eksport.

II-1

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

2.1 Macam-macam Proses

Biodiesel dapat diperoleh melalui reaksi esterifikasi asam lemak bebas

dilihat dari kualitas minyak nabati yang digunakan sebagai bahan baku dan trans-

esterifikasi trigliserida.

1. Esterifikasi :

Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi metil ester.

Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alcohol. Katalis-katalis yang

cocok adalah zat berkarakter asam kuat dank arena ini asam sulfat, asam sulfonoat

organic atau resin penukar kation asam kuat merupakn katalis-katalis yang biasa

terpilih dalam praktek industrial. Untuk mendorong agar reaksi bias berlangsung

ke konversi yang sempurna pada temperatur rendah (misalnya paling tinggi

1200C) reaktan metanol harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih

(biasanya lebih besar 10 kali nisbah stoikhometrik) dan air produk ikutan reaksi

harus disingkirkan dari fasa reaksi yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-

kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air,

konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan dalam

waktu 1 sampai beberapa jam. Reaksi ini dapat dilihat pada gambar 2.1.

RCOOH +CH3OH RCOOHCH3 + H2O

Gambar 2.1. Reaksi esterifikasi dari asam lemak menjadi metil ester

Esterifikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel minyak berkadar asam

lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester. Tahap esterifikasi biasa

diikuti dengan tahap transesterifikasi. Namun sebelum produk esterifikasi

II-1

II-2

diumpankan ke tahap tranesterifikasi air dan bagian terbesar katalis asam yang

dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.

2. Trans-esterifikasi :

Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari

trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester melalui reaksi dengan alkohol dan

menghasilkan produk samping yaitu gliserin. Di antara alkohol-alkhol monohidrik

yang menjadi sumber pemasok gugus alkyl metanol adalah yang umum digunakan

karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut

metanolisis). Jadi, disebagian besar dunia ini biodiesel praktis indentik dengan

ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME). Reaksi

transtesterifikasi trigliserida menjadi metil ester dapat dilihat pada gambar 2.2.

O O

CH2-O-C-R1 CH3-O-C-R1

O O CH2-OH

CH-O-C-R2 + 3 CH3OH CH3-O-C-R2 + CH-OH

( NaOH )

O O CH2-OH


Trigliserida Metanol Metil ester Gliserin

Gambar 2.2. Reaksi Trans-esterifikasi dari trigliserida menjadi metil ester

asam lemak

Trans-esterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa

adanya katalis konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan

II-3

lambat. Katalis yang biasa digunakan ada beberapa jenis untuk mendapatkan

produk biodiesel terbaik.

Reaksi trans-esterifikasi sebenarnya berlangsung pada 3 tahap yang

ditampilkan berikut ini :

1) Trigliserida (TG) +CH3OH katalis Digliserida (DG) + R1COOCH3

2) Digliserida (DG) + CH3OH katalis Monogliserida (MG) + R2COOCH3

3) Monogliserida (MG) + CH3OH katalis Glierin (GL) + R3COOCH3

Produk yang diingikan dari reaksi trans-esterifikasi adalah metil ester asam

lemak adapun beberapa cara agar kesetimbangan lebih kea rah produk, yaitu :

a. Menambahkan metanol berlebih dalam reaksi

b. Memisahkan gliserin

c. Menurunkan temperatur reaksi (trans-esterifikasi merupakan reaksi

eksoterem)

Ada tiga macam proses pembuatan biodiesel dengan reaksi trans-esterifikasi, yaitu

a. Trans-esterifikasi minyak nabati dengan katalis basa.

Trans-esterifikasi ini menggunakan katalis basa kuat sperti NaOH atau

KOH. Reaksi trans-esterifikasi ini memerlukan temperatur reaksi relatif

rendah dan berlangsung dengan cepat.

b. Trans-esterifikasi minyak nabati dengan katalis asam.

Trans-esterifikasi ini menggunakan katalis H2SO4 atau HCL. Reaksi ini

memerlukan waktu reaksi yang lebih tinggi dari trans-esterifikasi dengan

katalis basa.

c. Trans-esterifikasi minyak nabati menjadi asam lemak bebasnya, kemudian

menjadi biodiesel.

II-4

Adapun tinjauan lain mengenai proses produksi pembuatan biodiesel antara lain :

1. Proses Biox :

Proses BIOX adalah proses produksi biodiesel berkualitas ASTM D6751 atau

EN 14214 yang dapat menggunakan feedstock ataupun (minyak tumbuhan,

minyak biji-bijian, limbah lemak hewan, bahkan daur ulang sisa minyak

masak),dan dengan biaya produksi yang dapat bersaing dengan petroleum diesel

(www.bioxcorp.com) .

Proses pembuatan metal ester yang umum adalah dengan mereaksikan

metanol dan trigliserida. Pada proses ini akan berbentuk 2 fasa, yaitu fasa

methanol dan fasa trigliserida dimana reaksi hanya berlangsung pada fasa

metanol. Reaksi ini berlangsung dengan laju reaksi yang lambat pada temperatur

ruang mencapai beberapa jam dan konversi yang tidak maksimal. Professor David

Boocock dari University of Toronto menemukan bahwa reaksi berlangsung

lambat karena adanya 2 fasa ini, sehingga laju reaksi akan dibatasi oleh peristiwa

perpindahan massa. Untuk menghindari hal tersebut digunakan ko-pelarut inert

yang murah dan dapat di daur ulang (biasanya tetrahidrofuran), THF, atau

metilersierbutileter, MTBE) sehingga terbentuk fasa yang kaya minyak dan reaksi

berlangsung dalam suatu fasa. Selain itu digunakan metanol berlebih (20:1 sampai

30:1 metanol terhadap mol trigliserida) untuk meningkatkan polaritas dari

campuran. Hasilnya adalah peningkatan laju reaksi yang signifikan sehingga

reaksi dapat mencapai konversi 99 % dalam hitungan menit.

Proses BIOX yang dikembangkan pun telah dapat digunakan untuk berbagai

macam kualitas feed dengan harga yang lebih murah dan berlangsung pada

temperature dan tekanan mendekati kondisi ruang (ambient).

II-5

2. Proses Lurgi

Proses lurgi adalah proses produksi biodiesel yang juga menggunakan

feedstock apapun (minyak tumbuhan, minyak biji-bijian, limbah lemak hewan,

bahkan daur ulang sisa minyak masak). Proses lurgi ini dilakukan secara kontinu

dengan tahap esterifikasi dan tahap transesterifikasi. Tahap transeseterifikasi pada

proses lurgi ini dilakukan dengan 2 tahap dalam 2 reaktor yang terpisah. Masing-

masing reaktor terdiri dari bagian pengaduk dan bak penampung yang berfungsi

sebagai dekanter.

Minyak mentah yang mengadung kadar asam lemak bebas yang cukup tinggi

diesterifikasi terlebih dahulu untuk mengkonversi asam lemak bebas menjadi

metal ester. Setelah asam lemaknya dikonversi menjadi metal ester. Minyak

mentah akan dimasukan bersamaan ke dalam reaktor pertama dengan sebagian

besar jumlah metanol dan katalis total yang digunakan sedangkan sisa metanol

dan katalis akan dimasukkan pada reaktor kedua.

Sisa metanol setelah reaksi akan dipisahkan dari gliserol yang terbentuk dan

di-recovery agar dapat dipakai ulang. Biodiesel yang terbentuk akan dicuci

dengan tujuan untuk memurnikan produk biodiesel dari sisa gliserol dan air

pencuci.

Perbandingan ketiga proses trans-esterifikasi di atas dapat dilihat pada tabel

2.1 di bawah ini.

II-6

Tabel 2.1 Perbandingan Reaksi Trans-esterifikasi

No Parameter Trans-esterifikasi

basa

Trans-esterifikasi

asam

Konversi minyak

nabati

1. Katalis NaOH/KOH H2SO4 H2SO4/HCL

2. Konversi

reaksi

98 % 97 % 90 %

3. Temperatur

reaksi

80 0 C 100

0 C 210-230

0 C

4. Tekanan

operasi

1 atm > 1 atm 1 atm

5. Waktu reaksi 1-3 jam 1-3 jam 1-3 jam

( Swern,2:130-133, kirk Othmer 9:306-308)

Dari perbandingan di atas dipilih trans-esterifikasi dengan katalis basa

dengan alasan sebagai berikut :

1. Konversi reaksinya paling besar yaitu 98 %.

2. Tekanan operasi rendah.

3. Temperatur reaksi rendah.

4. Terdiri dari satu tahap produksi.

5. Tidak memerlukan unit operasi yang tahan karat karena katalis yang

digunakan tidak korosif.

2.2 Uraian Proses

2.2.1 Tahap Persiapan

Minyak jarak disimpan dalam storage minyak ( F-104). Penyimpanan ini juga

berfungsi untuk mengendapkan kotoran yang terikut dalam minyak selama

transportasi.

II-7

2.2.2 Tahap Proses Utama

Minyak jarak dari storage ( F-104 ) dialirkan ke dalam reaktor I ( R-110)

untuk direaksikan dengan natriummetoksida dari mixer ( M-103) dengan konversi

reaksi 90 %. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

O O


O O CH2-OH

CH-O-C-R2 + 3 CH3OH CH3-O-C-R2 + CH-OH

( NaOH )

O O CH2-OH


Trigliserida Metanol Metil ester Gliserin

(http://www.osti.gov/bridge,hal.1)

Suhu reaksi dalam reactor I adalah 60 0C dan tekanan operasi 1 atm. Ouput

produk metil ester, gliserin dan sisa minyak yang tidak bereaksi kemudian

dialirkan ke dekanter I ( H-111) untuk memisahkan gliserin. Metil ester dan sisa

minyak yang belum bereaksi dialirkan lagi ke reaktor II ( R-120) untuk

direakasikan dengan natriummetoksida dengan konversi reaksi 90%. Suhu reaksi

dalam reaktor II adalah 60 0C dan tekanan operasi 1 atm. Tiap reaktor dilengkapi

dengan pengaduk berkecepatan 400 rpm dan coil pemanas.

2.2.3 Tahap pemurnian Produk dan Penanganan produk Samping

Metil ester dari dekanter II ( H-121) dialirkan ke kolom pencuci untuk

dicuci dengan larutan HCL encer dari tangki air asam ( M-201). Air pencuci ini

mengendapkan sisa katalis basa dan melarutkan gliserin yang masih terkandung

II-8

dalam metil ester dan sabun yang terbentuk selama proses trans-esterifikasi. Air

pencuci ini dipisahkan dalam dekanter III (H-211).. Metil ester yang sudah bersih

ini dialirkan ke tangki adsorpsi (M-230) dan dikontakan dengan kalsiumklorida

untuk mengurangi kandungan air pencuci dari metil ester dengan filter press I (P-

232). Kemudian metil ester murni dialirkan ke storage produk (F-234) untuk siap

dipasarkan.

Produk samping berupa gliserin dari dekanter I (H-111), dekanter II (H-

121), dan air pencuci yang masih mengandung sedikit gliserin dari dekanter III

(H-211) dikumpulkan dalam tangki gliserin (F-301).

Campuran ini dialirkan ke tangki asidulasi (M-310) untuk dicampur dengan asam

klorida untuk menetralkan sisa katalis yang terkandung dalam gliserin.

Selanjutnya sabun dan asam lemak bebas yang terkadung dalam gliserin

dipisahkan dengan dekanter IV (H-311). Kemudian gliserin bersih dialirkan ke

evaporator (V-320) untuk dipekatkan hingga 80% mol. Evaporasi dilakukan pada

suhu 96,675 0C dan pada tekanan 1 atm. Selanjutnya gliserin dialirkan ke filter

pres II (P 342) untuk memisahkan bahan bleacing dari gliserin murni. Gliserin

murni selanjutnya disimpan dalam storage gliserin (F-343) untuk dipasarkan.

II-9

Proses Flow Diagram

Gambar 2.3.Prose Flow Diagram Pabrik Biodiesel dari Minyak Jarak

dengan Proses Transesterifikasi

Minyak Jarak

300C, 1 atm

Transesterifikasi

1 Jam, 600C, 1 atm

Adsorpsi

300C, 1 atm

Pemisahan

1 jam, 1 atm

Pencucian II

700C, 1 atm

Pemisahan

1 jam, 1 atm

Pencucian I

700C, 1 atm

Pemisahan

1 Jam, 1 atm

Storage

Metil ester

300C, 1 atm

NaOH

300C, 1 atm

Na-metoksida

Metanol

300C, 1 atm

CH3OH

300C, 1 atm

Gliserin

300C, 1 atm

Asidulasi

300C, 1 atm

Pemisahan

30 menit, 1 atm

Evaporasi

96,6750C, 1 atm

Air Pencuci

+ gliserin

300C, 1 atm

Air Pencuci

+ gliserin

300C, 1 atm

Bleaching

300C, 1 atm

Storage gliserin

300C, 1 atm

III-1

BAB III

NERACA MASSA

1. MIXER (M-103)

Fungsi : Mereaksikan metanol dengan NaOH

Reaksi yang terjadi : CH3OH + NaOH CH3ONa + H2O

Storage minyak jarak Mixer

Reaktor I

Massa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)

Input dari storage metanol dan

natriumhidroksida :

NaOH = 82,85761592

CH3ONa = 111,8634

Komposisi setelah pencampuran (reaksi) :

CH3ONa = 111,8634

CH3OH = 5534,619

H2O = 37,2936

Output ke reaktor I (90%) :

CH3OH = 4981,1571

CH3ONa = 100,67706

H2O = 33,56424

Output ke reaktor II (10%) :

CH3OH = 553,4619

CH3ONa = 11,18634

H2O = 3,72936

Total input = 5683,776 kg/jam Total output = 5683,776 kg/jam

M-103

III-1

III-2

2. REAKTOR I (R-110)

Fungsi : mereaksikan minyak jarak dengan natriummetoksida menjadi metil ester

Reaksi : Trigliserida + metanol Metil ester + Glierin

FFA + CH3ONa Sabun + H2O

Storage minyak jarak Mixer

Dekanter I


Input dari mixer :

CH3OH = 4981,1571

CH3ONa = 100,67706

H2O = 33,56424

Trigliserida = 27685,57364

Unsaponificable = 419,4783885

FFA = 139,8261295

Output ke dekanter I :

Metil ester = 27527,52753

Gliserin = 2720,568993



FFA = 139,8261295

NaOH = 65,8894

Sabun = 135,1702337

H2O =7,637268533

CH3OH = 2204,980776


R-110

III-3

3. DEKANTER 1 (H-111)

Fungsi : memisahkan gliserin dari metil ester

Reaktor II

Reaktor I

Tangki Gliserin


Input dari reaktor I :


Gliserin = 2720,568993



FFA = 139,8261295

NaOH = 65,8894

Sabun = 135,1702337

H2O =7,637268533

CH3OH = 2204,980776

Output dari reaktor II :


Gliserin = 136,0284496



FFA = 139,8261295

NaOH = 3,29447

Sabun = 6,758511687

H2O =0,076372685

CH3OH = 1322,988465

Output ke tangki gliserin :

Gliserin (95%) = 2584,540543


Sabun (95%) = 128,4117221

H2O (99%) = 7,560895848

H-111

III-4

CH3OH (40%) = 881,9923102

Total = 3602,505471


4. REAKTOR II (R-120)


Dekanter I Mixer

Dekanter I I


Input dari reaktor II :


Gliserin = 136,0284496



FFA = 139,8261295

NaOH = 3,29447

Sabun = 6,758511687

H2O =0,076372685

Output ke dekanter II :


Gliserin = 160,760895



FFA = 13,98261295

NaOH = 431,8024332

Sabun = 146,5846412

H2O =12,21521393

R-120

III-5

CH3OH = 1322,988465

Input dari mixer :

CH3OH = 553,4619

CH3ONa = 11,18634

H2O = 3,72936

Total = 28244,87816

CH3OH = 357,96288


5. DEKANTER II (H-121)

Fungsi : memisahkan sabun dan FFA dari gliserin

Washing column

Reaktor II

Tangki Gliserin


Input dari reaktor II :


Gliserin = 160,760895



FFA = 13,98261295

NaOH = 431,8024332

Sabun = 146,5846412

Output ke washing column :


Gliserin = 8,038044751



FFA = 13,98261295

NaOH = 21,59012166

Sabun = 7,329232059

H-121

III-6

H2O =12,21521393

CH3OH = 357,96288

H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

Total = 28539,28577


Gliserin ( 95 % ) = 7,636142514

Sabun (95 % ) = 139,2554091

H2O ( 99 % ) = 12,09306179

NaOH ( 95 % ) = 410,2123115

CH3OH ( 25 % ) = 89,49072

Total = 658,6876449


6. WASHING COLUMN (D-210)

Fungsi : menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan penambahan HCl

Reaksi : NaOH + HCl NaCl + H2O

Tangki Air Asam

Dekanter III

Dekanter II

D-210

III-7


Input dari dekanter II :


Gliserin = 8,038044751



FFA = 13,98261295

NaOH = 21,59012166

Sabun = 7,329232059

H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

Total = 28539,28577

Input dari tangki air asam :

H2O =8333,333333

Larutan HCl = 54,6282503

Total = 8387,961583

Output ke dekanter III :


Gliserin = 8,038044751



FFA = 13,98261295

NaOH = 21,59012166

Sabun = 7,329232059

H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

NaCl = 3209,464334


7. DEKANTER III (H-211)

Fungsi : memisahkan air pencuci dari metil ester

Tangki adsoprsi

Washing column I

Tangki Gliserin

H-211

III-8


Input dari dekanter III :


Gliserin = 8,038044751



FFA = 13,98261295

NaOH = 21,59012166

Sabun = 7,329232059

H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

NaCl = 3209,464334

Output ke tangki adsorpsi :


Gliserin = 8,038044751



NaOH = 21,59012166

Sabun = 0,366461603

H2O = 0,006107607

CH3OH = 13,423608

Total = 28233,54763


Gliserin = 8,038044751

Sabun ( 95 % ) = 6,962770456

H2O ( 95 % ) = 0,116044532

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295

CH3OH (95 % ) = 255,048552

Total = 3493,612358


III-9

8. TANGKI ADSORPSI (M-230)

Fungsi : memurnikan gliserin

Metil ester + Gliserin CaCl2

Metil ester + Air + Adsorben


Input dari dekanter III


Gliserin = 8,038044751



FFA = 13,98261295

NaOH = 21,59012166

Sabun = 7,329232059

H2O = 0,122152139 kg/jam

CH3OH =268,47216 kg/jam

NaCl = 3209,464334 kg/jam

Input adsorbent = 1388,888889 kg/jam

Output ke filter press :




H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

CaCl2 = 1388,888889


M-230

III-10

9. FILTER PRESS I (P-232)

Fungsi : memisahkan spent kalsiumklorida dari metil ester

Metil ester

+ adsorben

Metil ester

Adsorben


Input dari tangki adsorpsi :




H2O = 0,122152139

CH3OH =268,47216

CaCl2 = 1388,888889

Output ke storage metil ester :


Trigliserida= 27,63020249


H2O = 0,122152139

Total = 28163,31805

Output ke adsorbent recovery unit :

CaCl2 = 1388,888889

CH3OH =268,47216

H2O = 0,122152139

Metil ester (0,2 % ) = 55,55555555

Trigliserida (0,2 % ) = 0,055371147

Unsaponificable (0,2% ) = 0,006107607

Total = 1458,758107


H-231

III-11

Kemurnian produk yang dihasilkan = 31805,28163

%10022222,27722 x= 98,43%

10. TANGKI GLISERIN (F-301)

Fungsi : menampung gliserin

Dekanter I

Dekanter II

Dekanter III

Dekanter IV

Tangki asidulasi


Input dari dekanter I :

Gliserin = 2584,540543


Sabun = 128,4117221

H2O = 7,560895848

CH3OH = 881,9923102

Total = 3602,505471

Input dari dekanter II:

Gliserin = 7,636142514

Sabun = 139,2554091

H2O = 12,09306179

NaOH = 410,2123115

Output ke tangki asidulasi :

Gliserin = 2600,21473

Sabun = 274,6299016

H2O = 19,77000217

NaOH = 410,2123115

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295

F-301

III-12

CH3OH = 89,49072

Total = 658,6876449

Input dari dekanter III:

Sabun = 6,962770456

H2O = 0,116044532

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295

CH3OH = 255,048552

Total = 3493,612358


11. TANGKI ASIDULASI (M-310)

Fungsi : menetralkan sisa katalis dan memisahkan sabun dan FFA dengan penambahan

HCl

Tangki Gliserin HCl

Dekanter III

M-310

III-13


Input dari tangki gliserin :

Gliserin = 2600,21473

Sabun = 274,6299016

H2O = 19,77000217

CH3OH = 1226,531582

NaOH = 410,2123115

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295

Input larutan HCl = 1037,936756

Output ke dekanter IV :

Gliserin = 2600,21473

Sabun = 274,6299016

H2O = 19,77000217

CH3OH = 1226,531582

NaOH = 410,2123115

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295


12. DEKANTER IV (H-221)

Fungsi : memisahkan air pencuci dari metil ester

Storage Sabun + FFA

Tangki asidulasi

Evaporator


Input dari tangki asidulasi :

Gliserin = 2600,21473

Sabun = 274,6299016

Output ke evaporator :

Gliserin = 2600,21473

CH3OH = 1226,531582

H-221

III-14

H2O = 19,77000217

CH3OH = 1226,531582

NaOH = 410,2123115

NaCl = 3209,464334

FFA = 13,98261295

H2O = 19,77000217

NaCl = 3209,464334

Total = 7055,980648

Output ke tangki storage sabun dan FFA

Sabun = 274,6299016

FFA = 13,982261295

Total = 288,6125146


13. EVAPORATOR (V-320)

Fungsi : memekatkan gliserin

Filter Press II

Dekanter IV

Tangki bleaching


Input dari evaporator :

Gliserin = 2600,21473

NaCl = 3209,464334

H2O = 4716,002063

Output ke filter press II :

Gliserin = 2600,21473

NaCl = 3209,464334

H2O = 4716,002063

Total input = 10525,68113 /jam Total output = 10525,68113 kg/jam

V-230

III-15

14. FILTER PRESS II (P-342)

Fungsi : memisahkan bahan bleaching dari gliserin bersih

Storage Gliserin

Tangki

Bleaching

Pengolahan Limbah


Input dari tangki bleaching :

Gliserin = 2600,21473

NaCl = 3209,464334

H2O = 4716,002063

Output ke storage gliserin :

Gliserin = 2600,21473

Output ke pengolahan limbah :

Gliserin = 2600,21473

NaCl = 3209,464334

H2O = 4716,002063

Total input = 10525,68113 /jam Total output = 10525,68113 kg/jam

V-230

IV-1

BAB IV

NERACA PANAS

Suhu referensi = 250

C

Basis perhitungan : H = kkal/jam

Cp = kkal/kg. 0 C

T = 0

C

1. REAKTOR I ( R-110 )


T2 = 30 0

C

H2

Qloss

Qloss

H1

T1= 30 0

C H3

T3= 30 0

C

Q steam

HR

IV-1

IV-2

Overall heat balance :

H1 = H1 + H2 + Q = H3 + Qloss

H1 = panas yang dibawa minyak jarak

H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )

H3 = panas output produk

HR = panas reaksi

Q = panas yang diberikan steam

Q loss = heat loss

Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)

H1 = 74225,78468

H2 = 15492,45821

HR = 12205,98364

Q = 539249,5801

H3 = 614211,3276

Q loss = 26962,4790

Total =641173,8066 kkal/jam Total 641173,8066 kkal/jam

Documents

100691573 Pra Rencana Pabrik Biodiesel Dari Minyak Jarak Dengan Proses Transesterifikasi