BIODIESELBIODIESELBIODIESELBIODIESEL

Proses Pembuatan & Design PeralatanProses Pembuatan & Design PeralatanProses Pembuatan & Design PeralatanProses Pembuatan & Design Peralatan

BAHAN BAKAR MINYAK DARI BAHAN BAKAR MINYAK DARI TUMBUHAN/HEWAN (BIOFUEL)TUMBUHAN/HEWAN (BIOFUEL)TUMBUHAN/HEWAN (BIOFUEL)TUMBUHAN/HEWAN (BIOFUEL)

Biodiesel : untuk mesin diesel (pengganti Biodiesel : untuk mesin diesel (pengganti solar) solar) --------> CPO, jarak, dll> CPO, jarak, dllBioetanol : pengganti besnsin Bioetanol : pengganti besnsin --------------> tebu, > tebu, singkong, sagu (mengandung gula dan pati)singkong, sagu (mengandung gula dan pati)Biomassa (biogas) : pengganti minyak tanah Biomassa (biogas) : pengganti minyak tanah ------------> limbah/kotoran hewan/manusia, kayu, > limbah/kotoran hewan/manusia, kayu, eceng gondok, dlleceng gondok, dll------------> hasil peragian oleh mikroorganisme > hasil peragian oleh mikroorganisme tanpa bantuan oksigentanpa bantuan oksigen

ALASAN MENGAPA INDONESIA PERLU MENGEMBANGKAN BIOFUEL :

• KONSUMSI ENERGI MENINGKAT : PRODUKSI BBM MENURUN HINGGA 1 06PRODUKSI BBM MENURUN HINGGA 1 06PRODUKSI BBM MENURUN HINGGA 1,06 PRODUKSI BBM MENURUN HINGGA 1,06 JUTA BARREL/HARI SEDANGKAN JUTA BARREL/HARI SEDANGKAN KONSUMSI MENINGKAT 1,125 JUTA KONSUMSI MENINGKAT 1,125 JUTA BARREL/HARI BARREL/HARI NET IMPORTERNET IMPORTER

• DEVISA (IMPOR BBM) : PENGURANGAN PENGURANGAN SUBSIDI UNTUK MINYAK TANAH, PREMIUM SUBSIDI UNTUK MINYAK TANAH, PREMIUM DAN SOLAR ; HARGA CRUDE OIL DI PASAR DAN SOLAR ; HARGA CRUDE OIL DI PASAR DUNIA MENINGKAT HINGGA US$ 75/BARREL DUNIA MENINGKAT HINGGA US$ 75/BARREL $$(SAAT INI (SAAT INI ±± US$ 60/BARREL)US$ 60/BARREL)

• BAHAN BAKAR FOSIL AKAN HABIS• POTENSI PENGGUNAAN BIOFUEL• POTENSI LAHAN DAN SUMBER DAYA

MANUSIA (PETANI)

Fossil Fuel Vs Bio FuelFossil Fuel Vs Bio FuelFossil Fuel Vs Bio FuelFossil Fuel Vs Bio FuelProd Prod

Turun Naik

Waktu Waktu

Fossil FuelFossil FuelEnergi tidak terbarukanEnergi tidak terbarukanP d k iP d k i

Bio FuelBio FuelEnergi terbarukanEnergi terbarukanP d k i i k tP d k i i k tProduksi menurunProduksi menurun

Tidak ramah lingkunganTidak ramah lingkunganMahalMahal

Produksi meningkat Produksi meningkat Ramah LingkunganRamah LingkunganMurahMurahMahalMahal

BioBio--DieselDieselBiodiesel Biodiesel adalah sebuah alternatif adalah sebuah alternatif b h b k di lb h b k di l t b tt b tbahan bakar diesel bahan bakar diesel yangyang terbuat terbuat dari sumber yang dapat dari sumber yang dapat diperbaharui seperti minyak sayur diperbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. atau lemak hewan.

Bi di lBi di l d l h lk l td l h lk l tBiodiesel Biodiesel adalah alkyl monoesters adalah alkyl monoesters dari fatty acidsdari fatty acids

Methyl Estes (Methanol + Minyak Methyl Estes (Methanol + Minyak Nabati)Nabati)Ethyl Ester (Ethanol + Minyak Nabati)Ethyl Ester (Ethanol + Minyak Nabati)

MESIN DIESEL MESIN DIESEL Mesin diesel atau biasa juga Mesin diesel atau biasa juga disebut Compression Ignition disebut Compression Ignition p gp gEngine adalah suatu mesin motor Engine adalah suatu mesin motor penyalaan yang mempunyai penyalaan yang mempunyai konsep “penyalaan di akibatkan konsep “penyalaan di akibatkan oleh kompressi atau penekananoleh kompressi atau penekananoleh kompressi atau penekanan oleh kompressi atau penekanan campuran antara bahan bakar dan campuran antara bahan bakar dan oxygen didalam suatu mesin oxygen didalam suatu mesin motor,pada suatu kondisi tertentu.motor,pada suatu kondisi tertentu.

Konsep nya adalah bila suatu Konsep nya adalah bila suatu bahan bakar dicampur dengan bahan bakar dicampur dengan

( d i d ) k d( d i d ) k doxygen ( dari udara ) maka pada oxygen ( dari udara ) maka pada suhu dan tekanan tertentu bahan suhu dan tekanan tertentu bahan bakar tersebut akan menyala dan bakar tersebut akan menyala dan menimbulkan tenaga atau panas.menimbulkan tenaga atau panas. RUDOLF CHRISTIANg pg p

KARL DIESEL 1858-1913GERMAN ENGINEER

BAHAN BAKAR DIESELBAHAN BAKAR DIESEL

Minyak Diesel adalah salah satu jenis produkMinyak Diesel adalah salah satu jenis produkMinyak Diesel adalah salah satu jenis produk Minyak Diesel adalah salah satu jenis produk minyak bumi yang biasa dipakai didalam minyak bumi yang biasa dipakai didalam mesin mesin Diesel atau biasa disebutmesin mesin Diesel atau biasa disebutmesin mesin Diesel atau biasa disebut mesin mesin Diesel atau biasa disebut mesin penyalaan Kompressi.mesin penyalaan Kompressi.Didalam suatu kilang KONVENSIONALDidalam suatu kilang KONVENSIONALDidalam suatu kilang KONVENSIONAL. Didalam suatu kilang KONVENSIONAL. minyak diesel biasanya diperoleh setelah minyak diesel biasanya diperoleh setelah fraksi ringan dipisah seperti bagan dibawahfraksi ringan dipisah seperti bagan dibawahfraksi ringan dipisah seperti bagan dibawah fraksi ringan dipisah seperti bagan dibawah ini.ini.

Proses Pengolahan Minyak BumiProses Pengolahan Minyak Bumi

Fraksi Minyak BumiFraksi Minyak BumiFraksi Minyak BumiFraksi Minyak Bumi1. Gas gas ringan mulai C1 s/d C3 methan atau gas alam ethan propan dsb.Gas gas ini1. Gas gas ringan mulai C1 s/d C3 methan atau gas alam ethan propan dsb.Gas gas ini

dik d l b t k LNG t LPGdik d l b t k LNG t LPGdikemas dalam bentuk LNG atau LPG.dikemas dalam bentuk LNG atau LPG.2.Straight Run Gasoline atau bensin langsung dari golongan C4 2.Straight Run Gasoline atau bensin langsung dari golongan C4 –– C7 biasanya untukC7 biasanya untuk

produksi premium minyak ini masih mempunyai angka oktan rendah sehingga untukproduksi premium minyak ini masih mempunyai angka oktan rendah sehingga untukmenjadi premium harus dicampur dengan bensin yang lain.menjadi premium harus dicampur dengan bensin yang lain.

3. Naptha C73. Naptha C7------ C11C11Produk ini adalah bahan untuk membuat bensin berangka oktan tinggi dan juga produk Produk ini adalah bahan untuk membuat bensin berangka oktan tinggi dan juga produk ringannya menjadi bahan untuk bahan bakar Avtur.Bahan ini dipakai juga sebagai bahan untuk ringannya menjadi bahan untuk bahan bakar Avtur.Bahan ini dipakai juga sebagai bahan untuk produksi beberapa polimer ( bahan petrokimia)produksi beberapa polimer ( bahan petrokimia)

4 K C94 K C9 C16C164.Kerosen C9 4.Kerosen C9 ------ C16.C16.Fraksi ringannya untuk campuran avtur sedang fraksi beratnya untuk minyak tanah.Fraksi ringannya untuk campuran avtur sedang fraksi beratnya untuk minyak tanah.

5.Gasoil C15 5.Gasoil C15 ––C25 dibagi 2C25 dibagi 2Light gas oil ( LGO )untuk minyak solar (melalui proses catalytic cracker)Light gas oil ( LGO )untuk minyak solar (melalui proses catalytic cracker)Light gas oil ( LGO )untuk minyak solar (melalui proses catalytic cracker)Light gas oil ( LGO )untuk minyak solar (melalui proses catalytic cracker)Heavy gas oil ( HGO ) untuk minyak diesel dan mesin berat lainnya atau minyak bakar Heavy gas oil ( HGO ) untuk minyak diesel dan mesin berat lainnya atau minyak bakar IndustriIndustri

6. Long residue6. Long residueDiolah lanjut untuk minyak pelumas waxs aspal dan minyak bakar residuDiolah lanjut untuk minyak pelumas waxs aspal dan minyak bakar residuDiolah lanjut untuk minyak pelumas,waxs , aspal dan minyak bakar residu.Diolah lanjut untuk minyak pelumas,waxs , aspal dan minyak bakar residu.

A lik i Mi k N b iAplikasi Minyak Nabati

Percobaan pertama motor diesel : minyak tanaman

Booming minyak i l

Minyak mineral mineral ditinggalkan

Embargo PenelitianEmbargo OPEC 1970

Penelitian penggunaan minyak tanaman kembali intensif

BIODIESELBiodiesel adalah minyak nabati yang diolah menyerupai solar/ Diesel Fuel

Angka Cetane yang tinggiDaya lumas tinggi (High lubricity)y gg ( g y)Kandungan energi yang sebanding Dapat dicampur dengan solarDapat dicampur dengan solarSiap digunakan untul mesin diesel

SumberSumber--sumber biodiesel :sumber biodiesel :

TumbuhanTumbuhanJarak Pagar (Jatropha)Jarak Pagar (Jatropha)Kelapa Kelapa SawitSawitKedelaiKedelaiJagungJagungKacang tanahKacang tanahKacang tanahKacang tanahKapasKapasBiji kapasBiji kapas

HewanHewanLemakLemak

Bahan Baku BiodieselBahan Baku Biodiesel

KedelaiKedelai ((USA )USA )Kedelai Kedelai ((USA )USA )Rapeseed Rapeseed ((Europe)Europe)B M t h iB M t h iBunga MatahariBunga Matahari (France &Eastern Europe)(France &Eastern Europe)Kelapa SawitKelapa Sawit (Malaysia)(Malaysia)Minyak goreng bekasMinyak goreng bekas (Hawai, US)(Hawai, US)Jarak PagarJarak Pagar ((IndiaIndia))Jarak Pagar Jarak Pagar ((IndiaIndia))Dll Dll

Biodiesel - Jarak PagarJ t h C LJatropha Curcas L.

Mengapa harus Jarak Pagar?Mengapa harus Jarak Pagar?Mengapa harus Jarak Pagar?Mengapa harus Jarak Pagar?Kadar Minyaknya tinggi 30 Kadar Minyaknya tinggi 30 –– 50 % 50 % dibanding minyak lainnyadibanding minyak lainnyaTumbuh di lahan yang tidak Tumbuh di lahan yang tidak y gy gproduktif (gurun, tandus, dll)produktif (gurun, tandus, dll)Hidup sampai 30 Hidup sampai 30 –– 35 tahun35 tahunSeluruh biji dapat bermanfaat.Seluruh biji dapat bermanfaat.Biaya panen relatif murah.Biaya panen relatif murah.Dapat digunakan pada berbagai type mesinDapat digunakan pada berbagai type mesinSabun dan gliserol adalah hasil sisa produkSabun dan gliserol adalah hasil sisa produkSampah hasil press mengand ng N P & K ang lebihSampah hasil press mengand ng N P & K ang lebihSampah hasil press mengandung N,P & K yang lebih Sampah hasil press mengandung N,P & K yang lebih tinggi dari pupuk organik yg lain tinggi dari pupuk organik yg lain Dapat digunakan untuk makanan ternak setelah Dapat digunakan untuk makanan ternak setelah melalui proses detoksifikasi.melalui proses detoksifikasi.

Jarak Pagar(Jatropha Curcas)

Jarak Kepyar(Ricinus Communis)

Buah PohonBedaBuah PohonBeda

BAHAN BAKUBAHAN BAKU

Minyak NabatiMinyak NabatiMinyak NabatiMinyak NabatiMethanol / EthanolMethanol / EthanolKatalisKatalis

AsamAsam--asam lemak penyusun asam lemak penyusun Minyak NabatiMinyak NabatiMinyak NabatiMinyak Nabati

Minyak Jarak PagarMinyak Jarak Pagar(J t h Oil)(J t h Oil)

17,0 % asam. Palmitat,17,0 % asam. Palmitat,37 1 % Ol t37 1 % Ol t(Jatropha Oil)(Jatropha Oil) 37,1 % asam. Oleat,37,1 % asam. Oleat,5,7 % asam. Stearat,5,7 % asam. Stearat,40,2 % asam. Linoleat.40,2 % asam. Linoleat.

Minyak Kelapa sawitMinyak Kelapa sawit(Palm oil)(Palm oil)

40 40 % Asam Palmitat % Asam Palmitat 45 % Asam Oleat 45 % Asam Oleat 3 % Asam Stearat 3 % Asam Stearat 8 % Asam Linoleat 8 % Asam Linoleat 3 3 % Asam Miristat % Asam Miristat

Minyak Jarak KepyarMinyak Jarak Kepyar 8787 % % Asam RisinoleatAsam Risinoleat(Castor oil)(Castor oil) 77 % % Asam OleatAsam Oleat

3 %Asam Linoleat3 %Asam LinoleatMinyak JagungMinyak Jagung(Corn oil)(Corn oil)

54 %54 % Asam LinoleatAsam Linoleat29 % Asam Oleat29 % Asam Oleat(Corn oil)(Corn oil) 29 % Asam Oleat29 % Asam Oleat

Sawit Jarak PagarKelapa

Sawit Jarak Pagar

Minyak Nabati / bio oil/ biodisel

Pure Plant Oil + Metanol / Etanol

Biodisel / biodisel esterifikasi Solar/ diesel oil

5-20%

Blending

100%

Mesin Diesel: mobil, Genset

Proses Pembuatan BiodieselProses Pembuatan BiodieselProses Pembuatan BiodieselProses Pembuatan Biodiesel

Trans-esterification

Jatropha Oil Methanol

Biodiesel Glycerol

Hasil

Biodiesel GlycerolPersonal Care

(Sabun, shampoo, etc)Biodiesel

(Bio Fuel, etc)

Proses Pembuatan BiodieselProses Pembuatan BiodieselBiji JarakBiji Jarak

PengolahanPengolahan Awal

PegepresanSolar

Minyak Jarak

MEB5B10PROSES Blending

Metanol

ME B10B20

B100

Beberapa Alternatif PengepresanBeberapa Alternatif PengepresanBeberapa Alternatif PengepresanBeberapa Alternatif Pengepresan

Pemecahan biji

PengepresanPelepasan kulit

MINYAK MENTAH

35 %

100 kgbiji

35 kgPengepresanLangsung

Alternatif IAlternatif IAlternatif IAlternatif IPengukusan (Pengukusan (cookingcooking).).Pengulitan biji keringPengulitan biji keringP i h i ti/d i biji d i k litP i h i ti/d i biji d i k lit

Alternatif IIAlternatif II•• Pengukusan (Pengukusan (cookingcooking).).•• Pengepresan biji jarakPengepresan biji jarakPemisahan inti/daging biji dari kulit.Pemisahan inti/daging biji dari kulit.

Penggilingan inti/daging biji.Penggilingan inti/daging biji.

Pemerahan minyakPemerahan minyak..

g p j jg p j j•• Pemisahan minyak Pemisahan minyak dengan kulit& Bungkildengan kulit& Bungkil

Contoh Extraksi Minyak (1)Contoh Extraksi Minyak (1)Contoh Extraksi Minyak (1)Contoh Extraksi Minyak (1)

Contoh Extraksi MinyakContoh Extraksi Minyak

Biodiesel Jarak PagarBiodiesel Jarak PagarBiodiesel Jarak PagarBiodiesel Jarak Pagar

Min ak jarak pagar kotor mengand ng asamMin ak jarak pagar kotor mengand ng asamMinyak jarak pagar kotor mengandung asam Minyak jarak pagar kotor mengandung asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dengan nilai lemak bebas (Free Fatty Acid) dengan nilai tertentu yang bergantung pada caratertentu yang bergantung pada caratertentu yang bergantung pada cara tertentu yang bergantung pada cara pemerahannya.pemerahannya.

Cara pengolahan asam lemak bebasCara pengolahan asam lemak bebas–– Kadar FFA < 2%Kadar FFA < 2% ���� dengan penetralan,dengan penetralan,Kadar FFA 2% Kadar FFA 2% ���� dengan penetralan,dengan penetralan,–– Kadar FFA > 2% Kadar FFA > 2% ���� dengan esterifikasi asam dengan esterifikasi asam

lemak.lemak.

PROSES PENGOLAHANPROSES PENGOLAHANPROSES PENGOLAHANPROSES PENGOLAHAN

PREPARATION UP STREAM

TITRATION MIXING COMBINING PROCESSING

SEPARATIONPURIFICATION

MAIN STREAM

DISPOSALDOWN STREAMDOWN STREAM

PROSES PENGOLAHAN PROSES PENGOLAHAN ((Up streamUp stream))

Mengontrol jumlah air dan asam Mengontrol jumlah air dan asam Mengontrol jumlah air dan asam Mengontrol jumlah air dan asam lemak bebas pada bahan baku yang lemak bebas pada bahan baku yang baru masuk (minyak atau lemak). baru masuk (minyak atau lemak). Jika tingkat asam lemak bebas atau Jika tingkat asam lemak bebas atau air terlalu tinggi dimungkinkan terjadi air terlalu tinggi dimungkinkan terjadi masalah penyabunan (saponifikasi) masalah penyabunan (saponifikasi) dan pemisahan gliserin.dan pemisahan gliserin.

PROSES PENGOLAHAN PROSES PENGOLAHAN M iM i((Main streamMain stream))

1.1. Katalis dilarutkan dalam alkohol/Metanol dengan Katalis dilarutkan dalam alkohol/Metanol dengan d kd kpengadukanpengadukan

2.2. Campuran alkohol dan katalis direaksikan secara Campuran alkohol dan katalis direaksikan secara batch dengan minyak. Sistem dibuat tertutup batch dengan minyak. Sistem dibuat tertutup d i t f t k h k hil d i t f t k h k hil dari atmosfer untuk mencegah kehilangan dari atmosfer untuk mencegah kehilangan alkohol/metanol.alkohol/metanol.

3.3. Fase gliserin lebih berat dari fase biodiesel dan Fase gliserin lebih berat dari fase biodiesel dan keduanya dipisahkan oleh gaya berat dengan keduanya dipisahkan oleh gaya berat dengan keduanya dipisahkan oleh gaya berat dengan keduanya dipisahkan oleh gaya berat dengan hanya menarik gliserin dari dasar tempat vessel.hanya menarik gliserin dari dasar tempat vessel.

4.4. Setelah fase gliserin dan biodiesel dipisahkan, Setelah fase gliserin dan biodiesel dipisahkan, kelebihan alkohol di tiap fase dipindahkan kelebihan alkohol di tiap fase dipindahkan kelebihan alkohol di tiap fase dipindahkan kelebihan alkohol di tiap fase dipindahkan dengan proses dengan evaporasi atau destilasi.dengan proses dengan evaporasi atau destilasi.

5.5. Produk gliserin terdiri dari katalis yang tidak Produk gliserin terdiri dari katalis yang tidak digunakan dan sabun yang dinetralisasi dengan digunakan dan sabun yang dinetralisasi dengan digunakan dan sabun yang dinetralisasi dengan digunakan dan sabun yang dinetralisasi dengan asam dan dikirim ke tempat penyimpanan asam dan dikirim ke tempat penyimpanan sebagai gliserin mentah. sebagai gliserin mentah.

Beberapa Alternatif Proses Beberapa Alternatif Proses (main stream)(main stream)

Trans-ESTERIFIKASI

PENCUCIANPemisahan

Metil Ester

MINYAK MENTAH

Metil Ester(B100)

ESTERIFIKASI

Trans-ESTERIFIKASI PENCUCIANPemisahan

PEMISAHAN PEMISAHAN ((BIODIESEL BIODIESEL –– GLISERIN)GLISERIN)

Bio diesel

glycerol

PROSES PENGOLAHAN PROSES PENGOLAHAN ((Down STREAM)Down STREAM)

Setelah dipisahkan dari gliserin Setelah dipisahkan dari gliserin Setelah dipisahkan dari gliserin, Setelah dipisahkan dari gliserin, biodiesel terkadang dimurnikan biodiesel terkadang dimurnikan secara perlahan dengan pencucian secara perlahan dengan pencucian secara perlahan dengan pencucian secara perlahan dengan pencucian yang menggunakan air panas/hangat yang menggunakan air panas/hangat untuk memindahkan sisa katalis atau untuk memindahkan sisa katalis atau untuk memindahkan sisa katalis atau untuk memindahkan sisa katalis atau sabun sabun Kemudian dilakukan pengeringan Kemudian dilakukan pengeringan Kemudian dilakukan pengeringan Kemudian dilakukan pengeringan melalui destilasi Vakummelalui destilasi Vakum

PencucianPencucianPROSES PROSES

Banyak cara “washing” biodiesel, yangli b k di k d l h “Thpaling banyak digunakan adalah “The

Bubblewash Methode”:

Ditambahkan air seperempat sampaiDitambahkan air seperempat sampaisetengah volume oil (campur H3PO410%10 ml per galon) suhu tetap

Masukkan pompa akuarium, nyalakan 24jam min. matikan biarkan minimal 1 jam.L k k l i kit 3 4 k li hi HLakukan lagi sekitar 3-4 kali hingga pHair netral.

REAKSI PROSESREAKSI PROSESREAKSI PROSESREAKSI PROSESSodium Methylate

Triglyceride + methanol glycerol + biodiesel kelapa sawit (POME) + esters

Katalis

(POME) + esters

Penghilangan sisa methanol gliserinPenghilangan sisa methanol,gliserin

Penguapan katalis yang masih mengandung methanol

biodiesel (Metil Ester)

Reaksi TransReaksi Trans--esterifikasiesterifikasiReaksi TransReaksi Trans esterifikasiesterifikasiDibuat dengan reaksi kimia antara methanol (ethanol) dan minyakDibuat dengan reaksi kimia antara methanol (ethanol) dan minyak100 kg minyak + 10 kg methanol 100 kg minyak + 10 kg methanol 100 kg biodiesel + 10 kg glycerin100 kg biodiesel + 10 kg glycerinDiperlukan 1 % katalis (seperti NaOH, KOH)Diperlukan 1 % katalis (seperti NaOH, KOH)

CH2COOR1 CH3COOR1 CH2 ⎯ OH

CHCOOR2 + 3 CH3OH →)(NaOH

Catalyst CH3COOR2 + CH ⎯ OH

CH2COOR3 CH3COOR3 CH2 ⎯ OH

Triglycerida Metanol Methyl GlycerinTriglycerida Metanol Methyl Glycerin(Minyak Nabati) esters

Reaksi EsterifikasiReaksi EsterifikasiReaksi EsterifikasiReaksi EsterifikasiReaksi kimia antara methanol (ethanol) dan Free Fatty AcidReaksi kimia antara methanol (ethanol) dan Free Fatty Acid1 kg FFA + 0,1 kg methanol 1 kg FFA + 0,1 kg methanol 1 kg biodiesel + 0,1 air1 kg biodiesel + 0,1 airDiperlukan 1 % katalis (seperti HDiperlukan 1 % katalis (seperti H22SO4, HCl)SO4, HCl)

→Catalyst

HCOOR CH OH CH COOR H2O→)( 42SOHHCOOR + CH3OH CH3COOR + H2O

FFA Metanol Methylester Air

Contoh Proses satu tahapContoh Proses satu tahapContoh Proses satu tahapContoh Proses satu tahapOlehOleh perusahanperusahan LURGILURGI didi JermanJerman..ProsesProses pengolahanpengolahan:: LangsungLangsung TransTrans--esterifikasiesterifikasi..ArtinyaArtinya :: SuatuSuatu prosesproses kimiawikimiawi daridari trigliseridatrigliserida padapada

RPORPO dengandengan metanolmetanol dengandengan menggunakanmenggunakan sodiumsodiummethylatemethylate sebagaisebagai kataliskatalis untukuntuk menghasilkanmenghasilkanbiodieselbiodiesel kelapakelapa sawitsawit atauatau VegetableVegetable OilOil MetilMetilbiodieselbiodiesel kelapakelapa sawitsawit atauatau VegetableVegetable OilOil MetilMetilEsterEster (VOME)(VOME) dandan glyceringlycerin..

BahanBahan bakubaku ::11 CPOCPO (Crude(Crude PalmPalm Oil)Oil)1.1. CPOCPO (Crude(Crude PalmPalm Oil)Oil)2.2. RPORPO (Refine(Refine PalmPalm Oil)Oil)3.3. CPSCPS (Crude(Crude PalmPalm Skarin)Skarin)4.4. RPSRPS (Refund(Refund PalmPalm Stearin)Stearin)

KelapaKelapa sawitsawit dalamdalam bentukbentuk minyakminyak mentahmentahKelapaKelapa sawitsawit dalamdalam bentukbentuk minyakminyak mentahmentahmengandungmengandung 9393%% minyakminyak biodiesel,biodiesel, 44%% AsamAsamlemaklemak bebasbebas atauatau FFAFFA (FreeFatty(FreeFatty Acid)Acid) dandansejumlahsejumlah kecilkecil campurancampuran lainnyalainnya sepertiimpuritiessepertiimpuritiesatauatau kotorankotoran dandan gumgum..

Mengapa perlu proses 2 tahapMengapa perlu proses 2 tahapg p p p pg p p p p

Proses satu tahap dapat tidak efisien karena terbentuknya sabun.Sabun terbentuk selama transesterifikasi dengan katalis basa ketika ion Na+ bergabung dengan adanya asambasa, ketika ion Na+ bergabung dengan adanya asam lemak bebas (free fatty acids) yang mungkin ada dalam bahan bakuSabun akan mengurangi hasil (yield) karena sabun mengikatkan methyl ester dengan air. Ikatan ester dapat dibersihkan dalam pencucian, tetapi pemisahan air akandibersihkan dalam pencucian, tetapi pemisahan air akan lebih sulit dan meningkatkan konsumsi air. Proses esterifikasi dengan katalis asam sebelum t t ifik i d k t li b k li i itransesterifikasi dengan katalis basa akan mengeliminasi sebagian besar asam lemak bebas.

Metanol vs EtanolMetanol vs EtanolMetanol vs. EtanolMetanol vs. EtanolEthanol umumnya lebih disukai karena :Ethanol umumnya lebih disukai karena :yy–– Berasal dari produk pertanian, terbarukan Berasal dari produk pertanian, terbarukan

(renewable), ramah lingkungan (renewable), ramah lingkungan Penangannya lebih aman karena efek toxic ke Penangannya lebih aman karena efek toxic ke –– Penangannya lebih aman karena efek toxic ke Penangannya lebih aman karena efek toxic ke personil, uap relatif kurangpersonil, uap relatif kurang

Methanol lebih luas penggunaanya dalam Methanol lebih luas penggunaanya dalam produksi biodiesel daripada methanolproduksi biodiesel daripada methanol

Methanol lebih murah daripada ethanolMethanol lebih murah daripada ethanol–– Methanol lebih murah daripada ethanolMethanol lebih murah daripada ethanol

KatalisKatalisKatalisKatalis

TransTrans--Esterifikasi :Esterifikasi :TransTrans Esterifikasi :Esterifikasi :–– KOHKOH–– NaOHNaOHNaOHNaOH–– NaNa22COCO33

–– CaCOCaCO33

–– MgOMgO–– DllDll

Esterifikasi :Esterifikasi :–– HH22SOSO44

–– HClHCl

BIODIESEL PLANT DI INDONESIABIODIESEL PLANT DI INDONESIA

Pertamina,ITB dan PT Rekayasa Industri telah Pertamina,ITB dan PT Rekayasa Industri telah menandatangani perjanjian proyek menandatangani perjanjian proyek menandatangani perjanjian proyek menandatangani perjanjian proyek pengembangan biodiesel.pengembangan biodiesel.Skala proyek biodiesel dari minyak jarak tsb :Skala proyek biodiesel dari minyak jarak tsb :–– 1 Skala kecil : kapasitas 1000 liter/hari1 Skala kecil : kapasitas 1000 liter/hari1. Skala kecil : kapasitas 1000 liter/hari1. Skala kecil : kapasitas 1000 liter/hari–– 2. Skala menengah : kapasitas 15 000 liter/hari2. Skala menengah : kapasitas 15 000 liter/hari–– 3. Skala besar : kapasitas 100.000 ton /tahun3. Skala besar : kapasitas 100.000 ton /tahunPotensi : hemat BBM 100.000 barel/hariPotensi : hemat BBM 100.000 barel/hariPotensi : hemat BBM 100.000 barel/hariPotensi : hemat BBM 100.000 barel/hariTarget : Target : –– tahun2005tahun2005--2006 Membuat minimal satu pabrik 2006 Membuat minimal satu pabrik

biodiesel dan gasoholbiodiesel dan gasoholb od ese da gaso ob od ese da gaso o–– Tahun 2010 10 %dari minyak solar adalah biodieselTahun 2010 10 %dari minyak solar adalah biodiesel–– Tahun 2025 penggunaan bioenergi mencapai 30% Tahun 2025 penggunaan bioenergi mencapai 30%

dari energi nasional dari energi nasional i ilii iliInvestasi :Rp 3,7 TriliunInvestasi :Rp 3,7 Triliun

Biodiesel PLANTBiodiesel PLANT

kapasitas 1500 L/harikapasitas 1500 L/harikapasitas 1500 L/harikapasitas 1500 L/harisystem batch, system batch, desain kompak/modularisasidesain kompak/modularisasimain process : container 20’main process : container 20’multi source raw material,multi source raw material,pabrikasi lokalpabrikasi lokalpabrikasi lokalpabrikasi lokal

Biodiesel PLANTBiodiesel PLANT

k i 8 /h ik i 8 /h ikapasitas 8 ton/hari kapasitas 8 ton/hari system continuous, system continuous, desain kompak/modularisasi,desain kompak/modularisasi,main process : 24 x20 m2, main process : 24 x20 m2, p ,p ,multi source raw material, multi source raw material, pabrikasi lokalpabrikasi lokalpabrikasi lokalpabrikasi lokal

Neraca Massa TransNeraca Massa Trans--esterifikasiesterifikasiNeraca Massa TransNeraca Massa Trans esterifikasiesterifikasi

Degummed OilCatalyst Methanol

Degummed Oil

100 kg0.5 to 1.5 kg 10 kg + excess

AcidWater

1 to 100 kg1 to 100 kgGlycerine Esters

W t W t

Reaction and Separation

Acidulation

Methanol

FFA

0 to 1 kg

Methanol

Waste Water

0 to 100 kg

Excess Methanol

Washing

MethanolRemoval

MethanolRemoval50 to >99%

Crude Glycerine

10 kg (pure basis)

Biodiesel

95 to 100 kg

Proses Pembuatan BioProses Pembuatan Bio--DieselDiesel

BIODIESEL PLANT :BIODIESEL PLANT :1500 L/HARI1500 L/HARI8 TON/HARI8 TON/HARI8 TON/HARI8 TON/HARI

Contoh Pabrik BIODIESEL Contoh Pabrik BIODIESEL

(Kapsitas : 4 Juta Liters /th Harga : 9.999 Euro)(Kapsitas : 4 Juta Liters /th Harga : 9.999 Euro)

Design pabrik skala 15 ton/hari untuk Pertamina di Subang & IndramayuPertamina di Subang & Indramayu

PROSES PROSES FLOW-CHART PROSES 1 & 2 TAHAP

PENGEPRESAN PENGEPRESAN

TAHAP I

ESTERIFIKASIESTERIFIKASIKATALIS ASAM TRANS-

ESTERIFIKASI (Katalis Basa)

TAHAP IITAHAP II TRANS-ESTERIFIKASI

KATALIS BASA

PemisahanPENCUCIAN

Pemisahan &PENCUCIAN

-

PROSES PROSES PersiapanPersiapan

AlatAlat yangyang digunakandigunakan taktak terlaluterlalu banyakbanyakkk d hd h t tt tcukupcukup wadah,wadah, termometer,termometer, pemanas,pemanas,

pompapompa akuariumakuarium..

1.1.Penyaring Minyak NabatiPenyaring Minyak Nabati

2.2.MinyakMinyak didi bersihkanbersihkan daridari air,air, dapatdapatdilakukandilakukan dengandengan caracara ::

aa EndapkanEndapkan airair lalulalu dipisahdipisaha.a.EndapkanEndapkan air,air, lalulalu dipisahdipisahb.b.Didihkan sehingga air menguapDidihkan sehingga air menguap

PROSES PROSES Tahap I : EsterifikasiTahap I : EsterifikasiTahap I : EsterifikasiTahap I : Esterifikasi

Measure the volume of oil

Add methanol 0,99 8% vol

Add sulfurid acid (H2SO4 0,95) 1ml each literHeated

and

Mix about 5'

( , )

Stirring about an hour

and maintain at 35 oC

Stir unheated oil about an hour

Let the mixture sit for about at leastLet the mixture sit for about at least eight hour

AA

PROSES PROSES Tahap I : EsterifikasiTahap I : Esterifikasi

A

pp

Prepare the sodium methoxide; methanol and

lye (Sodium hidroxide)Pour half of prepared

sodium methoxide

Mix for five minute

Go to next stage

PROSES PROSES Tahap 2 :TransesterifikasiTahap 2 :Transesterifikasipp

o

Process Overview: Stage 1Process Overview: Stage 1ggThe firstThe first--stage process is not stage process is not transtrans--esterification it is simple esterificationesterification it is simple esterificationBy forming a compound out of an acid (sulfuric By forming a compound out of an acid (sulfuric acid) and an alcohol (methanol)acid) and an alcohol (methanol)Sulfuric acid is battery acid and needs to be Sulfuric acid is battery acid and needs to be 95% (b tt id i d 50%)95% (b tt id i d 50%)95% pure (battery acid is around 50%)95% pure (battery acid is around 50%)Sulfuric acid is one of the most common Sulfuric acid is one of the most common chemicals on Earth j st like l echemicals on Earth j st like l echemicals on Earth, just like lyechemicals on Earth, just like lye

Process Overview: Stage 2Process Overview: Stage 2ggThe secondThe second--stage process is transesterification and stage process is transesterification and

l l b t it l b t h lf hl l b t it l b t h lf huses lye as usual, but it only uses about half as much uses lye as usual, but it only uses about half as much as the single stage processas the single stage processThe sulfate ion in the sulfuric acid combines with theThe sulfate ion in the sulfuric acid combines with theThe sulfate ion in the sulfuric acid combines with the The sulfate ion in the sulfuric acid combines with the sodium ion in the lye during the secondsodium ion in the lye during the second--stage reaction stage reaction to form a waterto form a water--soluble salt (sodium sulfate) that gets soluble salt (sodium sulfate) that gets removed during the water wash phase No sulfurremoved during the water wash phase No sulfurremoved during the water wash phase. No sulfur removed during the water wash phase. No sulfur remains in the biodiesel fuel product.remains in the biodiesel fuel product.

EEquipmentquipmentq pq pA Polypropylene (or any plastic that won't deform at 212 deg F) or A Polypropylene (or any plastic that won't deform at 212 deg F) or a stainless steel bottoma stainless steel bottom drained reactor vessel w/ closed on topdrained reactor vessel w/ closed on topa stainless steel bottoma stainless steel bottom--drained reactor vessel w/ closed on top.drained reactor vessel w/ closed on top.Ordinary iron and steel implements and containers will eventually Ordinary iron and steel implements and containers will eventually corrode because of the acid used in this process.corrode because of the acid used in this process.A t d 55A t d 55 l d till b d fl d till b d fAn uncoated 55An uncoated 55--gal drum can still be used for a year or more gal drum can still be used for a year or more before the rust gets out of controlbefore the rust gets out of controlA circulating pump is used for mixing rather than a mechanical A circulating pump is used for mixing rather than a mechanical titistirrerstirrer

The pump should take the mixture from near the bottom of the The pump should take the mixture from near the bottom of the reactor and return it via the top, to splash down on the surfacereactor and return it via the top, to splash down on the surfaceAn immersion heater (ideally coated with stainless steel) is also An immersion heater (ideally coated with stainless steel) is also needed to heat the mixtureneeded to heat the mixture

Process: First StageProcess: First StageggFilter and measure desired amount of WVO into Filter and measure desired amount of WVO into reactorreactorreactorreactorHeat WVO to 35C (hold this temp)Heat WVO to 35C (hold this temp)Introduce 8% by volume Methanol into the WVO Introduce 8% by volume Methanol into the WVO (80ml for each liter of oil)(80ml for each liter of oil)( )( )Mix thoroughly for 5 minutes (mixture turns a dark Mix thoroughly for 5 minutes (mixture turns a dark brown color)brown color)

Suspension formation after methanol introduction (note (murkiness).

30% fats and 70% oil -- lumps of semi-hard fat remain after water boil-off.

Fat-oil mixture after melting. Change after adding methanol: murky fat (normal—this is procedure).

Process: First StageProcess: First StageggIntroduce .1% by volume 95% pure Sulfuric Introduce .1% by volume 95% pure Sulfuric Acid SLOWLY into the reaction WVO (1ml forAcid SLOWLY into the reaction WVO (1ml forAcid SLOWLY into the reaction WVO. (1ml for Acid SLOWLY into the reaction WVO. (1ml for each liter of oil)each liter of oil)Mix for 50 minutesMix for 50 minutesRemove the heat but continue mixing for 1 Remove the heat but continue mixing for 1 ggmore hourmore hourAfter mixing a total of 2 hours STOPAfter mixing a total of 2 hours STOPLet the mixture settle for 12 hours or overnightLet the mixture settle for 12 hours or overnight

f (End of acid stage (note darker colour).

Meanwhile prepare Methoxide (methanol 120ml/liter and sodium• Meanwhile, prepare Methoxide (methanol 120ml/liter and sodium hydroxide 3.5 g/liter)

• The next day…• Introduce 50% of the prepared Methoxide into the WVO• Introduce 50% of the prepared Methoxide into the WVO• Mix for 5 minutes

Process: Second StageProcess: Second StageggHeat the feedstock to 55C (hold this temp)Heat the feedstock to 55C (hold this temp)Introduce the remaining 50% of the preparedIntroduce the remaining 50% of the preparedIntroduce the remaining 50% of the prepared Introduce the remaining 50% of the prepared Methoxide into the WVOMethoxide into the WVOMix for 1.5 to 2.5 hoursMix for 1.5 to 2.5 hoursBegin draining glycerol every 10 minutesBegin draining glycerol every 10 minutesBegin draining glycerol every 10 minutes Begin draining glycerol every 10 minutes beginning 20beginning 20--25 minutes after mixing begins.25 minutes after mixing begins.(Take samples periodically. Watch for a straw (Take samples periodically. Watch for a straw yellow color with glycerin settling in the bottom.)yellow color with glycerin settling in the bottom.)When you see this condition, remove the heat When you see this condition, remove the heat and stop stirringand stop stirringLet the mixture settle for 12 hours or overnightLet the mixture settle for 12 hours or overnight

100% semi-solid fats-melted fats.

Process: Second StageProcess: Second StageggThe next day…The next day…Drain the remaining glycerol from the reaction vesselDrain the remaining glycerol from the reaction vesselDrain the remaining glycerol from the reaction vesselDrain the remaining glycerol from the reaction vessel

Now you can wash, dry and filter your BiodieselNow you can wash, dry and filter your Biodiesel

Second-stage glycerine.Second stage -- finished esters.First-stage glycerine.

Reaktor TransReaktor Trans--EsterifikasiEsterifikasiReaktor TransReaktor Trans EsterifikasiEsterifikasi