Alat dan Mesin Pengolahan Biodiesel dan Bioethanol

VIDEO

BIOENERGI

• Bioenergi adalah energi yang diekstrak dari biomasa atau energi yang terkandung dalam biomassa

• Biomassa adalah bahan organik yang terbuat dari tumbuhan atau hewan

• Di seluruh dunia, biomassa merupakan sumber energi terbesar keempat setelah batubara, minyak, dan gas alam - diperkirakan sekitar 14% dari energi primer global (dan jauh lebih tinggi di banyak negara berkembang).

Mengapa menggunakan biomasa sebagai sumber energi?

Minyak merupakan sumber daya yang langkaNegara menjadi lebih dan lebih tergantung

pada impor minyak yaitu minyak dari negara lain semakin meningkat

Efek rumah kaca pengurangan emisi CO2

Biomassa dapat menyediakan sebagian besar pasokan energi

Bioenergi: Manfaat & Tantangan

• Keberlanjutan: sumber energi bersih dan terbarukan• Ketersediaan: pengembangan bioenergi dapat

meningkatkan akses terhadap energi di daerah pedesaan

• Fleksibilitas: bioenergi dapat memberikan daya, panas dan transportasi

• Bioenergi dapat berkontribusi untuk diversifikasi energi bauran, ada berbagai bahan baku untuk bioenergi dan semua negara dapat bergantung pada beberapa sumber dalam negeri

• Mitigasi perubahan iklim - bioenergi dapat secara signifikan mengurangi gas rumah kaca (GRK) dibandingkan dengan bahan bakar fosil

• Diversifikasi mata pencaharian pedesaan - di sektor energi, dan penggunaan jasa energi baru yang tersedia - memfasilitasi pengembangan pedesaan

• Pengurangan degradasi lahan khususnya melalui penanaman bahan baku bioenergi abadi

Bioenergi: Manfaat & Tantangan

Skenario energi bauran

Pemerintah sedang gencar melaksanakan program PLTU 1000 MW dengan bahan bakar batu bara

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

BIOFUEL

Biodiesel Bioethanol

BioethanolC2H5OH

Apakah bioethanol itu?

• Ethanol yang berasal dari bahan-bahan pertanian

• Berbentuk cair, jernih, bau kuat, larut dalam bensin, nilai oktan tinggi

VIDEO

Skema Produksi Bioethanol

Bioethanol dapat diproduksi dengan 3 cara

Gula

Gula

Pati Selulosa / Hemiseslulosa

Gula

ETHANOLVIDEO

Skema Produksi Bioetanol

Konversi langsung dari Gula

Pada umumnya menggunakan molasses (limbah permurnian gula) produksi ethanol tidak dalam skala besar

Reaksi utama adalah Fermentasi

C6H12O6

Gula (e.g.:-glucose)

yeast2 C2H5OH

ethanol

+ 2 CO2

carbon dioxide

Bahan Baku Kandungan gula dalam bahan Baku

Jumlah Hasil Konversi

Pebandingan bahan baku

dan Bioethanol

Jenis Konsumsi (Kg) (Kg) (liter)

Ubi Kayu 1000 250 – 300 166.6 6.5 : 1

Ubi Jalar 1000 150 – 200 125 8 : 1

Jagung 1000 600 – 700 200 5 : 1

Sagu 1000 120 – 160 90 12 : 1

Tetes 1000 500 250 4 : 1

Sumber: Nurdyastuti I., 2006

Ethanol dari Pati / Karbohidrat

Peralatan pengolahan bioethanol bahan baku ubi kayu

CrusherFungsi: Menghancurkan singkong

HopperSilinder pemarut

OutletDiesel

Unit Hidrolisis

Suhu proses: 95 – 130 oCKelengkapan: pemanas, kontrol suhu otomatis, pengaduk.Dinding dibuat berlapisBahan kimia tambahan:

enzim alfa amilasegluko amilase

Fermentor

Fermentor merupakan wadah dimana proses perubahan gula menjadi alkohol dengan bantuan yeast. Proses fermentasi harus berlangsung dalam kondisi steril dan suhu berkisar 32 oC.

Destilator

• Berfungsi untuk memisahkan ethanol dari air berdasarkan perbedaan titik didih

• Untuk mendapatkan tingkat kemurnian ethanol yang tinggi (untuk memenuhi standar bahan akar) destilasi dilakukan secara bertingkat

Skema Destilator

Keseimbangan Massa Produksi Bioethanol

Biodiesel

Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif untuk mesin diesel.

Keuntungan:• Dapat diperbaharui, • Tidak beracun dan biodegradable atau

jauh lebih mudah terurai oleh mikroorganisme dibandingkan minyak mineral.

• Dapat digunakan secara langsung untuk mesin diesel tanpa memerlukan modifikasi.

• Memiliki efek pelumas tinggi sehingga mesin awet

PRESS CAKE

BIODIESEL

Oilpressing

CRUDE GLYCEROL

OIL CROPSALGAE

Washing

WASTE OIL

VIRGIN OIL

CRUDE BIODIESEL

WASHWATER

METHANOL + KOH

TRANS-ESTERIFICATIONVIDEO

Reaksi Transesterifikasi

Pre Treatment Bahan baku

• Minyak dengan kandungan FFA tinggi. FFA tinggi memicu pembentukan sabun, sabun menyulitkan proses separasi.

• Keberadaan FFA dg nilai asam < 1.5 dapat diabaikan

• Solusi :– Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H2O

– Esterifikasi:

• Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air akan menimbulkan sabun dan meningkatkan FFA harus dievaporasi dulu

Proses secara konvensional

• 20 % methanol dicampur dengan katalis (KOH 3.5 gr / liter minyak) menghasilkan metoksida (zat berbahaya jangan kena kulit atau terhirup)

• Minyak yang telah di treatment di campur dengan metoksida pada suhu 580C – 65 oC selama 60 menit dalam kondisi kedap udara (sehingga methanol tidak menguap)

• Hasil transesterifikasi diendapkan selama 8jam untuk memisahkan ester dan gliserin

• Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna mengakibatkan masih adanya zat antara yaitu digliserida dan monogliserida (Zat ini menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan emulsifikasi selama pencucian)

• Ester yang dihasilkan masih mengandung kontaminan (sisa katalis, sabun, dll) sehingga harus dicuci

PRINSIP DASAR:

Mengkontakkan biodiesel dengan air

sebaik mungkin secara hati-hati

1. Pencucian Gelembung

2. Pencucian Kabut

3. Pencucian Pengaduk

Pencucian yang terlalu bergolak, akan monogliserda dan digliserida membentuk emulsi

• Lama pencucian : 8 jam

• Lama pengendapan 1 jam

• Pengulangan min 3 kali

• Pencucian selesai jika pH air 7

Udara ke atas membawa air mengambil sabun dan kontaminan lain

Ketika gelembung sampai atas pecah air turun dan membawa lebih banyak kontaminan

Kelemahan Pencucian Gelembung

• Untuk wadah yang terlalu kecil pengadukan terlalu kuat emulsifikasi (oleh adanya sabun dan mg & dg akibat reaksi yang tidak sempurna)

Catatan: mg & dg larut dalam biodiesel, tidak ikut tercuci dan dapat mengakibatkan korosi dan penyumbatan injektor

• Oksidasi polimerisasi (Oksidasi memecah ikatan ganda minyak tak jenuh membentuk hydroperoksida polimer)

• Oksidasi hydroperoksida menyerang elasteomers seperti seal karet

Keunggulan pencucian gelembung : murah, bahan mudah di dapat, proses tidak memerlukan perhatian (dapat ditinggal)

• Pengadukan lebih sedikit di banding gelembung emulsifikasi dapat dicegah

• Memerlukan peralatan yang lebih rumit

• Pencucian ini dapat digabung dengan pencucian gelembung pada akhir proses

Prosedur:

• Pengadukan selama 5 menit

• Pengendapan selama 1 jam

• Pemisahan air dari biodiesel

• Pengulangan pencucian

PengeringanTujuan: menurunkan kadar air sampai 0.05 %Metode :

- Pengering biasa- Pengering vakum- Pemanasan pada biodiesel yang dikabutkan

Referensi

• Nurdyastuti I, 2006, Teknologi Proses Produksi Bioethanol, http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf

• Pemasinghe, 2004, Bioethanol production technologies: Where are we? Where should we be?, www.sajeewa.wikispaces.com/file/view/bioethanol.ppt

• Singh P., 2009, Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation, www.springerlink.com/index/u622081h1g1t685r.pdf

• Sumaryono W., 2007, Technology Development in Bioethanol Production in Indonesia, www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/20_ppt.pdf

• Dan Anderson, Derek Masterson, Bill McDonald and Larry Sullivan. 2003, Industrial Biodiesel Plant Design and Engineering: Practical Experience. http://www.crowniron.com/userImages/Biodiesel.pdf