Manuscript ForESDM
-
Upload
abu-abdirrahim -
Category
Documents
-
view
230 -
download
0
Transcript of Manuscript ForESDM
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
1/14
REAKTOR KOMPAK TRANS-ESTERIFIKASI MINYAK NABATI UNTUK
BIODIESEL DENGAN PEMANASAN GELOMBANG MIKRO
M. Nurhuda , Istiroyah, G. Saroja dan S. Herwiningsih
Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang 65145
Abstrak
Sebuah reaktor kompak untuk trans-esterifikasi minyak nabati menjadi biodiesel telah
berhasil didesain dan diujicobakan. Reaksi bahan-bahan biodiesel dan katalis dilakukan pada
tabung reaktor yang secara geometris adalah perpanjangan dari pandu gelombang mikro. Dengan
cara ini, energi gelombang mikro yang terakumulasi pada ruangan sempit dapat sepenuhnya
diserap oleh bahan-bahan biodiesel sehingga reaksi berlangsung sangat efektif.
Pengujian desain prototipe reaktor dilakukan dengan menggunakan persentase 80%
minyak goreng curah, 20% metanol dan KOH 1% berat minyak. Karakterisasi fisis menunjukkan
bahwa hasil biodiesel memenuhi standar SNI. Estimasi energi yang diperlukan untuk
melangsungkan reaksi menghasilkan nilai 0.04 khw/liter bahan biodiesel, atau hanya 40% dari
yang diperlukan oleh reaktor konvensional.
Karena kompaknya reaktor dan kecilnya energi listrik yang dikonsumsi, maka cocok
dikembangkan untuk menunjang industri biodiesel di tanah air. Untuk itu, perlu dirancang sebuah
pilot plan unit produksi biodiesel pada skala UKM dan home industri dengan reaktor trans-
esterifikasi berbasis pemanasan dengan gelombang mikro.
1. Pendahuluan
Krisis finansial global telah berimbas pada jatuhnya kelapa sawit. Tandan kelapa sawit
yang semula berharga Rp 1300/kg, jatuh ke level Rp. 200/kg (Kompas, 8 November 2008). Petani
dan pengusaha kelapa sawit rugi besar dan dirudung keputus-asaan. Karena ongkos memanen dan
transportasi lebih besar dari harga jual, beberapa petani membiarkan tandan kelapa sawit
membusuk di pohon. Padahal pembiaran tersebut dapat berimbas pada rendahnya produksi kelapa
sawit pada waktu-waktu yang akan datang.
Karenanya penting dipikirkan langkah penyelamatan hasil panen kelapa sawit. Salah satu
cara adalah mengkonversi menjadi biodiesel. Bila kebutuhan minyak diesel di Indonesia dapat
dipenuhi dari biodiesel kelapa sawit, maka bukan saja petani sawit diselamatkan, tetapi impor
minyak bumi dapat ditekan sehingga dapat menghemat devisa negara.
Alamat e-mail korespondensi: [email protected]
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
2/14
Masalah utama adalah mahalnya peralatatan untuk memproduksi biodiesel, sehingga
sulit terjangkau oleh industri rumah tangga dan usaha kecil menengah. Sebagai gambaran, sebuah
reaktor trans-esterifikasi/esterifikasi batch dengan kapasitas 300 liter/hari atau 150 liter/4 jam
berharga sedikitnya Rp. 30 juta (Bengkel Mekatronika, TSSU, Universitas Brawijaya).
Salah satu cara menekan biaya investasi dalam produksi biodiesel adalah penggunaan
gelombang mikro sebagai metode pemanasan. Berbagai studi literatur menunjukkan keefektifan
penggunaan gelombang mikro untuk menunjang reaksi esterifikasi atau trans-esterifikasi pada
produksi biodiesel (Mazzocchia C et al, 2001; Saifuddin N et al, 2004) . Disamping itu, karena
pada gelombang mikro energi tertransfer secara radiasi, panas yang dibangkitkan berlangung
secara simultan. Karenanya, reaksi dengan menggunakan gelombang mikro sebagai agitator
umumnya berlangsung sangat cepat.
Pada makalah ini, dipaparkan desain reaktor kompak untuk transesterfikasi dengan
menggunakan gelombang mikro. Untuk pengujian, digunakan sampel minyak goreng curah.
Untuk menunjukkan bahwa desain berfungsi sempurna, maka pada biodiesel yang diperoleh
dilakukan uji karaterisasi fisis, meliputi uji sedimen, kekentalan, massa jenis, dan titik
pengkabutan. Dari pengujian tersebut diperoleh kesimpulan bahwa hasil biodiesel yang diperoleh
memenuhi standar SNI.
2. Review Proses Produksi Biodiesel dan Pemanasan Dengan Gelombang Mikro
2.1. Tinjauan Singkat Proses Produksi Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar mesin diesel yang berbahan dasar minyak nabati, atau
hewani. Biodiesel mempunyai panjang rantai molekul karbon yang sebanding dengan minyak
diesel mineral dengan tambahan atom O pada salah satu rantai molekulnya, sehingga jika dibakar
menghasilkan emisi CO2yang lebih sedikit (Brattacharya S dan Reddy C.S, 1994; Graboski M
and McCormick L,1998 ).
Biodiesel diperoleh melalui reaksi reaksi esterifikasi atau trans-esterifikasi minyak nabati.
Secara ringkas, skema produksi biodiesel secara ringkas dapat dijelaskan pada gambar 1 (Van
Gerpen J, 2004). .
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
3/14
Gambar 1: Fase-fase dalam proses produksi biodiesel.Proses tran-sesterifikasi bertujuan mengolah minyak nabati dengan menambahkan
alkohol dan katalis menjadi biodiesel. Reaksi esterifikasi yang bagus menghasilkan kadar ester
diatas 90%. Reaksi esterfikasi memerlukan panas. Pada pengolahan biodiesel secara
konvensional, panas dialirkan secara konveksi melalui dinding reaktor. Minyak nabati yang
merupakan komponen terbesar biodiesel, alkohol (metanol atau ethanol) dan katalist yang telah
dilarutkan dimasukkan dalam sebuah wadah besar dan dipanaskan pada suhu konstan, sekitar 60
C sambil terus menerus diaduk (Van Gerpen, 2004). Waktu pemanasan untuk pembuatan 1 liter
biodiesel berkisar dari 20 menit sampai 1 jam, tergantung lamanya mencapai suhu steady state.Untuk reaksi esterifikasi dalam skala besar umumnya dibutuhkan waktu jauh lebih lama. Sebagai
contoh, untuk kapasitas reaktor 150 liter diperlukan waktu setidaknya 4 jam dari awal pemanasan
sampai kadar ester mencapai diatas 90%.
2.2. Gelombang Mikro Sebagai Metode Pemanasan
Metode lain adalah penggunakan gelombang mikro sebagai sumber panas yang
diperlukan untuk reaksi esterifikasi. Beberapa paper melaporkan efektifitas gelombang mikro
sebagai media pemanasan pada reaksi esterifikasi secara batch (Mazzocchia C, 2001; Saifudin N,
2004). Dwi Argo dkk. mengamati bahwa kandungan rendemen biodiesel yang diekstrak langsung
dari CPO dapat ditingkatkan hingga 36% dibandingkan dengan metode konvensional yang hanya
30% (Dwi Argo B, 2008). Nurhuda dkk. telah membuat model reaktor mesin esterifikasi kontinyu
dengan menggunakan gelombang mikro sebagai sumber panas (Nurhuda M, dkk, 2007, paten
terdaftar pada HaKi dengan nomor P00200700219 (2007)).
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
4/14
Pada pemanasan dengan gelombang mikro, medan listrik bolak-balik yang dienjeksikan
melalui pancaran radiasi akan mensejajarkan (alignment) momen dipole listrik molekul reaktan,
sehingga molekul akan berosilasi sesuai dengan frekwensi gelombang mikro. Skema ini akan
efektif bila dalam molekul reaktan tersebut terdapat molekul polar. Karena alkohol (methanol dan
ethanol) merupakan molekul polar yang kuat, interaksinya dengan gelombang mikro akan
menghasilkan osilasi dipole molekul, sehingga menghasilkan panas internal. Pada percobaan
yang dilakukan Syaiful Rahman, reaksi esterifikasi berlangsung cepat dengan debit 1 liter/menit
pada keluaran daya mikrowave masing-masing sebesar 1200 Watt (total 2400 Watt) (Rahman S,
2007. Pengukuran kekentalan sebagai parameter terpenting biodiesel menghasilkan angka 1.4 kali
kekentalan minyak solar, sesuai dengan standar biodiesel.
Desain yang dikembangkan sekarang mempunyai konstruksi yang jauh lebih kompak dan
portable. Tidak diperlukan tabung reaksi dari kaca pyrek atau material transparant terhadap
gelombang mikro. Reaksi trans-esterifikasi bahan biodiesel dilakukan dalam sebuah ruangan
sempit dengan tampang lintang yang merupakan pandu gelombang mikro. Dengan cara demikian,
seluruh energi gelombang mikro terserap bahan biodiesel sehingga reaksi berlangsung sangat
efisien.
3. Rancangan Desain Reaktor Kompak Trans-Esterifikasi dengan Gelombang Mikro
Ide dasar dari desain yang dikembangkan ini adalah tabung reaktor yang merupakan
perpanjangan dari pandu gelombang mikro. Karena perambatan gelombang mikro dalam pandu
gelombang bebas dari difraksi dan dispersi, energi gelombang mikro dapat terserap seluruhnya
oleh reaktan. Dengan demikian, reaksi berlangsung sangat efisien. Desain reaktor dengan skema
demikian telah didaftarkan pada HaKi dengan nomorP00200700514 (2007).
Gambar 2 adalah skema yang merupakan realisasi ide diatas. Panel kiri adalah
konfigurasi dimana pandu gelombang segaris dengan tabung reaksi, sedang gambar kanan adalah
konfigurasi dimana gelombang dibelokkan 900. Secara umum desain terdiri atas generator
gelombang mikro (1), pandu gelombang (2) dan tabung reaktor (3) yang dihubungkan dengan
bantuan baut pengeras (5). Tabung reaktor mempunyai penampang lintang tepat sama dengan
penampang lintang pandu gelombang, sehingga dalam keadaan kosong, tabung reaktor adalah
pandu gelombang belaka. Diantara pandu gelombang dan tabung reaksi terdapat diafragma (4)
yang membatasi bahan biodiesel agar tak masuk ke ruang pandu gelombang. Diafragma terbuat
dari bahan yang transparant terhadap gelombang mikro. Bahan biodiesel masuk ke dalam tabung
reaksi melalui pipa (6) dan keluar melalui pipa (7).
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
5/14
Agar gelombang dapat dirambatkan dalam pandu gelombang, maka gelombang harus
mempunyai pola penjalaran tertentu, yaitu salah satu dari medan listrik atau medan magnet pada
arah rambat gelombang ditiadakan (Jackson J.D, 1999). Bila yang ditiadakan adalah medan
magnet, maka mode dikenal sebagai TM, sedangkan bila yang ditiadakan adalah medan listrik,
maka TE. Umumnya digunakan TE01. Angka 01 pada notasi diatas terkait dengan mode
simpangan gelombang elektromagnetik pada arah transversal. Penampang dari pandu gelombang
kotak yang mendukung TE01 untuk gelombang mikro dengan frekwensi 2.45 Ghz adalah 4.2 cm
x 8.4 cm.
Gambar 2 : Diagram yang menunjukkan hubungan antara generator gelombang mikro (1), pandu gelombang(2) dan
tabung reaksi (3) yang merupakan kepanjangan dari pandu gelombang. Bahan yang direaksikan masuk melalui pipa (6)
dan keluar melalui pipa (7). Diantara tabung reaksi dan pandu gelombang mikro terdapat difragma yang transparant
terhadap gelombang mikro.
Untuk mendapatkan mode gelombang TE0, lubang antena sebagai tempat
menginjeksikan gelombang mikro ke pandu gelombang harus dibuat pada selimut tabung yang
mempunyai dimensi 8.4 cm pada jarak (panjang gelombang ) dari posisi dinding pemantul
pandu gelombang. Untuk gelombang mikro dengan frekwensi 2.45 Ghz, jarak tersebut adalah 3.2
cm.
Gambar 3 menunjukkan skema pandu gelombang mikro. Bagian belakang tertutup.
berfungsi sebagai reflektor pandu gelombang sedang bagian depan terbuka, berfungsi untuk
meneruskan gelombang dengan mode TE01. Gelombang berlainan fase akan disearahkan atau
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
6/14
diserap oleh dinding pandu gelombang. Dengan demikian hanya gelombang yang sefase yang
diteruskan menuju tabung reaksi.
Gambar 3: Desain pandu gelombang dalam pandangan samping (kiri) dan tampilan 3 dimensi.
Gambar 4 adalah generator gelombang mikro, umumnya disebut dengan magnetron.
Magnetron mempunyai bagian-bagian seperti magnet permanen, ruang vakum, gasket (warna
kuning keemasan) dan antene. Gelombang mikro terjadi karena osilasi plasma, yakni elektron
terpanaskan yang terjebak dalam rongga resonator. Di sekeliling magnet permanen terdapat sirip-
sirip pendingin. Magnetron yang menghasilkan gelombang mikro 2.45 Ghz dapat dengan mudah
diperoleh dari microwave oven yang beredar di pasaran. Terdapat bermacam-macam magnetron
dengan daya masukan yang bervariasi. Umumnya magnetron mikrowave oven mengkonsumsi
daya masukan dari 1200 Watt s/d 2200 Watt.
Gambar 4: Generator gelombang mikro, disebut sebagai magnetron. Silinder kecil diatas adalah antene
generator, sedang panel dengan 2 pin adalah input untuk tegangan tinggi.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
7/14
Pada gambar 5 ditunjukkan desain protitipe reaktor trans-esterifikasi yang menggunakan
gelombang mikro; sebelah kiri untuk konfigurasi tabung reaktor mendatar, sedang sebelah kanan
untuk konfigurasi tabung reaktor terpasang vertikal. Pembangkit gelombang mikro ditempatkan
dalam kotak, sedang gelombang mikro yang dihasilkan diteruskan ke tabung reaksi melalui pola
seperti pada gambar 2. Dimensi kotak pembangkit gelombang mikro, untuk gambar kiri adalah
25 cm x 25 cm x 30 cm, sedang untuk gambar kanan adalah 25 cm x 25 cm x 45 cm.
Gambar 5: Prototipe reaktor kompak untuk transesterifikasi dengan menggunakan gelombang mikro untuk
konfigurasi tabung reaktor terpasang horizontal (kiri) dan terpasang vertikal (kanan).
5. Setting Percobaan Untuk Pengujian Alat
Gambar 6: Setting percobaan untuk pengujian reaktor kompak trans-esterifikasi.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
8/14
Pengujian alat dilakukan dengan setup percobaan seperti tampak pada gambar 6. Wadah
untuk bahan biodiesel dan reaktor disusun dalam konfigurasi vertikal. Bahan biodiesel dialirkan
secara kontinyu dari wadah ke ke tabung reaksi dengan bantuan selang.
Minyak goreng curah (80% volume), methanol (20 % volume) serta katalist (KOH, 1%
berat minyak) yang dilarutkan terlebih dahulu dalam methanol, diblending dengan bantuan mixer.
Hasil pengadukan ditempatkan dalam sebuah wadah dan diusahakan agar secepatnya dialirkan ke
dalam tabung reaksi. Hal ini dimaksudkan agar bahan biodiesel yang sudah tercampur tidak
memisah lagi.
Hasil reaksi 2 menit pertama dipisahkan dari menit-menit berikutnya, karena pada 2
menit pertama energi mikrowave lebih banyak digunakan untuk pre-heating bahan biodiesel yang
sudah terisi tabung reaksi. Selanjutnya, hasil yang diperoleh dari menit kedua dan seterusnya
ditampung dalam sebuah wadah terpisah. Untuk menambah tingkat paparan gelombang mikro,
hasil reaksi dimasukkan lagi ke dalam wadah dan pengulangan paparan ini dilakukan sampai 5
kali. Sampel hasil reaksi diambil tiap satu siklus paparan. Pengulangan percobaan untuk tiap
sampel sampai 5 kali, sehingga keseluruhan terdapat 25 sampel. Hasil yang diperoleh pada
masing-masing siklus paparan kemudian dirata-rata.
Debit aliran dikontrol melalui kran A dan B dikombinasikan dengan pengaturan
ketinggian wadah bahan biodiesel terhadap reaktor. Suhu reaksi dikontrol dengan lamanya waktu
paparan. Semakin lama waktu paparan, suhu reaksi yang diperoleh semakin tinggi.
6. Hasil Percobaan dan Pembahasan
Gambar 7 adalah hasil percobaan yang diperoleh dengan suhu reaksi 55 C dan 70 C.
Bahan biodiesel direaksikan hanya dengan sekali paparan. Prosentasi gliserin yang diperoleh dari
suhu 55 C mendekati 20%, sesuai dengan prediksi teori sedang dari suhu 70 C kurang dari 15 %.
Secara umum reaksi dianggab baik bila perolehan gliserin adalah 20% dari total volume (van
Gerpen J, 2004). Percobaan juga menunjukkan bahwa jika suhu reaksi melebihi 60 C, endapan
gliserin yang terjadi lebih sedikit jika dibandingkan dengan reaksi pada suhu 55-60 C. Bahkan
pada suhu reaksi diatas 80 C rendemen yang diperoleh akan sangat sedikit.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
9/14
Gambar 7: Endapan gliserin sesaat setelah hasil reaksi didinginkan dan dibiarkan. Kiri reaksi
dilangsungkan dengan suhu 55 C dan kanan, reaksi dilangsungkan dengan suhu 70 C.
Karakterisasi Sifat Fisis Biodiesel
Sampel biodiesel yang diperoleh pada masing-masing siklus paparan tersebut kemudian
dicuci dan dikeringkan. Tujuan pencucian adalah untuk membersihkan biodiesel dari sisa-sisa
methanol dan pengeringan untuk menghilangkan kandungan air yang masih tersisa. Hasil
biodiesel tersebut kemudian diuji sifat-sifat fisinya, meliputi tes residu sedimen, viskositas, berat
jenis dan titik kabut.
Gambar 8 adalah sampel hasil biodiesel yang diperoleh dari 1x, 2x, 3x, 4x dan 5x
paparan, berturut-turut dari kanan ke kiri. Hasil yang diperoleh dari sekali paparan tampak sangat
bening, sedang dari paparan lebih dari sekali berwarna kekuning-kuningan. Untuk menguji residu
sedimen, 25 ml biodiesel diencerkan dengan menggunakan 225 ml methanol. Endapan yang
diperoleh di dasar bejana ditunjukkan pada gambar dibawahnya. Tampak bahwa jumlah endapan
dari kelima sampel tersebut sangat sedikit, tetapi endapan paling sedikit terjadi pada biodiesel
yang diperoleh dari sekali pemaparan. Hal ini menandakan bahwa gelombang mikro sangat
efektif digunakan sebagai sumber energi pada reaksi trans-esterifikasi.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
10/14
Gambar 8: (Atas) Biodiesel yang diperoleh dari masing-masing sampel pemaparan. (Bawah) endapan
gliserin yang dihasilkan dari pelarutan 25 ml biodiesel dengan 225 ml methanol, masing-masing untuk
sampel dari 1x sampai dengan 5 kali pemaparan.
Pengukuran kekentalan biodiesel dilakukan pada suhu 40 C dengan menggunakan
viskometer Ostwald. Hal ini mengacu pada standar SNI yang memberikan nilai viskositas pada
rentang 2.3-6 Poise pada suhu 40 C. Sedangkan parameter lain, seperti massa jenis, ditentukan
dengan menggunakan Arhoemeter. Penentuan titik kabut dilakukan dengan memasukkan
biodiesel ke dalam freezer dan mengamati suhu biodiesel mulai membeku. Seluruh parameter
biodiesel yang diperoleh dari hasil pengukuran dirangkum dalam tabel 1.
Tabel 1: Karakter fisis biodiesel hasil reaksi dengan gelombang mikro.
Pengulangan
paparan
Viskositas pada 40 C
(Poise)
Massa Jenis (grm/cm3) Titik Kabut
(C)
12,94 0,873
10.7
23,08 0,872
9.8
32,94 0,870
8.9
42,92 0,872
8.9
5 2,91 0,870 9.5
Standar SNI* 2.3-6 0.86-0.9 Max 18 C
*Berdasar standar SNI-04-7182-2006 (Soerawidjaya, 2006)
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
11/14
Tampak bahwa semua parameter hasil pengukuran berada pada rentang standar SNI.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa reaktor kompak trans-esterfikasi dengan
menggunakan gelombang mikro tersebut telah berfungsi sebagai mestinya.
Penentuan Laju Reaksi
Dari hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa satu kali paparan sudah mencukupi
untuk mendapatkan hasil biodiesel yang memenuhi standar SNI. Dengan demikian, laju reaksi
trans-esterifikasi dapat ditentukan dengan cara mengontrol debit aliran bahan ke reaktor,
sedemikian rupa sehingga hasil reaksi yang keluar dari tabung ada pada rentang 55-60 C. Dari
beberapa pengulangan diperoleh data laju reaksi yang ditampilkan pada tabel 2 di bawah:
Tabel 2: Laju reaksi untu berbagai daya masukan generator gelombang mikro.
Microwave Input
power (output
power 66% input
power)
Debit aliran
bahan
Suhu Reaksi
Optimum
Kadar Katalist
(KOH)
1200 (Toshiba) 0.5 liter/menit 55-60 C 1% berat minyak
1600 (Panasonic) 0.7 liter/menit 55-60 C 1% berat minyak
Perlu ditekankan bahwa debit reaksi diatas diperoleh pada beberapa menit pertama. Dari
percobaan diamati terjadi peningkatan suhu sejalan waktu. Untuk mempertahankan agar hasilreaksi tetap dalam rentang suhu 55-60, maka debit aliran harus diperbesar lagi. Penentuan debit
yang lebih teliti pada kondisi suhu konstan akan menjadi topik kajian yang akan datang. Dengan
demikian laju reaksi pada kondisi steady-state besar kemungkinan lebih besar dari yang
dirangkum dalam tabel 2 diatas.
Perhitungan Konsumsi Energi Listrik
Bila diasumsikan bahwa reaktor bekerja secara kontinyu 8 jam per hari, maka kapasitas
reaktor dengan daya masukan 1200 watt dan debit reaksi 0.5 liter/menit adalah 240 liter/hari.Konsumsi listrik yang diperlukan adalah 9.6 kwh. Konsumsi listrik per liter dengan demikian
adalah 0.04 kwh. Bila digunakan generator dengan daya masukan 1600 watt dan laju reaksi 0.7
liter/menit dan reaktor bekerja 8 jam sehari, kapasitas produksi menjadi 336 liter/hari. Konsumsi
listrik yang diperlukan 12.8 kwh atau per liternya sebesar 0.038 kwh.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
12/14
Sebagai perbandingan, reaktor batch konvensional dengan kapasitas 150 liter, seperti
yang dikembangkan bengkel mekatronika universitas Brawijaya, memerlukan listrik untuk
pemanas sebesar 3500 watt ditambah dengan pengaduknya sebesar 300 watt, sehingga total daya
yang diperlukan 3800 watt. Waktu yang diperlukan untuk reaksi trans-esterifikasi adalah 4 jam.
Bila reaktor beroperasi dua kali, maka kapasitas produksi 300 liter. Energi listrik yang diperlukan
30.4 kwh. Konsumsi listrik per liter bahan biodiesel adalah 0.101 kwh.
Tampak dari ilustrasi diatas bahwa reaktor kompak untuk trans-esterfikasi hanya
mengkonsumsi 40% daya listrik yang digunakan reaktor konvensional. Hal ini terkait dengan
mekanisme pemanasan, dimana dengan menggunakan gelombang mikro, panas dibangkitkan
secara internal oleh molekul-molekul polar yang ada dalam bahan biodiesel. Sedangkan pada
reaktor konvensional, panas merambat secara konveksi dari sumber eksternal melalui dinding
reaktor.
7. Prospek
Unit pengolah minyak nabati menjadi biodiesel dengan reaktor trans-esterifikasi
kontinyu berbasis gelombang mikro layak untuk dikembangkan di sentral pengolahan CPO,
minyak jarak, minyak algae, baik dalam skala UKM, home industri maupun industri besar. Hal
ini dikarenakan:
1. Ruangan yang diperlukan jauh lebih kecil daripada cara konvensional, sehingga peralatan
dapat dibuat kompak, portable, bahkan mobil.
2. Komponen-komponen reaktor terbuat dari baja stainless steel yang mudah diperoleh di
pasaran. Tidak diperlukan gelas pyrex atau material transparant lain sehingga menghemat
biaya investasi.
3. Energi listrik yang diperlukan hanya 40% dari reaktor konvensional dengan kapasitas
produksi yang sama.
4. Reaktor trans-esterifikasi dengan gelombang mikro sebagai bagian paling utama dari unit
pengolah minyak nabati menjadi biodiesel dapat dikembangkan di bengkel
mekatronika,meski tidak tertutup kemungkinan untuk dikembangkan secara massal.
5. Biaya investasi pembuatan reaktor, dengan asumsi generator mikrowave oven diperoleh
di pasaran, tak akan lebih dari Rp. 5 juta. Nilai ini kira-kira hanya seperlima harga
reaktor dengan kapasitas sejenis yang beredar di pasaran.
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
13/14
Dengan biaya investasi dan konsumsi listrik yang lebih rendah dibandingkan dengan
reaktor konvensional, diharapkan peralatan pembuat biodiesel dapat diakses oleh kalangan petani
sawit dan home industri, sehingga dapat menggairahkan produksi biofuel di tanah air.
8. Kesimpulan
Ide dasar dari mekanisme yang dikembangkan dalam desain reaktor trans-esterifikasi
kontinyu untuk biodiesel dengan model pemanasan menggunakan mikrowave adalah reaksi
dilakukan dalam sebuah tabung reaksi yang merupakan kepanjangan dari pandu gelombang,
sehingga energi mikrowave terkonsentrasi pada ruangan tersebut. Dengan tabung reaktor adalah
pandu gelombang, maka energi gelombang mikro dapat diserap seluruhnya oleh bahan biodiesel.
Dari percobaan dengan bahan minyak goreng curah dan methanol dengan prosentasi
80%, 20% dan katalis KOH 1% berat minyak diperoleh bukti bahwa desain reaktor berfungsi
dengan baik dan mampu menghasilkan biodiesel dengan karakter fisis yang sesuai dengan standar
SNI.
Perhitungan konsumsi energi listrik untuk kapasitas sama menunjukkan bahwa
pemakaian gelombang mikro mengkonsumsi hanya 40% dari yang diperlukan reaktor
konvensional.
Daftar Pustaka
Brattacharya S. dan Reddy C. S, 1994. Vegetable oils as fuels for internal combustion engines:
a review of Journal of agricultural Engineering Researsch. Vol. 57 : 157-166.
Dwi Argo B et al. ,Biodiesel dari CPO dengan menggunakan gelombang mikro, Penelitian tak
terpublikasi, 2007.
Graboski M dan McCormick L 1998. Combustion of Fat and Vegetable Oil Derived Fuels in
Diesel Engines. Prog. Energy Combust. Sci., 24, p.125-164.
Jackson J. D, 1999. Classical Electrodynamics, John Wiley and Sons
Mazzocchia C, Modica G, Nannicini R dan Kaddouri A, 2001. Fatty acid methyl esters synthesis
from triglycerides over heterogenous catalyst in presence of microwaves
Nurhuda M dan Sulistyo Widodo C , Instalator esterifkasi biodiesel metode kontinyu
menggunakan gelombang mikro paten terdaftar nomor P00200700219
Nurhuda M, Setyawan P.S, Dwi Argo B., Sulistyo Widodo C, dan Susilo B, Desain Reaktor
Kompak Untuk Transesetrifikasi Dengan Menggunakan Gelombang Mikro, paten terdaftar
P00200700219 (2007).
-
7/24/2019 Manuscript ForESDM
14/14
Rahman S, 2007, Pengukuran Nilai Viskositas Minyak Biodiesel Hasil Tran-Esterfikasi Dengan
Memanfaatkan Gelombang Mikro, Skripsi Mahasiswa.
Saifuddin N dan Chua K. H, 2004. Production of Ethyl Ester (Biodiesel) from used Frying Oil:
Optimization of Transesterification Process using Microwave Irradiation, Malaysian
Journal of Chemistry, Vol. 6, No. 1, 077 082
Van Gerpen J, Clements G, dan Knothe G, 2004. Biodiesel Production Technology, NREL, US
Department of Energy.