Disusun Oleh:

Nama : Agritia Amana (02)

Kelas : X.6

No. Absen : 02

STATE SENIOR HIGH SCHOOL 2 SEMARANG

2010/2011

PROSES PRODUKSI BIODIESEL

Produksi biodiesel dapat dilakukan melalui proses transesterifikasi minyak Jatropha dengan katalis lipase. Dalam proses enzimatik transesterifikasi dari minyak Jatropha, tiga lipase (Chromobacterium viscosum, Candida rugosa dan Porcina pancreas) disaring, dan hanya lipase dari Chromobacterium viscosum ditemukan dapat memberikan hasil yang bagus.

Hal ini menunjukkan bahwa imobilisasi lipase dan optimalisasi kondisi transesterifikasi menghasilkan biodiesel dengan hasil yang memadai dalam hal proses berbasis enzim.

Perbedaan BIOFUEL dan BIODIESEL

BIOFUEL Pada dasarnya Biofuel adalah kata yang mewakili berbagai macam tenaga alternatif, antara lain tenaga surya, tenaga hidro dan tenaga angin. Biofuel berasal dari dua kata dalam bahasa Inggris, yaitu ‘Biology’ dan ‘Fuel’. Penggunaan istilah ‘Biology’ merujuk pada sumber dan unsur yang berpotensi menjadi sumber tenaga, yaitu berasal dari tumbuhan dan hewan. Sedangkan ‘Fuel’ berarti bahan bakar. Jadi Biofuel adalah bahan bakar yang berasal dari tumbuhan maupun hewan.

  BIODIESEL Industri Biofuel terbagi menjadi dua bagian utama. Pertama adalah industri Biodiesel dan kedua adalah industri Ethanol. Dalam konteks industri biofuel terkini, biodiesel dan ethanol merupakan dua jenis biofuel yang paling banyak dihasilkan. Biodiesel adalah bahan bakar yang dihasilkan dari campuran antara diesel dengan minyak sayuran asli. Biodiesel dapat dihasilkan dengan 2 cara :

1. Mencampurkan diesel dengan minyak sayuran asli dengan diesel yang lebih banyak dibandingkan dengan minyak sayuran.

2. Mencampurkan diesel dengan minyak sayuran asli dengan campuran minyak sayuran yang lebih banyak dibandingkan dengan diesel. Pada cara yang kedua ini, minyak sayuran harus diproses transesterifikasi terlebih dahulu menggunakan methanol.

Biodiesel merupakan bahan bakar yang bersih dan bebas dari pencemaran.Tiga faktor penting yang mempengaruhi industry biofuel masa kini adalah faktor geografis, sumber daya alam dan teknologi. Jika dilihat dari faktor geografis, di Eropa dan Asia, biodiesel lebih banyak dihasilkan dibandingkan dengan ethanol, sedangkan di Amerika ethanol lebih banyak dibandingkan biodiesel. Jika dilihat dari aspek sumber daya alam, di benua Asia misalnya, penanaman kelapa sawit yang meluas di

Indonesia dan Malaysia telah menjadi pemicu berkembangnya industri biodiesel.

 

Berbagai minyak yang edible maupun non-edible seperti minyak dedak padi, minyak kelapa, minyak jarak, minyak biji bunga matahari  dan minyak biji kapas dapat digunakan sebagai bahan pembuatan Biodiesel.  

 

Jatropha sebagai salah satu bahan pembuatan biodiesel mempunyai beberapa kelebihan, antara lain sebagai tanaman pengontrol erosi dan dapat menyerap karbon dioksida kira-kira 8 ton karbon dioksida per tahun, per

hektar. Biodiesel yang dihasilkan dari Jatropha yang dibudidayakan kira-kira empat kali lipat kedelai, atau hampir 250 galon per hektar.

 

Biodiesel Usage Assignment

1. Jelaskan untuk apa saja biodiesel digunakan?2. Keuntungan apa yang diperoleh dari penggunaan Biodiesel untuk

kendaraan bermotor?3. Jelaskan tentang prosentase penggunaan Biodiesel B20 (artinya

apa) ?4. Apa saja keuntungan penggunaan Biodiesel bagi lingkungan ?

Jawaban Biodiesel Usage Assignment

1. Digunakan untuk membersihkan noda crayon yang menempel di baju, sebagai pengganti pelindung kayu termasuk interior rumah yang terbuat dari kayu, sebagai pelumas dan pelindung korosi pada peralatan rumah tangga.

2. Energi yang dihasilkan mesin diesel lebih sempurna dibandingkan solar hingga yang menggunakan biodiesel tidak mengeluarkan asap hitam berupa karbon atau CO2, sedangkan mesin yang menggunakan solar mengeluarkan asap hitam. Biodiesel juga mengurangi emisi karbon monoksida dan SO2.

3. Biodiesel dapat digunakan dalam kondisi murni atau campuran (blend) dengan bahan bakar petrodiesel. Campuran biodiesel menggunakan notasi “Bx” dalam menunjukkan persentase biodiesel, dimana x adalah nilai persentasenya. B20, mengandung biodiesel 20% dan petrodiesel 80%.

4. Mengurangi pencemaran hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida, sulfur dan hujan asam. Tidak menambah jumlah gas karbon dioksida, karena minyak berasal dari tumbuhan/nabati.  Limbah dari biodiesel ini merupakan Glyserin. Glyserin ini merupakan bahan dasar pembuatan sabun, sehingga ramah lingkungan dan mengurangi polusi. Limbahnya pun bisa menjadi berguna.

Biodiesel Production Assignment

1. Apa yang kalian ketahui tentang proses trans-esterifikasi? Jelaskan!

2. Katalis apa saja yang digunakan pada proses tras-esterifikasi?

3. Jelaskan proses pembuatan biodiesel!

Jawaban Biodiesel Production Assignment

1. Transesterifikasi adalah proses mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (misalnya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty Acid

Methyl Ester/FAME), atau yang biasa disebut biodiesel. Agar reaksi ini dapat bereaksi maksimal maka kita gunakan methanol berlebih dan katalis cair yaitu sodium methylate. Pencampuran reaksi ini terjadi antara suhu 60-65 0C, secara actual kita mereaksikannya pada suhu 62 0C. untuk menjaga suhu ini agar tetap stabil maka fluida dimasukkan terlebih dulu ke exchanger dan untuk menghasilkan reaksi yang homogen maka kita gunakan mixer kemudian fluida kita pompa ke reactor (coulum). Methanol dan sodium methylat kita dosing sebelum mixer, inilah yang dinamakan dosing stage-1. Dalam reaktor akan terbentuk phasa ringan (ligh phase)  dan phasa berat (heavy phase) dimana pemisahannya terjadi secara gravitasi. Phasa berat yang terbentuk akan dialirkan ke tangki heavy phase sementara phasa ringannya akan dimasukkan ke separator-1 dengan putaran 4500 rpm sehingga heavy phase yang masih terikat (mengemulsi) di ligh phase dapat dipisahkan. Ligh phase yang dihasilkan dari separator dialirkan ke coulum 3 dan 4 sementara heavy phasenya dimasukkan ke tangki heavy phase. Namun sebelum masuk ke coulum 3 dan 4 kita dosing lagi methanol dan sodium methylate (dosing stage-2) yang bertujuan untuk mereaksikan minyak (RPO) yang belum bereaksi. Dalam hal ini suhu reaksi juga sangat penting untuk diprhatikan. Dalam coulum 3 dan 4 ini pemisahan ligh phase dan heavy phase juga terjadi secara gravitasi. Ligh phase  yang dihasilkan dari coulum-4 kemudian dimasukkan ke seperator-2 dimana fungsinya sama pada separator-1 yaitu memisahkan kembali phasa berat yang ada dari biodiesel.

2. NaOH dan KOH.

3. Alat dan Bahan:

Alat dan bahan yang digunakan dalam proses pmbentukan formulasi biodesel adalah sebagai berikut:

a.Blender ukuran 1L

b.Gelas ukur

c.Ember dan jirigen

d.Selang

e.Kompor gas

f.Minyak jelantah

g.KOH dalam bentuk padat (solid)

h.Methanol (CH3OH)

Cara Kerja :

a.Limbah Minyak goreng (jelantah) dipanaskan dalam wadah hingga temperatur 110 derajat Celcius, proses ini dinamakan proses pemanasan (Heating).

b.Sekalian dipanaskan, campurkan larutan KOH dan Menatol dan aduk.

c.Selanjutnya minyak jelantah dituang kedalam wadah dan diamkan sehingga terjadi pemisahan 2 lapisan biodiesel dan gliserin.

d.Setelah terbentuk 2 lapisan, lapisan atas adalah biodiesel dan lapisan bawah adalah gliserin, buang lapisan bawah (gliserin).

e.Proses terakhir adalah pencucian (washing) dengan menambah 1/3 air kedalam wadah biodiesel dan diaduk.

f.Selanjutnya diamkan (settling) biodiesel yang telah dicampur oleh air, hingga terjadi 2 lapisan biodiesel dan air.

g.Kemudian buanglah lapisan air pada bagian bawah dengan menggunakan selang/ membuat keran dan lapisan atas yang tertinggal adalah biodiesel nabati yang jernih (yang sudah dicuci).

Biodiesel Source Assignment

1. Jelaskan bahan-bahan apa saja yang dapat digunakan untuk pembuatan Biodiesel!

2. Apa yang kalian ketahui tentang non edible oil? Beri contoh!3. Jelaskan kelebihan Jatropha Curcas sebagai salah satu bahan

pembuatan Biodiesel!

Jawaban Biodiesel Source Assignment

1. Alat dan Bahan:

Alat dan bahan yang digunakan dalam proses pmbentukan formulasi biodesel adalah sebagai berikut:

a.Blender ukuran 1L

b.Gelas ukur

c.Ember dan jirigen

d.Selang

e.Kompor gas

f.Minyak jelantah

g.KOH dalam bentuk padat (solid)

h.Methanol (CH3OH)

2. Non edible oil adalah salah satu jenis minyak yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia sehari-hari. Contoh dari non edible oil adalah minyak jarak pagar (Jatropha curcas) dan Pistacia Chinensis.

3. a. Tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh subur pada berbagai jenis tanah dan mudah beradaptasi dengan baik di lahan manapun.

b. Tidak terlalu memerlukan perawatan.

c. Dapat beradaptasi terhadap berbagai kondisi iklim.

d. Daunnya tidak dikonsumsi oleh ternak.

e. Dapat bertahan dalam waktu yang lama pada kondisi kering.

mudah berkembangbiak.

f. Pertumbuhannya cepat, dan dapat dipanen pada umur 6-8 bulan.

g. Setelah menghasilkan biji pada tahun kedua dan seterusnya dapat berproduksi sampai umur 40-50 tahun.

h. Ampas minyak jarak merupakan bahan organik yang sangat baik untuk dijadikan sebagai pupuk.

i. Dapat digunakan sebagai tanaman hijauan dan reboisasi.

I. MENGENAL JATROPHA CURCAS Jatropha curcas (jarak pagar) merupakan salah satu tanaman yang paling prospektif untuk diproses menjadi Biodiesel karena selain relatif mudah ditanam, toleransinya tinggi terhadap berbagai jenis tanah dan iklim, produksi minyak tinggi, serta minyak yang dihasilkan tidak dapat dikonsumsi oleh manusia sehingga tidak mengalami persaingan dengan minyak untuk pangan. Minyak jarak pagar berwujud cairan bening

berwarna kuning dan tidak menjadi keruh sekalipun disimpan dalam jangka waktu lama. Non edible oil adalah salah satu jenis minyak yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia sehari-hari. Contoh dari non edible oil adalah minyak jarak pagar (Jatropha curcas) dan Pistacia Chinensis. Tanaman Jatropha curcas (jarak pagar) termasuk tanaman semak dari keluarga Euphorbiaceae yang tumbuh cepat dengan ketinggian mencapai 3 – 5 meter. Umumnya, seluruh bagian dari tanaman ini mengandung racun sehingga hampir tidak memiliki hama. Tanaman ini mulai berbuah pada umur 5 bulan, dan mencapai produktivitas penuh pada umur 5 tahun. Buahnya berbentuk elips dengan panjang sekitar 1 inchi (sekitar 2,5 cm) dan mengandung 2 – 3 biji. Usia Jatropha curcas apabila dirawat dengan baik, dapat mencapai 50 tahun.

II. PENANAMAN JATROPHA CURCAS

Penanaman jarak pagar dapat dilakukan sebagai berikut :

- Penanaman dilakukan pada awal atau sebelum musim hujan. Tinggi bibit dari persemaian sudah mencapai minimal 30 cm.

- Lapangan dibersihkan dan dibuat lubang 30 cm x 30 cm x 30 cm, jarak tanam 2m x 2 m, lalu dibiarkan selama 2 – 3 minggu.

- Setelah bibit ditanam, bulan berikutnya dilakukan pembersihan gulma setiap bulan sampai 4 bulan berikutnya.

- Pemupukan pada tahun pertama dilakukan 1/3 dosis dan tahun selanjutnya dengan dosis penuh. Dosis tersebut adalah 50 kg urea, 150 kg SP-36, dan 50 kg KCl / ha. Pada tanah yg kurang subur harus diberi kompos atau pupuk kandang sebanyak 2,5 – 5 ton / ha. Porsi urea dan KCl bisa ditingkatkan sampai maksimum 2 kali lipat.

- Pemangkasan dilakukan sejak tanaman mencapai tinggi 1 m (umur 1 tahun). Pemangkasan pada ketinggian 20 cm dari pangkal batang, dilakukan setiap tahun untuk setiap trubusan baru.

III. PANEN DAN PASCA PANEN JATROPHA CURCAS

Panen biji perlu dilakukan secara benar agar tidak diperoleh biji hampa, kadar minyak rendah, dan bahkan akan menyebabkan minyak menjadi asam. Berikut beberapa cara penanganan biji di lapangan :

- Panen dilakukan pada buah yang telah masak dengan ciri kulitnya hitam atau kulit buah terbuka.

- Cara pemanenan yang efisien, yaitu buah diambil per malai dengan syarat jumlah buah yang matang lebih banyak dari buah mentah.

- Buah sebelum disimpan terlebih dahulu dikeringkan untuk keperluan produksi minyak. Buah dapat langsung dikeringkan di bawah sinar matahari setiap hari sampai kulit buah mudah dipisahkan dari biji secara manual, tetapi untuk benih cukup diangin – anginkan atau dikeringkan di dalam oven suhu 60

0C.

- Pemisahan kulit buah dilakukan dengan menggunakan tangan atau mesin. Selanjutnya, biji dikeringkan setiap hari sampai benar – benar kering (kadar air 7 – 10 %). Setelah kering, biji disimpan di dalam kantong plastik. Kantong – kantong plastik tersebut dimasukkan ke dalam karung plastik yang ditutup rapat menggunakan tali, kemudian disimpan di atas lantai beralas bata atau papan. Kemasan harus dihindarkan dari kontak langsung dengan lantai agar tidak lembab.

III. PRODUKTIVITAS JATROPHA CURCAS

Produktivitas biji Jatropha curcas bergantung kepada kesuburan tanah. Seperti tanaman lainnya, semakin subur lahan maka produktivitasnya juga tinggi. Meskipun demikian, tanaman ini memiliki kelebihan yaitu dapat bertahan hidup dalam kondisi kekeringan yang ekstrim.

Menurut Hartono, 2006, produksi biji per hektar pada tanah normal sebesar 2.500 kg, dapat menghasilkan minyak sekitar 30 – 35 % atau 830 kg. Dan menurut Syah, 2006, 75 kg minyak jarak pagar menghasilkan 71,88 kg biodiesel. Dari kedua data tersebut di atas dapat diperkirakan bahwa untuk memproduksi biodiesel sebanyak 8 ton, diperlukan biji ± 25.000 kg.

Pada tanah normal dengan jarak tanam 2m x 2m yang jumlah tanamannya per hektar berkisar 2.500 tanaman, dan produksi biji per pohon per tahun adalah ± 5 kg. Sehingga biji sebanyak 25.000 kg  ( pabrik kapasitas 8 ton ) diperlukan lahan sekitar 740 hektar.

IV. PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI JATROPHA CURCAS

Dalam proses pengolahan biji jarak menjadi biodiesel, dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu :

1. Proses Pembuatan Crude Jatropha Oil (CJO)

- Biji jarak dibersihkan dari kotoran dengan cara dicuci secara manual atau masinal (dengan mesin).

- Biji direndam sekitar 5 menit di dalam air mendidih, kemudian ditiriskan sampai air tidak menetes lagi.

- Biji dikeringkan dengan menggunakan alat pengering atau dijemur di bawah matahari sampai cukup kering, kemudian biji tersebut dimasukkan ke dalam mesin pemisah untuk memisahkan daging biji dari kulit bijinya.

- Daging biji yang telah terpisah dari kulitnya, digiling dan siap untuk dipres. Lama tenggang waktu dari penggilingan ke pengepresan diupayakan sesingkat mungkin untuk menghindari oksidasi.

- Proses pengepresan biasanya meninggalkan ampas yang masih mengandung 7 – 10 % minyak. Oleh sebab itu, ampas dari proses pengepresan dilakukan proses ekstraksi pelarut, sehingga ampasnya hanya mengandung minyak kurang dari 0,1% dari berat keringnya. Pelarut yang biasa digunakan adalah pelarut n – heksan dengan rentang didih 60 – 70 0C. Tahap ini menghasilkan Crude Jatropha Oil (CJO), yang selanjutnya akan diproses menjadi Jatropha Oil (JO).

2. Proses Pembuatan Biodiesel

a. Reaksi Esterifikasi

CJO mempunyai komponen utama berupa trigliserida dan asam lemak bebas. Asam lemak bebas harus dihilangkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu reaksi pembuatan biodiesel (reaksi transesterifikasi). Penghilangan asam lemak bebas ini dapat dilakukan melalui reaksi esterifikasi. Secara umum reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut :

Pada reaksi ini asam lemak bebas direaksikan dengan metanol menjadi biodiesel sehingga tidak mengurangi perolehan biodiesel. Tahap ini menghasilkan Jatropa Oil (JO) yang sudah tidak mengandung asam lemak bebas, sehingga dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui reaksi transesterifikasi.b. Reaksi Transesterifikasi Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (misalnya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty Acid Methyl Ester/FAME), atau yang biasa disebut biodiesel.. Secara umum reaksi transesterifikasi adalah sebagai berikut :

Pada reaksi ini, trigliserida (minyak) bereaksi dengan metanol dalam katalis basa untuk menghasilkan biodiesel dan gliserol (gliserin). Katalis yang digunakan berupa sodium methylate, NaOH, dan KOH. Sampai tahap

ini, pembuatan biodiesel telah selesai dan dapat digunakan sebagai bahan bakar yang mengurangi pemakaian solar.

V. KELEBIHAN JATROPHA CURCAS SEBAGAI BAHAN BIODIESEL

a. Tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh subur pada berbagai jenis tanah dan mudah beradaptasi dengan baik di lahan manapun.

b. Tidak terlalu memerlukan perawatan.

c. Dapat beradaptasi terhadap berbagai kondisi iklim.

d. Daunnya tidak dikonsumsi oleh ternak.

e. Dapat bertahan dalam waktu yang lama pada kondisi kering.

mudah berkembangbiak.

f. Pertumbuhannya cepat, dan dapat dipanen pada umur 6-8 bulan.

g. Setelah menghasilkan biji pada tahun kedua dan seterusnya dapat berproduksi sampai umur 40-50 tahun.

h. Ampas minyak jarak merupakan bahan organik yang sangat baik untuk dijadikan sebagai pupuk.

i. Dapat digunakan sebagai tanaman hijauan dan reboisasi.

VI. KEGUNAAN BIODIESEL

Digunakan untuk membersihkan noda crayon yang menempel di baju, sebagai pengganti pelindung kayu termasuk interior rumah yang terbuat dari kayu, sebagai pelumas dan pelindung korosi pada peralatan rumah tangga. Biodiesel dapat digunakan dalam kondisi murni atau campuran

(blend) dengan bahan bakar petrodiesel. Campuran biodiesel menggunakan notasi “Bx” dalam menunjukkan persentase biodiesel, dimana x adalah nilai persentasenya. B20, mengandung biodiesel 20% dan petrodiesel 80%.

VI. KELEBIHAN BIODIESEL

- Ramah lingkungan, karena terbuat dari bahan yang terbarukan dan menghasilkan emisi yang lebih baik daripada minyak diesel/minyak solar yang terbuat dari minyak bumi. Bahan baku tersedia melimpah di Indonesia. Ada 40 jenis minyak di Indonesia yang bisa dipakai. Bisa minyak sawit, minyak kelapa, minyak jarak pagar, minyak biji bunga matahari, minjak biji kapas, tergantung potensi daerah masing-masing. Jadi, tiap daerah bisa mandiri secara energi.

- Biodiesel juga punya cetane number yang lebih tinggi dari minyak solar, bisa mencapai 62 (minyak solar sekitar 50 sajja).

- Energi yang dihasilkan mesin diesel lebih sempurna dibandingkan solar hingga yang menggunakan biodiesel tidak mengeluarkan asap hitam berupa karbon atau CO2, sedangkan mesin yang menggunakan solar mengeluarkan asap hitam. Biodiesel juga mengurangi emisi karbon monoksida dan SO2.