Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester atau rantai panjang asam lemak yang berasal dari minyak nabati maupun lemak hewan. Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar pada mesin yang menggunakan diesel sebagai bahan bakarnya tanpa memerlukan modifikasi mesin. Biodiesel tidak mengandung petroleum diesel atau solar.
Biodiesel adalah senyawa mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi tranesterifikasi antara trigliserida (minyak nabati, seperti minyak sawit, minyak jarak dll) dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa. Biodiesel mempunyai rantai karbon antara 12 sampai 20 serta mengandung oksigen. Adanya oksigen pada biodiesel membedakannya dengan petroleum diesel (solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari hidro karbon. Jadi komposisi biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda.
Biodiesel secara nyata dapat mengurangi pencemaran, mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar,karbonmonoksida, sulfat, polisiklikaromatik hidrokarbon, dan hujan asam.
Sifat - sifat yang terdapat di biodiesel yaitu :
- Dapat Diperbarui (Renewable)
3. Ramah Lingkungan
4. Menurunkan emisi (CO, CO2, SO2)
5. Menghilangkan asap hitam
6. Sifat pelumasan lebih bagus
7. Digunakan oleh mesin diesel
Bahan baku yang digunakan untuk pengolahan biodiesel yaitu
- Refined Bleached Deodorized Palm Oil (RPO) Merupakan minyak hasil kelapa sawit yang telah mengalami proses pemurnian di Revinery.
- Methanol (CH3OH) merupakan senyawa alkohol yang digunakan sebagai pereaksi yang akan memberikan gugus alkil kepada rantai trigliserida dalam reaksi biodiesel.
- Sodium Methylate (NaOCH3) digunakan sebagai katalis (zat yang digunakan untuk mempercepat reaksi),merupakan katakis basa karena mengandung alkalinity 30%.
- Phosporic Acid (H3PO4) digunakan sebagai zat yang akan mengurangi kadar sabun dalam biodiesel,mengikat getah - getah (gum) dalam biodiesel,bersifat asam dengan kadar (>85%)
- Hydrocloric Acid (HCl) digunakan dalam proses Reacrification I, berfungsi untuk memisahkan Fatty matter di dalam Heavy Phase (Glycerine - water - methanol) dengan kadar (>30%)
6. Caustic soda ( NaOH ) ini digunakan untuk penetral pembentukan glyserin
REAKSI PROSES TRANSESTERIFIKASI
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
| (NaOCH3) |
| O O CH2 - OH
| || ||
CH2 - O - C - R3 CH3 - O - C - R3
Triglyceride methanol mixture of fatty esters glycerin
Triglyceride methanol mixture of fatty esters glycerin
Reaksi diatas adalah rekasi reversilbe sehingga untuk mencegah reaksi balik kita tambahkan methanol berlebih. Dengan demikian maka produk yang dihasilkan juga lebih maksimal (yield = 98 %).
DESKRIPSI PROSES
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.
Washing & Drying Section
Biodiesel yang dihasilkan dari separator-2 dialirkan ke mixer lalu ke seperator 3 dan 4. Dalam tahap ini akan kita lakukan washing untuk pemurnian PME. Untuk pemurnian PME ini kita gunakan dosing phosporic acid dengan menjaga PH air pencuci adalah 2. Pemurnian crude metil ester dilakukan dengan dua tahap pencucian, yang disebut dengan methode counter current.Maksud dari aliran counter current disini adalah air pencuci separator final (sep # 4) yang merupakan heavy phase digunakan kembali untuk air pencuci separator # 3,namun disini harus di jaga PH separator final 3 - 4. Tujuan ditambahkan air pencuci adalah untuk menghentikan reaksi dan mengikat gum-gum maupun methanol yang terkandung dalam biodiesel. setelah itu phase ringan yang berasal dari separator 4 dialirakan ke tangki PME (PME intermedite tank). Dari tangki ini kita pompakan ke vacum dryer dengan temperaturnya berkisar antara 135 oC-137 oC. Untuk mendapatkan temperatur tersebut maka kita masukkan terlebih dahulu ke heat exchanger yang bertujuan untuk memudahkan vacum menarik uap air dalam biodiesel itu sendiri.Selain itu vacum juga berfungsi untuk menguragi kadar methanol dan soap dalam metil ester. Setelah dari PME dryer minyak biodiesel dipompakan ke economizer lalu didinginkan dalam exchanger cooler dan kemudian di timbun ke tangki biodiesel (PME Storage Tank)
Rectyfication Section
Pada proses ini heavy phase yang berasal dari fase berat keluaran separator berupa glyserin-metahanol-air dialirkan ke reaktor mixer tetapi sebelumnya ditambahkan HCl supaya terjadi netralisasi dari sodium methylate didalam campuran dan menjaganya dalam kondisi asam (PH 3-4),di dalam reaktor mixer dijamin terjadinya reaksi yang Sempurna, kemudian campuran ini dialirkan ke split box (fatty acid separator) yang terdiri dari beberapa ruang sebagai tempat untuk pemisahan fatty acid. Fatty acid yang berada pada lapisan atas dialirkan ke kolom fatty matter dengan tekanan vacum dimana hasil fatty matter dialirkan ketangki penampungan akhir TK90151-90152. Dari split box setelah terpisah dari fatty acid, glyserin metahnol dan air dialirkan kekolom distilasi yang sebelumnya di injeksikan dengan caustic soda (sodium hydroxide) untuk menjaga kondisi netral PH 6-7, pada kolom distilation ini suhu top dijaga 65 C dan bottom 107 C dimana uap metahnol yang keluar dari top kolom di kondensasi ketangki methanol sementara dan sebagaian ada yang dijadikan refluks dan di alirkan ketangki raw material untuk digunakan kembali pada tahap transesterification section, produk bottom berupa glyserin dan air recovery dipompa ketangki crude glyserin sementara.
Glyserin - Water Evaporation Section
Pada section ini crude gliserin diproses didalam evaporator dimana evaporator yang digunakan disini adalah triple efek untuk menghilangkan kadar air yang ada didalam crude gliserin sehingga dapat dihasilkan crude gliserin sebesar 80%. Hal ini juga sangat dipengaruhi oleh suhu maka dalam proses ini disetting suhu maksimum 145 0C ini pun tergantung flow dari crude gliserin tersebut.multi effect evaporator yang terdiri dari beberapa pemisahan bagian yang dilengkapi dengan sistem cairan sirkulasi digunakan untuk mengkonsentrasikan glycerin-air,dimana hasil produk gliserin ini disimpan ditangki penyimpanan sementara sebelum adanya pengapalanterhadap konsumen.
