dengan mesin diesel 5,9 L pada jarak 161000 km 100000 mil menunjukkan bahwa pemakian RME menghasilkan penurunan tenaga 5 dan penurunan
densitas asap 32 sedangkan untuk pemakaian 20RME menghasilkan penurunan tenaga 1,5 dan penurunan densitas asap 6,6 dari 2-D serta tidak terjadi
kerusakan mesin Peterson et al. 1999. Uji kinerja mesin stasioner type 4-stroke diesel engine, No. Cylender 4,
displacement 2,238 cm
3
, ratio kompresi 21:1, bore stroke 88 x 92 mm menunjukkan bahwa torsi mesin menurun ketika kandungan ester dinaikkan, dan
torsi mesin maksimum untuk minyak diesel diperoleh pada kecepatan 2500 rpm yaitu 117nM lebih tinggi pada penggunaan campuran minyak diesel dan metil ester
7030 yaitu 114nM Legowo el al. 2001. Uji ketahanan mesin selama 250 jam terhadap biodiesel sawit B30 dibandingkan dengan bahan bakar solar B00 adalah
torsi motor lebih rendah 2,77, daya lebih rendah 2,77, konsumsi bahan bakar lebih tinggi 5,94 deposit nosel injektor lebih tinggi 3,2, deposit piston lebih
tinggi 4,20, deposit klep lebih tinggi 0,85, deposit kepala silinder lebih tinggi 30,84 dan deposit pada saringan bahan bakar lebih tinggi 57,3 Legowo et al.
2006. Menurut Reksowardojo 2006 pada umumnya hasil pengujian bed test dan road test
menunjukkan bahwa bahan bakar biodiesel yang diproduksi memenuhi standar FBI-S01-03 SNI 04-7182-2006 tidak signifikan merubah kinerja mesin,
gas emisi, dari mesin baik kondisi mesin diesel stasioner maupun mesin diesel kendaraan bermotor.
2.6 Perancangan Proses Produksi Biodiesel
2.6.1 Perancangan Proses
Perancangan merupakan proses kreatif dan berdisiplin untuk memecahkan masalah mencakup pendefinisian dan penyelesaian masalah dengan menggunakan
prinsip metode ilmiah dan seni, informasi teknis, dan imajinasi menentukan struktur, mesin, proses atau sistem baru yang memenuhi fungsi yang diinginkan
dengan nilai ekonomis dan efisiensi tinggi Johnston et al. 2000. Proses perancangan pada intinya merupakan kegiatan berurutan secara sistematis dan
terpadu dalam bentuk sintesis yaitu bagaimana suatu masalah yang sulit dan kompleks diurai menjadi beberapa masalah yang lebih mudah kemudian
dilanjutkan dengan menggabungkan masing-masing pemecahan masalah menjadi pemecahan masalah aslinya Johnston et al. 2000. Skema proses perancangan
menurut Roy dan Cross dalam Johnston et al. 2000 dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Model proses perancangan Roy dan Cross 1983 diacu dalam Johnston et al. 2000.
invensi Sumber ide:
• Kreativitas individutim
• Penelitian pasar • Masukan konsumen
• Produk pesaing • Komponenmaterial
baru • Penelitian dasar
• Masalah yang harus diselesaikan
• Tantangan • Kemampuan
teknologi, pengetahuan,
material termasuk keterampilan
Engineering science Sketsa model
pola
Pengembangan percobaan Spesifikasi dan
disain prototipe
Pengembangan manufacturing
Rancangan produk dan peralatan
Produksi
Pemasaran Inovasi
Science Pengembangan
bertahap
Inovasi tambahan dan
pengembangan rancangan
Maturity
Penurunan penggantian
Engineering design
Dua teknik dasar dalam sintesis proses adalah teknik heuristik dan algoritma. Teknik algoritma adalah analisis sederhana untuk menganalisis masalah
komplek dengan cara pengamatan susunan terstruktur structural array sedangkan teknik heuristik adalah teknik pemilihan proses berdasarkan logika dan
informasi dasar Ruud dan Watson 1973. Sintesis proses secara heuristik merupakan pengambilan keputusan berdasarkan teori dan penyelesaian yang dapat
dipercaya: rule of thumb, spekulasi, dan subyektif Seider et al. 1999. Teknik heuristik dalam sintesis proses adalah proses penjabaran sejumlah langkah praktis
untuk mencapai tujuan kegiatan. Beberapa teknik heuristik dalam sintesis proses dikembangkan oleh Rudd
dan Watson 1973, Douglas 1988 dan Seider et al. 1999. Sintesis proses menurut Ruud dan Watson 1973 meliputi: 1 pemilihan jalur reaksi proses, 2
alokasi bahan atau pereaksi, 3 pertimbangan teknik pemisahan atau proses hilir 4 pemilihan operasi pemisahan dan 5 pemaduan atau integrasi rancangan satu
sampai empat. Sedangkan menurut Douglas 1988 sintesis proses meliputi: 1 teknis reaksiproses 2 analisis input-output 3 pengalokasian output dan 4
operasi pemisahan dan jaringan penukar panas. Sintesis proses menurut Seider et al.
1999 meliputi: penghilangan memperkecil perbedaan 2 distribusi bahan 3 teknik pemisahan 4 eliminasi dan 5 integrasi.
Perancangan proses yang bersifat interaktif juga dikembangkan oleh Sinnot 1999 seperti disajikan pada Gambar 5. Tahapan penting dalam perancangan
tersebut adalah pengumpulan data, sifat fisika, dan metoda dan pemilihan dan evolusi proses optimasi seperti data kinetika reaksi. Perancangan proses melalui
analisis sistem proses disampaikan oleh Hartmann dan Kaplick 1990 seperti disajikan pada Gambar 6.
Gambar 5 Model proses perancangan interaktif Sinnot 1999.
Gambar 6 Perancangan proses melalui tahapan analisis sistem proses Hartmann dan Kaplick 1990.
Tahapan perancangan proses kimia untuk menghasilkan rancangan rinci detailed design dikembangkan oleh Seider et al. 1999 pada dasarnya terdiri atas
peluang dan permasalahan, kreasi proses dan pengembangan proses seperti disajikan pada Gambar 7.
Tujuan spesifikasi rancangan Pengumpulan data, sifat fisika,
metoda perancangan sifat fisik Generalisasi dari perekaan
rancangan yang mungkin Seleksi dan evaluasi
optimisasi
Rancangan akhir Tujuan
Spesifikasi rancangan
Sintesis
perancangan sistem Analisis Modeling
dan Simulasi Optimasi dan Evaluasi
Multiobjective
Apakah properties sistem tercapai
Tujuan, spesifikasi
kebutuhan
Sistem yang ada
Rancangan proses akhir
ya tidak
Pengembangan proses berdasarkan kasus
`
Gambar 7 Tahap perancangan proses kimia Seider et al. 1999.
Sintesis proses awal
:
reaksi, separasi, perubahan operasi, integrasi tugas, seleksi peralatan
ya tolak
Kreasi proses Process creation
Menciptakan flowsheet proses
Integrasi proses
Pengetesan Pilot-Plant Modifikasi flowsheet
tdk
Proses rinci Sintesis
–
Metode Algoritma Sintesis separasi
Analisis hukum aturan Integrasi panas dan daya
tdk Konstruksi
Startup Operasi
Penilaian start up Peralatan tambahan
Simulasi dinamik
• Analisis keamanan dan uji ketahanan
• Pengetesan pilot plant
Penilaian pengendalian :
Sintesis struktrur pengendalian, Analisis pengendalian,
Simulasi dinamik
Peluang Opportunity
Survei literatur
Percobaan
Kreasi database awal Preliminary Databse Creation
Create a detailed database
Rancangan rinci Detailed Design:
kondisi optimum proses, ukuran alat estimasi biaya modal
tolak
ya
ya
Menganalisis permasalahan
Simulasi model
Rancangan akhir: gambar peralatan, diagram perpipan, diagram instrumentasi, lay out
peralatan, skala model konstruksi,
Apakah ada keuntungan kasar?
tdk
Apakah proses menjanjikan ?
Apakah proses feaseble?
Laporan perancangan proses
Perancangan proses dilakukan karena adanya peluang Opportunity untuk menghasilkan produk yang menguntungkan dan memuaskan serta adanya
permasalahan langsung dari masyarakat Seider et al. 1999. Permasalahan dirumuskan secara spesifik berdasarkan informasi dari survei literatur. Informasi
yang dimaksud berkaitan dengan bahan baku, skala proses, permintaan pasar, harga jual produk dan lain-lain. Invensi dalam perancangan proses dimulai dengan
membuat pernyataan masalah sederhana statemen problem primitif, kemudian dilanjutkan pembentukan tim perancang, pengumpulan informasi, kreasi proses
untuk menyelesaikan masalah spesifik. Kreasi proses dilakukan setelah permasalahan dirumuskan dan survei
literatur dilaksanakan. Kreasi proses dilakukan melalui pengumpulan data sifat- sifat termofisika bahan kimia dan percobaan laboratorium. Kegiatan terpenting dari
kreasi proses adalah sintesis yang terdiri atas eliminasi perbedaan tipe molekul, pencampuran, pemisahan, eliminasi perbedaan suhu, tekanan dan fase dan integrasi
proses Seider et al. 1999. Kreasi proses diakhiri dengan analisis keuntungan kasar. Proses dihentikan ketika harga produk melebihi harga bahan baku.
Pengembangan proses hanya dilakukan terhadap proses yang memberikan keuntungan. Tim perancang membuat diagram alir flowsheet proses yang detail
disertai dengan neraca masa, neraca energi dan daftar peralatan. Beberapa kasus dapat diselesaikan dengan kumputer program HYSYS. Tiga alternatif kegiatan
ditambahkan meliputi kreasi data rinci Create a detailed database, pengetesan Pilot-Plant
dan simulasi model. Kreasi data rinci dilakukan untuk medetailkan rancangan, seperti reaksi kinetik, fisibilitas pemisahan, ukuran peralatan dan lain-
lain. Pengetesan pilot plant dilakukan untuk mengkonfirmasi variasi peralatan yang akan dioperasikan dan untuk menghaluskan data. Simulasi model proses dilakukan
untuk generalisasi data berkaitan dengan komposisi dan sifat fisik bahan kimia, tahapan proses, kondisi operasi dan lain-lain. Simulasi dapat menggunakan data
hasil regresi dari percobaan di laboratorium. Akhir kegiatan pengembangan adalah
analisis fisibilitas, jika diketemukan tidak fisibel maka kembali pada tahapan kreasi proses atau integrasi proses.
Inti dari perancangan proses adalah menemukan pilihan-pilihan proses yang layak untuk dikembangkan sehingga pemilihan proses merupakan titik awal yang
cukup menentukan Suryani dan Mangunwidjaja 2002. Perancangan proses berhubungan erat dengan kegiatan sintesis yang merupakan kegiatan yang
berurutan dan terpadu. Dalam sintesis dilakukan pemilihan proses dengan mengikuti kaidah umum heuristik seperti mempertimbangkan biaya rendah,
aman, memenuhi persyaratan lingkungan dan mudah mengoperasikannya. Proses perancangan dan penilaian teknologi produksi biodiesel dilakukan oleh Zhang et al.
2003 dengan menggunakan empat alternatif yaitu 1 bahan baku minyak sayur asli dengan katalis basa; 2 bahan baku minyak goreng bekas dengan katalis basa ;
3 bahan baku minyak goreng bekas dengan katalis asam; dan 4 bahan baku ekstraksi heksan dengan katalis asam dengan.
2.6.2 Kinetika Reaksi pada Proses Pembuatan Biodiesel
