Analisis Olein Proses Produksi Biodiesel

19

III. METODE PENELITIAN

3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Penelitian ini dimulai pada bulan Mei hingga Desember 2010. Penelitian dilakukan di laboratorium di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi Surfactant and Bioenergy Research Center-IPB, Bogor.

3.2 ALAT DAN BAHAN

Pada penelitian ini terdapat tiga pengelompokan alat yang digunakan yaitu peralatan produksi biodiesel, peralatan untuk fraksinasi, dan peralatan untuk analisis. Pada tahapan produksi biodiesel digunakan plant biodiesel kapasistas 140-150 liter, ember, jirigen 30 liter, jirigen 18 liter, corong, pengaduk, wadah stainless steel, gelas ukur. Pada proses fraksinasi digunakan alat fraksinasi fractional distillation system kapasitas 82,6 liter yang tersusun dari beberapa komponen yaitu boiling vessel, column, packing, condensor, receiver vessel, burner, tabung gas 50 kg, regulator, selang gas, pompa vakum, pompa air, tangki air, dan selang. Sementara itu, untuk peralatan analisis digunakan satu unit gas kromatografi, syring, botol sampel 10 ml, botol sampel 300 ml, timbangan analitik, sudip, gelas kimia 100 ml, gelas kimia 300 ml, gelas arloji, aluminium foil, gelas kimia 1000 ml, erlenmeyer 100 ml, erlenmeyer 300 ml, erlenmeyer 500 ml, pipet 1 ml, pipet 5 ml, pipet 10 ml, pipet 25 ml, pipet mikro, gelas pengaduk, hot plate , stirrer, termometer, oven, kertas saring, pompa vakum kecil, corong buchner, piknometer, wadah gelas, buret 25 ml, buret 50 ml, dan kondensor pendingin balik. Bahan yang digunakan pada penelitian terdiri dari olein sawit sebanyak 1000 liter dari PT. Miki Oleo Nabati, satu drum metanol 200 liter, KOH, heksan, gliserol untuk fluida pemanas alat fraksinasi, minyak pelumas pompa vakum, dan bahan kimia untuk analisis sifat fisiko kimia olein, biodiesel olein, biodiesel hasil fraksinasi, dan biodiesel sisa fraksinasi.

3.3 TAHAPAN PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahap yaitu tahap produksi metil ester skala pilot plant dan tahap proses fraksinasi metil ester. Setiap tahapan yang dilakukan memiliki parameter khusus dan dilakukan sebaik mungkin agar diperoleh hasil yang terbaik.

3.3.1 Produksi Biodiesel Olein Skala Pilot Plant

Pada tahapan produksi biodiesel ini, dilakukan karakterisasi bahan baku olein, produksi biodiesel, dan karakterisasi biodiesel yang dihasilkan. Karakterisasi bahan sebelum dan sesudah proses produksi biodiesel menjadi parameter pembanding untuk mengetahui perubahan selama proses.

3.3.1.1 Analisis Olein

Analisis olein bertujuan untuk penentuan pemilihan proses produksi biodiesel yang akan dilakukan. Parameter analisis yaitu kandungan asam lemak olein menggunakan gas kromatografi, analisis densitas, bilangan iod, bilangan penyabunan, bilangan asam, dan kadar 20 FFA. Parameter yang menjadi penentu pemilihan proses adalah kadar FFA. Jika kandungan FFA sangat kecil 2 maka proses pembuatan biodiesel yang dilakukan adalah proses transesterifikasi langsung. Sebaliknya jika FFA dalam minyak sangat tinggi, proses produksi biodiesel dilakukan dengan esterifikasi-transesterifikasi. Prosedur analisis olein terlampir pada Lampiran 1 dan Lampiran 2.

3.3.1.2 Proses Produksi Biodiesel

Proses transesterifikasi bertujuan untuk mengubah trigliserida minyak menjadi biodiesel dan gliserol. Penelitian ini menggunakan 12 satuan percobaan fraksinasi yang masing- masing satuan percobaan membutuhkan biodiesel sebanyak 50 liter. Oleh karenanya, minimal jumlah biodiesel yang diproduksi adalah 600 liter. Proses transesterifikasi ini dilakukan melalui beberapa bacth produksi menyesuaikan dengan kapasitas alat produksi. Kapasitas alat yang dimiliki adalah sekitar 140 liter bahan baku. Tahapan produksi biodiesel adalah sebagai berikut: 1. Persiapan Bahan Baku Persiapan bahan baku dilakukan untuk menyiapkan bahan sebelum proses transesterifikasi dilakukan. Persiapan yang dilakukan adalah pemanasan olein dan pembuatan larutan metoksida KOH dalam metanol. Pemanasan dilakukan dalam tangki pemanas menggunakan pemanas listrik. Suhu yang diharapkan tercapai adalah 60-70 o 2. Proses Transesterifikasi C. Proporsi larutan metoksida yag dibuat adalah 15 metanol dan 1 KOH basis bahan baku. Setiap bacth produksi biodiesel dibutuhkan olein 120 liter, metanol 18-19 liter, dan KOH 1,2 kg. Proses transesterifikasi dilakukan di reaktor transesterifikasi. Pada reaktor, minyak dicampurkan dengan larutan metoksida. Suhu proses dijaga sekitar 60 o 3. Proses Settling Pendiaman C selama 1 jam dan diaduk untuk mempercepat laju reaksi pembentukan biodiesel. Proses pendiaman merupakan proses pengendapan untuk memisahkan gliserol dari biodiesel. Pemisahan gliserol dan metil ester kasar dilakukan di tangki settling. Posisi tangki ini lebih tinggi dari tangki lainnya agar pemisahan komponen lebih cepat. Pemisahan dilakukan dengan prinsip separasi karena perbedaan berat jenis gliserol dan metil ester. Gliserol memiliki berat jenis lebih besar dibandingkan dengan metil ester sehingga gliserol akan berada dilapisan bawah yang kemudian ditampung dalam wadah jirigen. Proses pendiaman biasanya dilakukan sekitar 4-6 jam. 4. Proses Washing Pencucian Proses pencucian bertujuan untuk menghilangan sabun dalam metil ester kasar. Selama proses transesterifikasi, dimungkinkan terjadi reaksi antara KOH dan trigliserida atau asam lemak bebas sehingga membentuk sabun. Proses pencucian dilakukan dengan melewatkan air dengan pengandukan secara berkala. Sabun dalam metil ester memiliki sifat larut dalam air dan dibuang untuk memurnikan metil ester. 5. Proses Drying Pengeringan Proses pengeringan merupakan tahapan terakhir dari proses pembuatan biodiesel. Proses ini bertujuan menghilangkan air dalam metil ester melalui pemanasan. Pengeringan dilakukan pada tangki drying dengan pemanasan menggunakan bahan bakar gas selama kurang lebih 2,5 jam. Proses ini dinyatakan selesai jika tidak terdapat gelembung air dalam metil ester. 21 Secara sederhana, proses produksi biodiesel skala pilot plant dapat dilihat Gambar 15 berikut ini. Olein FFA 2 Analisis FFA Proses Transesterifikasi t = 1 jam, T = 60 o C Pembuatan larutan metoksida Metanol 15 KOH 1 Proses Settling t = 1 jam Gliserol Crude Metil Ester Proses Washing Air hangat 30, 3 kali Bahan pengotor Proses Drying Refined Metil Ester Gambar 15. Diagram alir proses produksi biodiesel

3.3.1.3 Analisis Biodiesel Olein