RE
3
memperhitungkan kandungan energi yang dimiliki produk samping dari bahan baku yang digunakan. Persamaan rasio energi ini digunakan oleh Pimentel
dan Patzek 2005. RE =
E
k
29 RE
4
membandingkan antara energi yang dikandung produk dengan energi proses yang digunakan untuk memproduksinya. Beberapa peneliti yang
menggunakan definisi rasio energi ini adalah Yadav et al. 2010, Plenjai dan Gheewala 2009, serta Pradhan et al. 2008.
Pada subsistem reaktor diperhitungkan pula panas pembentukan akibat reaksi yang antara minyak dan metanol. Perhitungan berdasarkan jumlah
kontribusi atom atau molekul grup dari masing-masing komponen.
3.3.3.2 Perhitungan Analisis Eksergi
Proses analisis dilakukan sesuai dengan batasan sistem seperti pada Gambar 6. Alat produksi biodiesel secara non-katalitik dengan bubble column reactor
hasil modifikasi dibagi dalam 4 subsistem, yaitu subsistem evaporator, superheater, reaktor, dan alat penukar panas. Tabel 4 menunjukan subsistem dan
persamaan yang dibangun. Tabel 4 Subsistem dan persamaan analisis eksergi
Evaporator
Evaporator 2
1
E_masuk Q_keluar
W_elektrik E_keluar
Massa ∑ ṁ = ∑ ṁ
Energi W =
�ṁ C T − T + ṁ h + m
̇ C T − T � Entropi ∆S
= m ̇ C ln
+
̇
+ m
̇ C ln Eksergi W − T ∆S
= �ṁ C T − T +
m ̇ h + ṁ C T − T � −
�T �ṁ C ln +
̇
+ m
̇ C ln ��
Superheater
4 3
E_masuk
E_keluar W_elektrik
Superheater
Massa ∑ ṁ = ∑ ṁ
Energi W = m
̇ C T − T Entropi ∆S = ṁ C ln
T T
Eksergi W − T ∆S
= m ̇ C T − T −
�T �ṁ C ln ��
Reaktor
Reaktor
6
5 W_elektrik
E_masuk E_keluar
Massa ∑ ṁ = ∑ ṁ
Energi W +
∆H = m
̇ C T − T Entropi ∆S
= m ̇ C ln −
∆
k
Eksergi W + ∆H �1 − � − T ∆S
= m
̇ C T − T − �T �ṁ C ln � �
Alat penukar panas
Alat penukar panas
8 9
7 10
E_masuk
E_masuk E_keluar
E_keluar Produk
Massa m
̇ = ṁ = ṁ m
̇ = ṁ = ṁ Energi
m ̇ C T − T = ṁ C T − T
Entropi ṁ C ln +
∆S = m
̇ C ln Eksergi Q �1 − � − T ∆S
= Q �1 − �
Efisiensi eksergi hukum kedua termodinamika pada setiap subsistem dapat dituliskan sebagai:
η = 1 −
∆ ̇
30
Dimana
Ẋ merupakan komponen yang diperhitungkan sebagai eksergi masuk kW