Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil CPO dan Metanol Kapasitas 700.000 TonTahun
Hendri Susanto D 500 080 005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Densitas : 1,261 gcm
3
Vskositas : 1449 cP
Kelarutan : larut sempurna dalam air dan alkohol
Kemurnian : 50
2.1.3. Spesifikasi katalis dan bahan pembantu
a.
Natrium Hidroksida
Rumus Molekul : NaOH
Berat Molekul : 39,9971 gmol
Wujud : Putih padat
Densitas : 2,1 gcm
3
Solubility : 111 g100 ml 20
o
C Melting Point
: 318
o
C Boiling Point
: 1390
o
C
b. Asam Klorida
Rumus Molekul : HCl
Berat Molekul BM : 36,461 gmol
Bentuk 30°C, 1 atm : Cair
Densita s ρ
: 1,193 pada 188 K kgm
3
Titik didih : 81,5-110
o
C Titik beku
: -74
o
C Kemurnian
: 33
2.2. Konsep Proses
2.2.1. Dasar reaksi
Pada prinsipnya, proses transesterifikasi adalah mengeluarkan glicerin dari minyak dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol metanol menjadi
alkohol ester atau biodiesel. Reaksi ini merupakan reaksi dapat balik yang pada
suhu kamar tanpa bantuan katalisator akan berlangsung sangat lambat.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil CPO dan Metanol Kapasitas 700.000 TonTahun
Hendri Susanto D 500 080 005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
C
57
H
104
O
6
+ 3CH
3
OH ↔ 3C
19
H
36
O
2
+ C
3
H
8
O
3
................5 Minyak sawit Metanol Biodiesel Gliserol
Alkohol yang digunakan dalam reaksi ini adalah metanol. Pada umumnya alkohol dengan atom C lebih sedikit mempunyai kereaktifan yang lebih tinggi daripada
alkohol dengan atom C lebih banyak. Sedangkan mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :
Katalis a.
Mula-mula minyak sawit atau CPO Trigliserida bereaksi dengan
metanol menghasilkan Digliserida DG dan Biodiesel
TG + 3CH
3
OH ↔ DG + 3C
19
H
36
O
2
...................6 b.
Pada reaksi ke dua, Digliserida DG bereaksi dengan alkohol yang
lain menghasilkan Monogliserida MG dan Biodiesel
DG + 3CH
3
OH ↔ MG + 3C
19
H
36
O
2
...................7 c.
Kemudian pada reaksi ketiga, Monogliserida bereaksi dengan alkohol
yang ketiga menghasilkan Gliserol dan Biodiesel
MG + 3CH
3
OH ↔ C
3
H
8
O
3
+ 3C
19
H
36
O
2
..................8 2.2.2.
Kondisi operasi
Pada proses transesterifikasi minyak sawit CPO dengan metanol berlangsung pada suhu 60
o
C dan tekanan 1 atm dengan knversi 98 dan produk yang dihasilkan memiliki kemurnian 98.
2.2.3. Tinjauan termodinamika
Untuk menentukan sifat reaksi apakah berjalan secara eksotermis atau endotermis maka perlu pembuktian dengan menggunakan panas.
reaksi ΔH
o
yang dapat ditentukan dengan : Data-data
f
untuk masing-masing komponen adalah :
f
C
57
H
104
O
6
= 520,076 kJmol
f
CH
3
OH = -200,94 kJmol
f
C
19
H
36
O
2
= -180,063 kJmol
Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil CPO dan Metanol Kapasitas 700.000 TonTahun
Hendri Susanto D 500 080 005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
f
C
3
H
8
O
3
= -159,16 kJmol http:cea.grc.nasa.gov
Jika maka reaksi bersifat eksotermis
Jika maka reaksi bersifat endotermis
f
C
3
H
8
O
3
+ 3
f
C
19
H
36
O
2
– [
f
C
57
H
104
O
6
+ 3
f
CH
3
OH] = {-159,16 + 3 x -180,063}
– {520,076 + 3 x -200,94} kJmol = -782,093 kJmol
Dari harga sebesar –782,093 kJmol dapat disimpulkan bahwa pada
reaksi tersebut adalah reaksi eksotermis. Untuk mengetahui reaksi pembentukan biodisel termasuk reaksi
reversibel
atau
irreversibel,
maka harus dihitung harga dari tetapan kesetimbangan K.
Diketahui data-data sebagai berikut : G
f
C
57
H
104
O
6
= -125,1 kJkmol G
f
CH
3
OH = -159,2268 kJkmol
G
f
C
19
H
36
O
2
= -635,0060 kJkmol G
f
C
3
H
8
O
3
= -437,2014 kJkmol Yaws,1979
G
Δ G
produk
- Δ G
reaktan
G
C
19
H
36
O
2
+ G
f
C
3
H
8
O
3
] – [
G
C
57
H
104
O
6
+ 3 x
G
CH
3
OH] =[3 x -635,0060 + -437,2014]
– [-125,1 + 3 x -159,2268] kJkmol = -1.739,4392 kJkmol
R = 8,314 kJkmol
o
K G
-RT ln K Ln K = -
G
RT = - -1.739,4392 kJkmol 8,314 kJkmol
o
K x 298
o
K = 0,7020
K
o
= 2,0179 K
T operasi
= 1,9692
Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Crude Palm Oil CPO dan Metanol Kapasitas 700.000 TonTahun
Hendri Susanto D 500 080 005
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Dari hasil diatas tampak bahwa harga K 1 sehingga reaksi yang terjadi merupakan reaksi
reversibel.
2.2.4. Tinjauan kinetika
