Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN BIODIESEL BERBAHAN BAKU LIMBAH
PADAT DAN LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT
KAPASITAS 16.000 TON / TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
MEUTIA NURFAHASDI
NIM. 040405043

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT sebagai Zat yang
tidak pernah berhenti mengalirkan nikmat pada hambaNya sehingga penulis akhirnya
dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat dan Limbah Cair Pabrik
Kelapa Sawit dengan Kapasitas Produksi 16.000 Ton/Tahun”. Sholawat dan
salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang dengan pesannya
”Tuntutlah ilmu hingga ke liang lahat” dan ” Gapailah langit, karena jika melesetpun
kamu tetap akan berada di antara bintang – bintang ” yang selalu menjadi motivasi
bagi penulis untuk terus menggali ilmu, salah satunya di Jurusan Teknik Kimia ini.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian
sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST. MSc, sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama
menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Mersi Suriani Sinaga, ST. MT, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama
menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, sebagai Koordinator Tugas Akhir.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
5. Bapak M.Ansori Nasution, ST atas segala kesempatan berdiskusi yang diberikan
dalm penyusunan skripsi ini. .
6. Para Staf Pengajar dan Pegawai Jurusan Teknik Kimia Universitas Sumatera
Utara.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

7. Ayahanda Ir. H. Syafruddin Hasan, MT dan Ibunda Hj. Chairani br Sirait, BSc

yang telah mendidik, mengasihi dan mendukung di dalam moriil maupun
spiritual dan finansial serta kasih sayang mereka yang tak pernah terputus.
8. Saudara kandung penulis, kedua adik saya Hafnida dan Muhammad Taufik, yang
selalu memberi semangat dan doa agar cepat menyelesaikan skripsi ini.
9. Seluruh keluarga besar di Kota Medan, Jakarta, Yogyakarta, dan Aceh atas doa
dan dukungannya sehingga penulis tidak pernah mengenal kata menyerah dalam
menyelesaikan studi ini.
10. Sepupuku Mas Koko, yang selalu memberikan motivasi untuk penulis dalam
menamatkan studi.
11. Partner penulis, Harry Dani Perdana atas kerjasamanya dalam penulisan tugas
akhir ini.
12. Teman-teman penulis, Mala, Zack, Guntur, Bunga, Made, Kyky, B’Ridho,
B’Andi, dan B’Riky yang tidak pernah jemu menanyakan kemajuan skripsi dan
terus menyemangati penulis selama penyusunan skripsi.
13. Teman-teman di Departemen Teknik Kimia, khususnya angkatan 04 yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan warna dan
kebersamaan pada setiap hari yang kita lewati bersama
14. Adik – adik junior Teknik Kimia Stambuk 2005, 2006, 2007, dan 2008 untuk
segala dukungan dan saran yang membangun sehingga penulis terus termotivasi
untuk menyelesaikan kuliah di Teknik Kimia.

Akhir kata penulis mengharapkan kiranya skripsi ini dapat bermanfaat dan
membantu semua pihak yang memerlukannya.

Medan, Oktober 2009
Penulis,

Meutia Nurfahasdi

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

INTI SARI

Pra rancangan Pabrik Pabrik Pembuatan Biodisel Berbahan Baku Limbah
Padat dan Limbah Cair Kelapa Sawit, yang direncanakan beroperasi dengan
kapasitas 16.000 ton/tahun (1.674,1979 kg/jam) dan beroperasi selama 330 hari
dalam setahun.
Proses yang digunakan dalam pra rancangan pabrik ini adalah proses
metanolisis, yaitu dengan menggunakan bahan baku limbah padat dan limbah cair

pabrik kelapa sawit, metanol serta katalis asam dan basa melalui reaksi esterifikasi
dan transesterifikasi. Pemilihan bahan baku kedua limbah ini adalah karena selain
dapat mengurangi pencemaran lingkungan juga dapat bernilai ekonomis.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir PTPN II Tebing
Tinggi, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 8.023 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 273
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi fungsionil dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik biodisel, adalah:
- Total modal investasi

: Rp 296.405.373.490,-

- Biaya produksi

: Rp 147.301.427.560,-

- Hasil penjualan per tahun

: Rp 297.459.452.400,-

- Laba bersih

: Rp 149.407.234.835,-

- Profit Margin

: 35,17 %

- Break even point (BEP)

: 26,91 %

- Return of Investment

: 35,29 %

- Pay Out Time

: 2,8 tahun

- Return of Network

: 58,82 %

- Internal Rate of Return

: 46,2 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan biodisel ini layak untuk didirikan.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................. i
INTISARI ................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR.................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix

BAB I

PENDAHULUAN...................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang..................................................................... I-1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................. I-3
1.3 Tujuan Pra Perancangan Pabrik............................................ I-3
1.4 Manfaat ............................................................................... I-3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ II-1
2.1 Minyak Sawit ....................................................................... II-1
2.2 Jenis Limbah Kelapa Sawit ................................................... II-3
2.2.1 Limbah Perkebunan Kelapa Sawit................................ II-3
2.2.2 Limbah Industri Kelapa Sawit ...................................... II-3
2.3 Prospek Biodisel ................................................................... II-6
2.4 Syarat Mutu Biodisl.............................................................. II-7

2.5 Sifat – Sifat Bahan Baku dan Produk .................................... II-9
2.5.1 Gliserol ........................................................................ II-9
2.5.2 Metanol........................................................................ II-10
2.5.3 Natrium Hidroksida...................................................... II-11
2.6 Pemilihan Proses................................................................... II-11
2.7 Deskripsi Proses ................................................................... II-12
2.7.1 Tahap Awal.................................................................. II-12
2.7.2 Tahap Pembuatan Biodisel ........................................... II-13

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

2.7.2.1 Tahap Esterifikasi............................................ II-13
2.7.2.2 Tahap Transesterifikasi.................................... II-14

BAB III

NERACA MASSA..................................................................... III-1

BAB IV

NERACA PANAS...................................................................... IV-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN..................................................... V-1
5.1 Belt Conveyer ....................................................................... V-1
5.2 Screw Press .......................................................................... V-1
5.3 Tangki Sementara CPO......................................................... V-2
5.4 Deoiling Pond....................................................................... V-2
5.5 Filter Press ........................................................................... V-3
5.6 Tangki Limbah Cair CPO ..................................................... V-3
5.7 Tangki Pengumpul CPO ....................................................... V-4
5.8 Tangki Metanol .................................................................... V-5
5.9 Tangki Asam Sulfat .............................................................. V-5
5.10 Chatalist Feed Hopper NaOH I........................................... V-6
5.11 Chatalist Feed Hopper NaOH II ......................................... V-6
5.12 Tangki Pencampur I............................................................ V-7
5.13 Tangki Pencampur II........................................................... V-7
5.14 Reaktor Esterifikasi ............................................................ V-8

5.15 Centrifuge I ....................................................................... V-9
5.16 Reaktor Transesterifikasi I .................................................. V-9
5.17 Centrifuge II ....................................................................... V-10
5.18 Reaktor Transesterifikasi II ................................................. V-10
5.19 Centrifuge III .................................................................... V-11
5.20 Evaporator .......................................................................... V-12
5.21 Tangki Pengumpul Metil Ester ........................................... V-12
5.22 Tangki Pengumpul ............................................................. V-13
5.23 Unit Destilasi Tray.............................................................. V-13
5.24 Refluks Drum ...................................................................... V-14

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

5.25 Tangki Pengupul Crude Gliserol ........................................ V-15
5.26 Pompa................................................................................. V-15
5.43 Cooler................................................................................. V-20
5.44 Coolerr ............................................................................... V-20
5.45 Heater................................................................................. V-21
5.46 Kondensor .......................................................................... V-21
5.47 Reboiler .............................................................................. V-22

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA................ VI-1
6.1 Instrumentasi ........................................................................ VI-1
6.2 Keselamatan Kerja................................................................ VI-15
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Biodiesel ........... VI-16

BAB VII

UTILITAS.................................................................................. VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ....................................................... VII-1
7.2 Kebutuhan Air ...................................................................... VII-2
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ....................................................... VII-12
7.4 Kebutuhan Listrik ................................................................. VII-13
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-13
7.6 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-15
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................. VII-17

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik........................................................................ VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik.................................................................. VIII-6
8.3 Perincian Luas Tanah............................................................ VIII-8

BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .............. IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan .......................................................... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan......................................................... IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ................................................ IX-5
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ................... IX-6

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

9.5 Sistem Kerja ......................................................................... IX-10
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan............................ IX-12
9.7 Analisa Jabatan..................................................................... IX-14
9.8 Pengaturan Gaji Staf dan Karyawan...................................... IX-14
9.9 Kesejahteraan Staf dan Karyawan......................................... IX-18

BAB X

ANALISA EKONOMI ............................................................... X-1
10.1 Modal Investasi................................................................... X-1
10.2 Modal Kerja........................................................................ X-3
10.3 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ...................... X-4
10.4 Perkitaan Rugi/Laba Usaha ................................................. X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi...................................................... X-5

BAB XI

KESIMPULAN .......................................................................... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... DP-1
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................. LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS.................................. LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ................. LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
UTILITAS ................................................................................................... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ................................. LE-1

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rumus Bangun Minyak Sawit ................................................... II-2
Gambar 2.2 Reaksi Esterifikasi dari Asam Lemak Menjadi Metil Ester......... II-14
Gambar 2.3 Reaksi Transesterifikasi dari Trigliserida menjadi Metil Ester.... II-16
Gambar 6.1 Sebuah Lop Pengendalian.......................................................... VI-3
Gambar 6.2 Suatu Proses Terkendali............................................................. VI-4
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Pompa ......................................................... VI-10
Gambar 6.4 Instrumentasi pada Tangki Bahan baku, Tangki Pencampur dan
Tangki Produk........................................................................... VI-10
Gambar 6.5 Instrumentasi pada Reaktor........................................................ VI-11
Gambar 6.6 Instrumentasi pada Heater ......................................................... VI-11
Gambar 6.7 Instrumentasi pada Kondensor................................................... VI-12
Gambar 6.8 Instrumentasi pada Cooler ......................................................... VI-12
Gambar 6.9 Instrumentasi pada Evaporator................................................... VI-13
Gambar 6.10 Instrumentasi pada Unit Destilasi Tray .................................... VI-14
Gambar 6.11 Instrumentasi pada Reboiler..................................................... VI-15
Gambar 7.1 Skema Sistem Pengolahan Air Limbah ...................................... VII-17
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan Biodiesel..................................... VIII-9
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Biodiesel Berbahan Limbah Padat dan Limbah Cair CPO
Kelapa Sawit.............................................................................. IX-19
Gambar LA.1 Grafik Jumlah Tray pada Kolom Destilasi .............................. LA-43
Gambar LE.1 Kurva Break Event Point (BEP) Pabrik Pembuatan Biodiesel
Berbahan Baku CPO Parit ...................................................... LE-28

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Produksi Minyak Sawit (CPO) ...................................................... I-2
Tabel 2.1 Sifat Fisik Minyak Sawit ............................................................... II-2
Tabel 2.2 Komposisi Kimiawi TKKS............................................................ II-4
Tabel 2.3 Karakteristik Limbah Cair Industri Kelapa Sawit .......................... II-5
Tabel 2.4 Parameter dan Baku Mutu Limbah Cair......................................... II-5
Tabel 2.5 Mutu Limbah Cair Industri Limbah Cair ....................................... II-6
Tabel 2.6 Persyaratan Kualitas Biodisel Menurut SNI-04-7182-2006............ II-8
Tabel 3.1 Neraca Massa Screw Press ............................................................ III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Deoiling Pond ........................................................ III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Filter Press............................................................. III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Tangki Pengumpul CPO ......................................... III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Esterifikasi ................................................ III-3
Tabel 3.6 Neraca Massa Centrifuge I ............................................................ III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa Mixer I ................................................................... III-4
Tabel 3.8 Neraca Massa Mixer II .................................................................. III-4
Tabel 3.9 Neraca Massa Reaktor Tranesterifikasi I ....................................... III-5
Tabel 3.10 Neraca Massa Centrifuge II ......................................................... III-5
Tabel 3.11 Neraca Massa Reaktor Transesterifikasi II................................... III-6
Tabel 3.12 Neraca Massa Centrifuge III........................................................ III-6
Tabel 3.13 Neraca Massa Evaporator............................................................ III-7
Tabel 3.14 Neraca Massa Kondensor ........................................................... III-7
Tabel 3.15 Neraca Massa Refluks Drum........................................................ III-8
Tabel 3.16 Neraca Massa Reboiler................................................................ III-8
Tabel 4.1 Neraca Panas Reaktor Esterifikasi ................................................. IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Cooler ..................................................................... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Transesterifikasi I....................................... IV-2
Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor Transesterifikasi II...................................... IV-2
Tabel 4.5 Neraca panas Evaporator............................................................... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas Cooler ..................................................................... IV-3

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Tabel 4.7 Neraca Panas Heater ..................................................................... IV-3
Tabel 4.8 Neraca Panas Kondensor............................................................... IV-3
Tabel 4.9 Neraca Panas Reboiler................................................................... IV-4
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik
Biodiesel....................................................................................... VI-9
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap sebagai Media Panas ............................................ V11-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air sebagai Media Pendingin....................................... VII-2
Tabel 7.3 Kebutuhan Uap berbagai Kebutuhan ............................................. VII-4
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Padang Di Tebing Tinggi............................... VII-5
Tabel 7.5 Syarat Air Umpan Ketel Uap......................................................... VII-8
Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik .......................................................... VII-13
Tabel 7.7 Komposisi Air Limbah Proses....................................................... VII-16
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ................................................................... VIII-8
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja dan Latar Belakang Pendidikannya.............. IX-12
Tabel 9.2 Standar Upah Minimum Provinsi Tenaga Kerja di Indonesia......... IX-14
Tabel 9.3 Standar Upah Minimum Regional Tenaga Kerja di Indonesia ....... IX-16
Tabel 9.4 Perincian Gaji Pegawai ................................................................. IX-16
Tabel LB.1 Data Cp (J/mol K) ...................................................................... LB-2
Tabel LB.2 Kontribusi Gugus untuk Metode Missenard (J/mol K)................ LB-2
Tabel LB.3 Kontribusi Elemen Atom untuk Metode Hurst
dan Harisson (J/mol K).............................................................. LB-5
Tabel LB.4 Kontribusi Gugus untuk Metode Joback (J/mol K) .................... LB-7
Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan (kJ/mol) ......................................... LB-10
Tabel LB.6 Nilai Panas Laten Penguapan ∆HVL ............................................ LB-11
Tabel LB.7 Data Air Pemanas dan Air Pendingin yang Digunakan ............... LB-11
Tabel LB.8 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Esterifikasi ............... LB-13
Tabel LB.9 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Esterifikasi ................ LB-14
Tabel LB.10 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Esterifikasi ............ LB-15
Tabel LB.11 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor Esterifikasi .............. LB-16
Tabel LB.12 Neraca Panas Bahan Masuk Cooler ......................................... LB-18
Tabel LB.13 Neraca Panas Bahan Keluar Cooler ......................................... LB-20
Tabel LB.14 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Transesterifikasi ...... LB-23

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Tabel LB.15 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Transesterifikasi ...... LB-24
Tabel LB.16 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor Transesterifikasi ...... LB-26
Tabel LB.17 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Transesterifikasi ...... LB-29
Tabel LB.18 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor Transesterifikasi ...... LB-30
Tabel LB.19 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor Transesterifikasi ...... LB-32
Tabel LB.20 Perhitungan Panas Bahan Masuk Evaporator ........................... LB-34
Tabel LB.21 Perhitungan Panas Bahan Keluar Evaporator ........................... LB-36
Tabel LB.22 Perhitungan Panas Bahan Keluar Evaporator ........................... LB-37
Tabel LB.23 Neraca Panas Bahan Masuk Cooler ......................................... LB-39
Tabel LB.24 Neraca Panas Bahan Keluar Cooler ......................................... LB-40
Tabel LB.25 Perhitungan Panas Bahan Masuk Heater................................... LB-42
Tabel LB.26 Perhitungan Panas Bahan Keluar Heater .................................. LB-43
Tabel LB.27 Perhitungan Panas Bahan Masuk Kondensor ........................... LB-48
Tabel LB.28 Perhitungan Panas Bahan Keluar Kondensor ........................... LB-49
Tabel LB.29 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reboiler ............................... LB-50
Tabel LB.30 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reboiler ............................... LB-51
Tabel LB.31 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reboiler ............................... LB-52
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan ......................................................... LE-1
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................ LE-4
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses................................................. LE-6
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ......... LE-8
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi .......................................................... LE-12
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai............................................................... LE-16
Tabel LE.7 Perincian Modal Kerja................................................................ LE-19
Tabel LE.8 Perkiraan Biaya Depresiasi......................................................... LE-21
Tabel LE.9 Biaya Perawatan......................................................................... LE-22
Tabel LE.10 Data Perhitungan Break Event Point (BEP) .............................. LE-27
Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ....................... LE-29

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Perkembangan areal perkebunan kelapa sawit yang diikuti dengan
pembangunan pabrik yang cukup pesat akan mempengaruhi lingkungan sekitarnya
terutama badan air penerima limbah. Pengurangan dampak negatif pabrik pada UU
RI No. 23 Tahun 1997, tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup dan PP RI No.51
Tahun 1993, tentang Analisis Mengenai Dampak Lingkungan. Pengendalian limbah
pabrik minyak sawit harus dilakukan dengan baik. Pengendalian limbah pabrik dapat
dilakukan dengan cara pemanfaatan, pengurangan volume limbah, dan pengawasan
mutu limbah. Pembangunan instalasi pengendalian limbah dilakukan bersamaan
dengan pembangunan pabrik minyak sawit dengan sistem yang didasarkan pada
kapasitas dan kualitas limbah yang diinginkan.
Limbah dari pabrik kelapa sawit dapat berupa limbah padat dan limbah cair.
Limbah cair adalah air drab dapat dimanfaatkan untuk penghasil energi melalui
pembuatan biogas dengan bantuan jasad renik. Sedangkan limbah padat adalah TBK,
ampas, serabut, dan cangkang umumnya dipakai sebagai sumber energi untuk bahan
bakar pabrik. Tandan kosong juga dapat diproses sebagai furfural dan alkohol.
Furfural yang dipisahkan dari selulosa melalui proses hidrolisis dan dapat dipakai
sebagai pakan ternak. Tandan kosong dapat diproses menjadi pulp untuk pembuatan
kertas, soft board atau hard board dan kompos. Batang kelapa sawit dapat dijadikan
kayu bangunan, perabot, dan hard board atau particle board. TBK adalah yang
terbuang dari penebah setelah tandan rebus dipisahkan dari buahnya, banyaknya
lebih dari 25% dari TBS. Sedangkan ampas serabut (serat) dan cangkang berturut –
turut sebanyak 15% dan 5% dari TBS. (Mangoensoekarjo, 2003)
Berdasarkan data dari Badan Ketahanan Pangan diketahui bahwa produksi
minyak sawit (CPO) di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.1 di bawah ini.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Tabel 1.1 Produksi Minyak Sawit (CPO)
Tahun

Produksi (ton)

2004

10.830.000

2005

11.862.000

2006

17.351.000

2007

17.373.000

2008

17.110.000

(Sumber : Badan Ketahanan Pangan, 2008)
Perhitungan limbah cair CPO :
1. Pabrik Minyak Kelapa Sawit beroperasi dengan 80% dari kapasitas desain
dengan 20 jam per hari kerja.
2. Total losses CPO yang diizinkan (sesuai dengan standard pengolahan kelapa
sawit) 1,65%, minyak yang bisa diambil sekitar 1% dari TBS diolah.
3. CPO limbah yang dapat diambil sebesar 80% dari total CPO losses.
(Sumber: Warta PPKS, 2008)

Maka, jumlah yang dapat dikutip kembali dari limbah cair CPO dari satu Pabrik
Minyak Kelapa Sawit adalah:
= 60 ton TBS/jam x 80% x 20 jam/hari x 80% x 1%
= 7,68 ton CPO limbah/hari

Dengan perhitungan yang sama, maka jumlah limbah padat CPO dari satu
Pabrik Minyak Kelapa Sawit adalah 7,68 ton limbah CPO/hari. Sehingga total
limbah CPO adalah 15,36 ton limbah CPOhari. Direncanakan sumber limbah dari 3
Pabrik Limbah Kelapa Sawit dengan kapasitas limbah CPO yang sama. Jadi total
limbah CPO yang akan dijadikan biodiesel adalah:
= 3 x 15,36 ton limbah CPO/hari x 330 hari/tahun
= 15.206,4 ton limbah CPO/tahun

Sehingga kapasitas produksi yang dibutuhkan adalah 16.000 ton limbah CPO/tahun.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

1.2 Perumusan Masalah
Biodiesel merupakan jenis bahan bakar yang dapat menggantikan solar yang
jumlahnya semakin hari semakin menipis. Limbah padat dan limbah cair dari pabrik
kelapa sawit sangat potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan
biodiesel. Hal ini karena jumlah limbah padat dan limbah cair dari pabrik kelapa
sawit yang dihasilkan tiap tahunnya cukup besar dan jika tidak diolah dapat merusak
lingkungan. Selain itu, harga limbah padat dan limbah cair dari pabrik kelapa sawit
relatif murah sehingga harga biodiesel dari bahan baku limbah limbah padat dan
limbah cair dari pabrik kelapa sawit mampu bersaing dengan harga minyak solar.
Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian mengenai pembuatan biodiesel dari limbah
padat dan limbah cair dari pabrik kelapa sawit skala pabrik.

1.3 Tujuan Perancangan Pabrik
Tujuan dari perancangan pabrik biodiesel berbahan baku kedua limbah dari
pabrik kelapa sawit ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu Teknik Kimia yang
meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu
teknik kimia lainnya dalam Pra Rancangan Pabrik Biodiesel Berbahan Baku Limbah
Padat dan Limbah Cair dari Pabrik Kelapa Sawit.

1.4 Manfaat
Manfaat perancangan pabrik biodiesel adalah untuk memperkirakan pendirian
suatu pabrik baru, dimana untuk mendirikan suatu pabrik baru dibutuhkan
analisa – analisa baik dari segi proses, peralatan, keselamatan kerja, tata letak dan
terutama aspek ekonomi agar dapat menjadi produk yang bermanfaat tercakup dalam
pra perancangan pabrik tersebut.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak Sawit
Kelapa sawit (Elaeis guinensis jack) merupakan tumbuhan tropis yang
diperkirakan berasal dari Nigeria (Afrika Barat) karena pertama kali ditemukan di
hutan belantara negara tersebut. Kelapa sawit pertama masuk ke Indonesia pada
tahun 1848, dibawa dari Mauritius dan Amsterdam oleh seorang warga Belanda.
Minyak kelapa sawit akan menjadi komoditas andalan Indonesia dan merupakan
sumber devisa negara yang tidak akan pernah kalah bersaing di pasar bebas karena
kelapa sawit memiliki karakter yang khas yaitu hanya dapat dikembangkan di daerah
beriklim tropis sehingga tidak semua negara dapat mengembangkannya.
Secara umum terdapat dua jenis minyak kelapa sawit yaitu minyak kelapa
sawit yang berasal dari ekstraksi daging buah (sabut) dan minyak kelapa sawit yang
berasal dari ekstraksi inti buah (kernel). Hasil ekstraksi daging buah disebut minyak
mentah atau Crude Palm Oil (CPO) sedangkan hasil ekstraksi inti buah disebut
minyak kernel atau Kernel Palm Oil (KPO). (Hadi, 2004)
Adapun yang menjadi klasifikasi botani kelapa sawit adalah sebagai berikut :
Divisio

: Tracheophyta

Subdivisio

: Pteropsida

Kelas

: Angiospermae

Subkelas

: Monocotiledonae

Ordo

: Cocoideae

Familia

: Palmae

Genus

: Elaeis

Spesies

: Elaeis guinensis

Varietas

: Dura, Psifera, Tenera

Sebagai minyak atau lemak, minyak sawit adalah suatu trigliserida yaitu
senyawa gliserol dengan asam lemak. Sesuai dengan bentuk bangun rantai asam
lemaknya. Minyak sawit termasuk golongan minyak asam oleat – linoleat. Minyak

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

sawit berwarna merah jingga karena kandungan karotenoida, berkonsistensi setengah
padat pada suhu kamar (konsistensi dan titik lebur banyak ditentukan oleh kadar
ALB – nya), dan dalam keadaan segar dan kadar asam lemak bebas yang rendah, bau
dan rasanya cukup enak.

Tabel 2.1 Sifat Fisik Minyak Sawit
Berat jenis pada 100oF (37,8oC)

0,898 - 0,901

Indeks refraksi pada 40oC

1,453 – 1,456

Bilangan iodium

44 – 58

Bilangan penyabunan
Zat tak tersabunkan,

195 – 205

%

tak lebih 0,8

Titer,oC

40 – 47

(Sumber : Mangoensoekarjo, 2003)

Rumus bangun minyak sawit adalah sebagai berikut :
H

H

H

C

OH

H

C

OH

H

C

OH

+

HOOCR1

H

C

OOCR1

HOOCR2

H

C

OOCR2

HOOCR3

H

C

OOCR3

H
Gliserol

+

3H2O

H
Asam Lemak

Trigliserida

Air

Gambar 2.1 Rumus Bangun Minyak Sawit (Sumber : Mangoensoekarjo, 2003)
Minyak sawit terdiri atas berbagai trigliserida dengan rantai asam lemak yang
berbeda – beda. Panjang rantai adalah antara 14 – 20 atom karbon.

2.2 Jenis Limbah Kelapa Sawit
Limbah kelapa sawit adalah sisa hasil tanaman kelapa sawit yang tidak
termasuk dalam produk utama atau merupakan hasil ikutan dari proses pengolahan
kelapa sawit. Berdasarkan tempat pembentukannya, limbah kelapa sawit dapat
digolongkan menjadi dua jenis yaitu limbah perkebunan kelapa sawit dan limbah
industri kelapa sawit.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

2.2.1 Limbah Perkebunan Kelapa Sawit
Limbah perkebunan kelapa sawit adalah limbah yang dihasilkan dari sisa
tanaman yang tertinggal pada saat pembukaan areal perkebunan dan panen kelapa
sawit. Jenis limbah ini antara lain kayu, pelepah, dan gulma. Dalam setahun setiap
satu hektar perkebunan kelapa sawit rata – rata menghasilkan limbah pelepah daun
sebanyak 10,4 ton bobot kering.

2.2.2 Limbah Industri Kelapa Sawit
Limbah industri kelapa sawit adalah limbah yang dihasilkan pada saat proses
pengolahan kelapa sawit. Limbah ini digolongkan dalam tiga jenis yaitu limbah
padat, limbah cair, dan limbah gas. Pasir atau tanah dari perkebunan, tandan buah,
ampas, kulit kering batok/cangkang serta lumpur dari kolam pengolah limbah cair
merupakan bentuk limbah padatan. Sedangkan limbah cair berasal dari pengembunan
uap air. Limbah gas dihasilkan dari penguraian bahan organik yang terkandung
dalam buangan cair dan gas dari hasil pembakaran bahan bakar pada ketel uap boiler
dan incinerator. Sebagian limbah padat dibakar pada incinerator yang menghasilkan
panas, dimanfaatkan sebagai energi pembangkit uap, abu yang dihasilkan dijadikan
pupuk dan dicampur dengan buangan cair di dalam kolam
a. Limbah Padat
Salah satu jenis limbah padat industri kelapa sawit adalah tandan kosong
kelapa sawit (TKKS). Tempurung kelapa sawit termasuk juga limbah padat hasil
pengolahan kelapa sawit. Limbah padat mempunyai cirri khas pada komposisinya.
Komponen terbesar dalam limbah padat tersebut adalah selulosa, di samping
komponen lain meskipun lebih kecil seperti abu, hemiselulosa, dan lignin.
Tabel 2.2 Komposisi Kimiawi TKKS
Komposisi

Kadar (%)

Abu

15

Selulosa

40

Lignin

21

Hemiselulosa

24

(Sumber : Fauzi, 2002)

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

b. Limbah Cair
Limbah cair juga dihasilkan pada proses pengolahan kelapa sawit. Limbah ini
berasal dari kondensat, stasiun klarifikasi, dan hidrosilikon. Limbah kelapa sawit
memiliki kadar bahan organik yang tinggi. Tingginya kadar tersebut menimbulkan
beban pencemaran yang besar, karena diperlukan degradasi bahan organik yang lebih
besar pula.
Limbah (sludge) disebut juga lumpur primer yang berasal dari poses
klarifikasi merupakan salah satu limbah cair yang dihasilkan dalam proses
pengolahan kelapa sawit, sedangkan lumpur yang telah mengalami proses
sedimentasi disebut lumpur skunder. Kandungan bahan organik lumpur juga tinggi
yaitu pH berkisar 3-5.

Tabel 2.3 Karakteristik Limbah Cair Industri Kelapa Sawit
Parameter

Lumpur Primer

Lumpur Skunder

3,75

4,54

Padatan tersuspensi (ppm)

80.720

243.670

Padatan volatil (ppm)

64.760

233.730

COD (ppm)

28.220

16.320

Nitrat (ppm)

31

3

Fosfat

106

3

80.720

243.670

pH

Padatan tersuspensi (ppm)
(Sumber : Fauzi, 2002)

Satu – satunya bahan limbah cair adalah air drab yang terbuang dari stasiun
pengutipan minyak yaitu dari bak pengendapan dan sentrifus pemisah, lebih kurang
sebanyak 40% – 70% dari TBS. Limbah ini masih mengandung minyak sekitar 0,5%,
juga zat – zat organik lain sisa – sisa sel minyak, protein, senyawa – senyawa
anorganik, pasir, dan lain – lain.

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Tabel 2.4 Parameter dan Baku Mutu Limbah Cair
Parameter

1989

1991

1993

1995

BOD

1000

500

200

100

COD

2000

1000

400

0

Jumlah zat padat

2000

1500

1500

1500

Zat padat melayang

600

400

400

400

Minyak

75

50

50

50

N amoniak

20

10

5

2

6–9

6-9

6–9

6–9

pH

(Sumber : Mangoensoekarjo, 2003)

Tabel 2.5 Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit
Parameter

Kadar maksimum

Beban pencemaran

(mg/L)

maksimum (kg/ton)

BOD

100

0,250

COD

350

0,880

TSS

250

0,630

Minyak dan lemak

25

0,063

Nitrogen total (N)

50

0,125

6–9

6–9

2,5 m3/ton produk minyak

2,5m3/ton produk minyak

sawit CPO

sawit CPO

Ph
Debit limbah maksimum

(Sumber : Mangoensoekarjo, 2003)
Menurut : Kep – 51/MENLH/10/1995
Catatan :
1. Kadar maksimum untuk setiap parameter pada tabel dinyatakan dalam mL
parameter/

L air limbah.

2. Beban pencemaran maksimum untuk setiap parameter dinyatakan dalam
kg/ton CPO.
3. Nitrogen total adalah jumlah N organik + Amoniak total + NO3 + NO2

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

c. Limbah Gas
Selain limbah padat dan limbah gas, industri pengolahan kelapa sawit juga
menghasilkan limbah gas. Limbah bahan gas ini antara lain gas cerobong dan uap air
buangan pabrik kelapa sawit.

2.3 Prospek Biodiesel
Konsumsi minyak solar secara nasional terus meningkat dengan kenaikan
rata-rata 7% per tahun dan diperkirakan tahun 2020 konsumsi solar mencapai 34 juta
kilo liter. Dari konsumsi tersebut, sekitar 40% adalah solar yang diimpor dari
beberapa negara sehingga sejak tahun 2004 Indonesia menjadi net-importer minyak.
Peningkatan yang begitu cepat karena dipicu pertumbuhan penduduk dan industri.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk menghadapi krisis energi, di antaranya
adalah dengan memanfaatkan sumber energi matahari, batu bara, nuklir dan biofuel.
Pemanfaatan energi biofuel (minyak bakar–bio) mulai dilirik di Indonesia. Hal ini
disebabkan dari segi aspek teknis dan ekonomis lebih menguntungkan karena
menggunakan bahan baku minyak kelapa sawit (Palm Oil) dan jarak pagar (Curcas
Jatropa). Kedua jenis tanaman ini sedang dikembangkan guna menghasilkan
biodiesel yang mampu memenuhi kebutuhan masyarakat.
Biodiesel dengan spesifikasi sesuai ASTM D-6751 atau standar lainnya telah
dinyatakan sebagai bahan bakar alternatif menggantikan minyak solar. Di beberapa
negara, tingkat konsumsi biodiesel sudah cukup tinggi terutama untuk biodiesel B20
yaitu pencampuran biodiesel dan solar dengan perbandingan 20% biodiesel dan 80%
solar. Pertamina sudah mengembangkan biodiesel ini sejak bulan Mei 2006 dengan
meluncurkan Biosolar. Pada saat awal peluncuran hanya terdapat di SPBU Jakarta
dengan jumlah yang masih terbatas. Tetapi akhirnya PERTAMINA mempercepat
pengembangan biosolar dengan meluncurkan biosolar di Surabaya dan Denpasar
pada bulan agustus 2006.

2.4 Syarat Mutu Biodiesel
Suatu teknik pembuatan biodiesel hanya akan berguna apabila produk yang
dihasilkannya sesuai dengan spesifikasi (syarat mutu) yang telah ditetapkan dan
berlaku di daerah pemasaran biodiesel tersebut. Persyaratan mutu biodiesel di

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

Indonesia sudah dibakukan dalam SNI-04-7182-2006, yang telah disahkan dan
diterbitkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN) tanggal 22 Februari 2006
(Soerawidjaja,2006).

Tabel 2.6 Persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006.
Parameter dan satuannya
Batas nilai
Metode uji
o
3
850 – 890
ASTM D 1298
Massa jenis pada 40 C, kg/m
o

Metode setara
ISO 3675

2,3 – 6,0

ASTM D 445

ISO 3104

min. 51
min. 100

ASTM D 613
ASTM D 93

ISO 5165
ISO 2710

maks. 18

ASTM D 2500

-

Korosi bilah tembaga ( 3 jam, 50 C)
Residu karbon, %-berat,

maks. no. 3

ASTM D 130

ISO 2160

ASTM D 4530

ISO 10370

- dalam contoh asli

Maks. 0,05

- dalam 10 % ampas distilasi

(maks 0,03)

Air dan sedimen, %-vol.

maks. 0,05
maks. 360

ASTM D 2709
ASTM D 1160

-

maks. 0,02
maks. 100

ASTM D 874
ASTM D 5453

maks. 10

AOCS Ca 1255
AOCS Cd 3-63
AOCS Ca 1456
AOCS Ca 1456

ISO 3987
prEN ISO
20884
FBI-A05-03

Viskositas kinematik pada 40 C,
2
mm /s (cSt)
Angka setana
o

Titik nyala (mangkok tertutup), C
o

Titik kabut, C
o

o

Temperatur distilasi 90 %, C
Abu tersulfatkan, %-berat
Belerang, ppm-b (mg/kg)
Fosfor, ppm-b (mg/kg)
Angka asam, mg-KOH/g
Gliserol bebas, %-berat

maks. 0,8
maks. 0,02

Gliserol total, %-berat

maks. 0,24

Kadar ester alkil, %-berat

min. 96,5

Angka iodium, g-I2/(100 g)
Uji Halphen

*)

FBI-A01-03
FBI-A02-03
FBI-A02-03
FBI-A03-03

maks. 115

dihitung
AOCS Cd 1-25

negatif

AOCS Cb 1-25

FBI-A06-03

FBI-A04-03

*) berdasarkan angka penyabunan, angka asam, serta kadar gliserol total dan gliserol
bebas; rumus perhitungan dicantumkan dalam FBI-A03-03
(Sumber: Soerawidjaja, 2006)

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

2.5 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk
2.5.1 Gliserol
A. Sifat Fisika
Beberapa sifat fisis dan karakteristik yang penting dari gliserol, antara lain:
1.

Rumus molekul

: C3H8O3

2.

Berat molekul

: 92,09 gr/mol

3.

Titik lebur

: 18,17 oC

4.

Titik didih

: 290 oC

5.

Berat jenis

: 1,2617 gr/cm3

6.

Specific gravity

: 1,260

7.

Tekanan uap

: 0,0025 mmHg pada 50 0C
: 0,195 mmHg pada 100 0C

8.

Panas spesifik

: 0,5795 kal/gram pada 26 0C (99,94% gliserol)

9.

Panas penguapan

: 21,060 kal/mol pada 55 0C
: 18,170 kal/mol pada 195 0C

10.

Panas pembentukan

: 159,60 cal/mol

11.

Konduktivitas termal

: 0,00068 kal/detik (cm2) (0C/cm)

12.

Flash point

: 177 0C

13.

Titik api

: 204 0C

14.

Gliserol merupakan larutan yang berwarna jernih

15.

Gliserol merupakan cairan kental yang tidak berwarna.

16.

Gliserol menyerap air

17.

Rasanya manis hampir 0,6 kali manis sukrosa.

18.

Tidak berbau.

19.

Bersifat higroskopis.

20.

Gliserol larut dalam air dan alkohol tetapi tidak larut dalam eter, benzene, dan
kloroform.

(Sumber : Kirk dan Orthmer, 1971; Mc Graw Hill Encyclopedia, 1977; Perry, 1999)

B. Sifat Kimia
1.

Gliserol dapat bereaksi dengan phosporus pentachloride membentuk gliseril
triklorida CH2Cl-CHCl-CH2Cl

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

2.

Gliserol dapat bereaksi dengan asam membentuk ester
contohnya : gliserol monoasetat CH2OH-CHOH-CH2OOCCH3, gliserol
triasetat, triasetin, gliceril trinitrat (nitroglycerine) CH2ONO2-CHONO2CH2ONO2, dll

3.

Gliserol dapat bereaksi dengan oxidator
contohnya : dilute nitric acid membentuk glyceric acid CH2OH-CHOHCOOH, tartronic acid COOH-CHOH-COOH.

4.

Gliserol dapat bereaksi dengan sodium hydrogen sulfate atau phosphorous
pentoxide dipanaskan, membentuk akrolein CH2=CHCHO.

5.

Gliserol dapat bereaksi dengan fosfor ditambahkan dengan iodin membentuk
allil iodida, CH2=CHCH2I, dimana dengan HI menghasilkan propilen
CH2=CHCH3, dan kemudian iso propil iodida CH3CHICH3

6.

Gliserol dapat bereaksi dengan Natrium atau NaOH membentuk alkoholates.

(Sumber : Mc Graw Hill Encyclopedia, 1977)

2.5.2 Metanol
Sifat-sifat :
1.

Rumus molekul

: CH3OH

2.

Berat molekul

: 32,042 gr/mol

3.

Titik leleh

: -97 oC
: 64,7 oC

3.

Titik didih

4.

Specific gravity

: 0,792

5.

Densitas

: 0,7918 x 103 kg/m3

6.

Cp

: 44,06 J/mol-K
o

7.

fH

8.

o

gas

: -201 kJ/mol

S gas

: 239,9 J/mol-K

9.

Viskositas

: 0,59 mPa.s pada 20 oC

10.

Merupakan cairan yang tidak berwarna

11.

Larut dalam air, alkohol dan eter

(Sumber : Perry, 1999; Wikipedia, 2005)

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

2.5.3 Natrium Hidroksida
Sifat-sifat :
1.

Rumus molekul

: NaOH

2.

Berat molekul

3.

Specific gravity

: 2,130

4.

Densitas

: 1,5181 gr/ml

5.

Viskositas

: 1,80 cP

6.

Titik leleh

: 318,4 oC

7.

Titik didih

: 1390 oC

8.

Sangat larut dalam air, alkohol, eter dan gliserol

9.

Tidak larut dalam aseton

: 40 gr/mol

(Sumber : Perry, 1999)

2.6 Pemilihan Proses
Perbandingan keuntungan dari kedua proses di atas dapat disimpulkan
sebagai berikut :
A. Proses Esterifikasi
1.

Temperatur operasi sebesar 80 oC

2.

Tekanan operasi dapat dilaksanakan pada 1 atm

3.

Rasio molar antara metanol dan FFA adalah 20 : 1

4.

Kadar FFA yang dihasilkan 0,2 %

5.

Menggunakan katalis asam yaitu asam sulfat (H2SO4 ) = 97 %

6.

Alkohol yang digunakan adalah metanol = 98 %

7.

Konversi yang dihasilkan adalah 98 %

(Sumber : Susetiyo, 2006)

B. Proses Transesterifikasi
1. Temperatur reaksi pada transesterifikasi I dan transesterifikasi II = 63 oC
2. Dioperasikan pada tekanan untuk transesterifikasi I dan tranesterifikasi
II = 1 atm
3. Rasio molar antara methanol dan produk tahap pertama adalah 6 : 1

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

4. Biodisel yang dihasilkan pada transesterifikasi I dan transesterifikasi
II = 98 % dari jumlah limbah CPO yang dikonsumsi
5. Menggunakan katalis basa yaitu natrium hidroksida (NaOH) = 100 %
6. Yield yang dihasilkan adalah 98 %
(Sumber : Susetiyo, 2006)
Pada skripsi ini, dipilih proses methanolisis. Adapun alasan pemilihan proses
ini adalah :
1. Temperatur reaksi relatif rendah, yaitu 63 oC
2. Dapat dioperasi pada tekanan 1 atm
3. Alat yang digunakan lebih sederhana, seperti tangki penyimpanan bahan,
reaktor, centrifuge, mixer, destilasi, evaporator, belt conveyer, chatalist feed
hopper, sand filter, deoiling pond dan screw press.
Pada produksi pabrik berskala besar hanya diperlukan biaya awal yang lebih murah,
karena beberapa pertimbangan, yaitu alat dan bahan yang lebih sederhana, serta
bahan baku yang mudah diperoleh dan produk dengan nilai jual yang lebih tinggi.

2.7
2.7.1

Deskripsi Proses
Tahap Awal
Limbah padat CPO dibawa oleh belt conveyer (C-101) untuk diumpankan ke

screw press (S-101) guna mendapatkan minyak CPO dan cake TKS. Setelah itu
minyak CPO yang dihasilkan lalu disimpan di dalam tangki sementara CPO (T-101)
sebelum dialirkan ke tangki pengumpul CPO (T-103). Cake TKS yang dihasilkan
dijual ke pasar dan dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan kompos
sedangkan sisa airnya dialirkan ke pengolahan air untuk digunakan pada air
domestik.
Sementara itu limbah cair CPO yang berada di dalam tangki limbah cair
(T-101) dimasukkan ke dalam deoiling pond (DP-101) untuk dilakukan pemisahan
antara kotoran dan minyak dari limbah cair CPO, sehingga yang tertinggal hanyalah
minyaknya saja yang diambil dengan menggunakan skimmer atau pipa pengutip.
Setelah itu minyak yang dihasilkan di sand filter (S-102) untuk menyaring kotoran
yang terdapat dalam minyak lalu disimpan di dalam tangki pengumpul CPO (T-103)
bersama – sama dengan CPO dari limbah padat. Sedangkan keluaran dari sand filter

Meutia Nurfahasdi : Pembuatan Biodiesel Berbahan Baku Limbah Padat Dan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Kapasitas 16.000
Ton/Tahun, 2009.

(S-102) yang berupa air dan kotoran dibawa ke pengolahan air agar digunakan untuk
air domestik.

2.7.2

Tahap Pembuatan Biodisel

2.7.2.1 Tahap Esterifikasi
Pada tahap esterifikasi ini yang terjadi adalah pengolahan untuk menurunkan
kadar asam lemak bebas (ALB) yang terdapat dalam CPO dimana mencapai 20%.,
Asam lemak bebas (ALB) ini perlu untuk diturunkan sampai di bawah 1%, apabila
tidak diturunkan akan mempengaruhi kualitas biodiesel.
Dalam tahap ini minyak yang disimpan dalam tangki pengumpul CPO
(T-103) dimasukkan ke dalam reaktor esterifikasi (R-210). Proses esterifikasi
dilaksanakan dengan menambahkan metanol yang berasal dari tangki metanol
(T-201) dimana perbandingan antara methanol dan FFA adalah 20 : 1
(metanol : FFA) untuk memberikan hasil konversi yang baik. Ditambahkan asam
sulfat yang berasal dari tangki asam sulfat (T-201) sebesar 97 % yang berfungsi
sebagai katalis dengan tuju