maksimum, maka tentu fluida yang lain akan mengalami perubahan suhu yang lebih besar dari maksimum, dan ini tidak mungkin terjadi.
Berkurangnya produk yang dihasilkan berdampak pada kesetimbangan massa dan kesetimbangan energi dalam sistem produksi. Hal ini akan dibuktikan
dengan perhitungan menggunakan rasio energi dalam sistem.
4.2 Rasio Energi Produksi Biodiesel
Metode non-katalitik yang digunakan pada penelitian ini adalah superheated methanol vapor SMV yaitu dengan mengalirkan uap metanol sampai kondisi
super panas 290
o
C didalam reaktor yang telah diisikan palm olein dan dikondisikan pada suhu 290
o
C dengan sistem semi batch. Percobaan dilakukan dengan 3 perlakuan laju alir metanol yaitu 1.5, 3.0, dan 4.5 mL menit
-1
, rata-rata hasil metil ester biodiesel yang didapatkan pada 3 perlakuan tersebut secara
berturut-turut 3.65 g jam
-1
, 1.64 g jam
-1
, dan 2.14 g jam
-1
. Secara keseluruhan hasil reaksi ditampilkan pada Tabel 6.
Tabel 6 Hasil reaksi biodiesel non-katalitik dengan berbagai laju alir metanol Keterangan
Laju alir metanol mL menit
-1
Satuan 1.5
3.0 4.5
Metanol masuk 71.19
142.38 213.57
g jam
-1
Produk 74.95
144.09 215.80
g jam
-1
Metil ester 3.65
1.64 2.14
g jam
-1
Gliserol 0.41
0.21 0.28
g jam
-1
Metanol yang tidak bereaksi 70.89
142.24 213.38
g jam
-1
Hasil analisis kadar metil ester menggunakan GC-MS pada laju alir metanol 1.5, 3.0, dan 4.5 mL menit
-1
secara berturut-turut adalah 72.8, 74.4, dan 78.0. Kadar metil ester dan gliserol yang dihasilkan dalam produk masih rendah karena
sebagian produk tidak bereaksi secara sempurna, hal itu tampak pada hasil percobaan yaitu masih ditemukannya monogliserida ditampilkan pada Gambar 15 karena
sifatnya yang tidak mudah bereaksi dan lebih stabil. Warabi et al. 2004 menyatakan bahwa monogliserida merupakan komponen antara dalam reaksi yang paling stabil
sehingga dipercaya sebagai tahap penentu laju reaksi dan keberhasilan dari suatu reaksi transesterifikasi.
Gambar 15 Produk hasil reaksi yang masih mengandung monogliserida. Kadar metil ester dalam produk akan berdampak pada beberapa perhitungan
salah satunya rasio molar, yang merupakan perbandingan antara minyak dan metanol dalam satuan mol. Rasio molar minyak terhadap metanol sebesar 506,
2229, dan 2563 mol mol
-1
pada laju alir metanol 1.5, 3.0, dan 4.5 mL menit
-1
. Tingginya rasio molar disebabkan karena penggunaan sistem semi batch yang
terus mengalirkan metanol dalam minyak yang sudah dalam jumlah tetap di dalam reaktor. Penggunaan metanol dalam jumlah banyak merupakan konsekuensi dari
metode non-katalitik yang digunakan. Oleh karena itu, dibutuhkan metanol dalam jumlah yang melebihi keseimbangan rasio stokiometrinya karena selain sebagai
reaktan dan fluida pembuat gelembung reaksi, disebutkan Hong et al. 2009 bahwa metanol juga berfungsi agar reaksi tetap dapat berjalan ke ruas kanan
sehingga reaksi dapat terbentuk. Hal ini mengakibatkan penggunaan energi pada produksi biodiesel juga perlu diperhatikan, yang telah umum digunakan adalah
dengan menghitung rasio energi. Tabel 7 menunjukan data penggunaan dan kandungan energi dalam produksi biodiesel non-katalitik.
Tabel 7 Data penggunaan dan kandungan energi
Kandungan Energi Laju alir metanol mL menit
-1
Keterangan 1.5
3.0 4.5
Palm olein MJ 0.137
0.062 0.081
Input Metanol MJ
0.006 0.003
0.004 Input
Listrik MJ 9.58E-04
1.01E-03 1.10E-03
Proses Kimia MJ
5.81E-07 2.60E-07
2.25E-07 Proses
Panas MJ 5.52E-05
1.09E-04 1.63E-04
Proses Biodiesel MJ
0.151 0.068
0.088 Output
Rasio energi MJ MJ
-1
7.85 2.98
2.87 Rasio energi MJ MJ
-1
1.05 1.03
1.02 ≅ Sigalingging 2008
Monogliserida Metil Ester
Gliserol
Kadar metil dalam perhitungan rasio energi diasumsikan 97 sehingga sudah masuk standar SNI. Rasio energi yang didapatkan berdasarkan definisi RE
1
pada persamaan 26 adalah sebesar 7.85, 2.98, dan 2.87 untuk laju alir metanol 1.5, 3.0, dan 4.5 mL menit
-1
. Penggunaan definisi RE
1
pada persamaan 26 dalam perhitungan rasio energi dimaksudkan untuk mengetahui besarnya nilai energi yang
terkandung dalam produk biodiesel setelah dikurangkan dengan kandungan energi yang terdapat pada bahan baku, dan dengan memperhitungkan nilai energi proses
diharapkan mendapat nilai rasio energi bersih serta mempermudah pemahaman tentang energi yang dikandung suatu produk dibandingkan energi proses yang
digunakan untuk menghasilkan produk tersebut. Menurut Morris 2005 rasio energi berhubungan erat dengan penyediaan
bahan baku dan proses produksi. Nilai rasio energi yang tinggi pada hasil penelitian disebabkan tidak diperhitungkannya energi dalam penyediaan bahan bakunya,
sebagai contoh energi pengolahan lahan, penanaman, dan pemanenan serta proses sampai terbentuknya bahan baku. Nilai embedded energy pada peralatan produksi
juga tidak diperhitungkan. Hasil penelitian hanya memperhitungkan nilai kandungan energi pada bahan palm olein yang akan digunakan sebagai bahan
baku pembuatan biodiesel. Energi proses yang diperhitungkan pun hanya energi yang digunakan untuk mendukung terjadinya proses produksi, tanpa
memperhitungkan berapa besar energi yang digunakan untuk menghasilkan energi tersebut. Gambar 16 menampilkan rasio energi hasil penelitian berdasarkan definisi
RE
1
pada persamaan 26.
Gambar 16 Rasio energi hasil penelitian berdasarkan definisi RE
1
pada persamaan 26.
7.85
2.98 2.87
0.0 1.0
2.0 3.0
4.0 5.0
6.0 7.0
8.0
1.5 3.0
4.5
R as
io E
n er
g i
Laju alir MeOH mL menit
-1
