Pra Perancangan Pabrik Pembuatan Biodiesel Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn) Kapasitas 8000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK
BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR DENGAN
KAPASITAS PRODUKSI 32.000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR

DISUSUN OLEH :
MILANTORINO SIHOMBING
025201046

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007

Universitas Sumatera Utara

PRA RANCANGAN

PABRIK BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Sains Terapan

OLEH :

HENRIQUES W. S. PANDIA
NIM : 025201011

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR
(JATROPHA CURCAS LINN) KAPASITAS 8000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
Oleh :
HENRIQUES W. S. PANDIA
NIM. 025201011
Telah Diperiksa/Disetujui :
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.
NIP. 132 126 842

Ir. Indra Surya, MSc.
NIP. 131 836 666

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.
NIP. 132 126 842
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI JARAK PAGAR
(JATROPHA CURCAS LINN) KAPASITAS 8000 TON/TAHUN

KARYA AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan
Oleh :

HENRIQUES W. S. PANDIA
NIM. 025201011
Telah Diperiksa/Disetujui :
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.
NIP. 132 126 842

Ir. Indra Surya, MSc.
NIP. 131 836 666

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi
NIP. 132 126 842

Erni Misran, ST, MT
NIP. 132 258 002

Dosen Penguji III

Rondang Tambun, ST. MT
NIP. 132 282 133

Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir

Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi.
NIP. 132 126 842

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI (D-IV)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala berkat-NYA yang berlimpah-limpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Biodiesel dari
Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linn) dengan Kapasitas Produksi 8000
ton/tahun”.
Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus
dilaksanakan untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada program studi teknologi
kimia industri D-IV, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan dari
berbagai pihak. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Indra Surya, MSc, selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam hal ini, beliau juga merupakan dosen
pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan arahannnya.
2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MSi, selaku koordinator Tugas Akhir Program Studi
Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
dan sekaligus sebagai dosen pembimbing I, terima kasih atas bimbingan dan
arahannya.
3. Bapak Rondang Tambun, ST, MT. selaku koordinator Program Studi D-IV,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh staf pegawai administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Kedua orang tua penulis, yang telah membesarkan, memberikan doa dan kasih
sayang, memberikan dukungan moral maupun materil serta mendidik penulis
dengan penuh sabar.
7. Partner penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir : M. Reza Fazrawi dan Milan
Torino Sihombing.
8. Seluruh teman dan rekan yang turut memberikan bantuan kepada penulis.

Universitas Sumatera Utara

ii

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini, masih belum sempurna karena
hakikat ilmu pengetahuan senantiasa berkembang, untuk itu penulis mengharapkan
kritik dan saran guna peningkatan mutu tugas akhir ini.

Medan, September 2007
Penulis

Henriques W. S. Pandia

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Pembuatan biodiesel (metil ester) dilakukan melalui proses transesterifikasi
dengan katalis basa. Pabrik biodiesel ini direncanakan akan berproduksi dengan
kapasitas 8000 ton/ tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini

diharapkan dapat memproduksi biodiesel yang mampu memenuhi kebutuhan pasar di
Sumatera Utara khususnya dan daerah di Indonesia yang lain pada umumnya.
Penggunaan minyak biji jarak sebagai bahan baku biodiesel diperkirakan tidak akan
mengganggu pasokan minyak makan, industri oleokimia, dan ekspor CPO di
Indonesia.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Kawasan Industri Medan II,
dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11.033 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 100
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik biodiesel ini adalah :
− Total modal investasi

: Rp. 60.193.014.795,-

− Biaya produksi

: Rp. 23.608.165.734,-

− Hasil penjualan per tahun

: Rp. 42.122.663.352,-

− Laba bersih

: Rp. 12.977.648.332,-

− Profit margin

: 43,95 %

− Break even point (BEP)

: 45,15 %

− Return of Investment (ROI)

: 21,56 %

− Pay Out Time

: 4,64 tahun

− Return of Network

: 35,93 %

− Internal rate of return

: 31,09 %

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

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal……
KATA PENGANTAR ........................................................................................i
INTISARI............................................................................................................iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................iv
DAFTAR TABEL ...............................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................I-1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................I-1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................I-I
1.3 Tujuan Perancangan ................................................................................I-2
1.4 Manfaat Perancangan ..............................................................................I-2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................II-1
2.1 Biji Jarak Pagar .......................................................................................II-1
2.2 Biodiesel ..................................................................................................II-3
2.3 Reaksi Transesterifikasi ..........................................................................II-5
2.4 Deskripsi Proses ......................................................................................II-7
BAB III NERACA MASSA ...............................................................................III-1
BAB IV NERACA ENERGI ..............................................................................IV-1
BAB V SPESIFIKASI ALAT.............................................................................V-1
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ........................VI-1
6.1 Instrumentasi ...........................................................................................VI-1
6.2 Keselamatan Kerja ..................................................................................VI-7
BAB VII UTILITAS ...........................................................................................VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (steam) ..........................................................................VII-1
7.2 Kebutuhan Air .........................................................................................VII-2
7.3 Pengolahan Air ........................................................................................VII-3
7.4 Kebutuhan Bahan Kimia .........................................................................VII-10
7.5 Kebutuhan Listrik....................................................................................VII-10
7.6 Kebutuhan Bahan Bakar .........................................................................VII-10
7.7 Unit Pengolahan Limbah.........................................................................VII-11

Universitas Sumatera Utara

v

7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas...................................................................VII-19
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..........................................VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ..........................................................................................VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................................VIII-6
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-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ....................................IX-6
9.5 Sistem Kerja ............................................................................................IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan.............................................IX-10
9.7 Sistem Penggajian ...................................................................................IX-12
BAB X ANALISA EKONOMI ..........................................................................X-1
10.1 Modal Investasi .....................................................................................X-1
10.2 Biaya Produksi Total (Total Cost) ........................................................X-4
10.3 Perkiraan Laba / Rugi Perusahaan ........................................................X-5
10.4 Analisa Aspek Ekonomi........................................................................X-5
BAB XI KESIMPULAN ....................................................................................XI-1
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................x
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ......................................LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS .......................................LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT ...................................LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS & SPESIFIKASI ALAT ...........LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI.................................LE-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal….
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ....................................II-1
Tabel 2.2 Parameter Kimia dan Fisika Minyak Jarak Pagar ...............................II-2
Tabel 2.3 Kandungan Asam Lemak Pada Biodiesel Jarak Pagar .......................II-4
Tabel 2.4 Standarisasi Mutu Biodiesel Indonesia ...............................................II-5
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101) ................................III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) ...................................III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer I (M-301) ..................................................III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401).......................III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801) .........................................III-3
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Dekanter I (ST-501) ............................................III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa pada Mixer II (M-302).................................................III-4
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Dekanter II (ST-502)...........................................III-4
Tabel 3.9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802)........................................III-5
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) .......................IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Heater I (E-601) ...................................................IV-2
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Flash Drum I (D-801) ..........................................IV-2
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Kondensor (C-701) ..............................................IV-3
Tabel 4.5 Neraca Panas pada Mixer II (M-302) .................................................IV-3
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Heater II (E-602) ..................................................IV-3
Tabel 4.7 Neraca Panas pada Cooler (C-702) .....................................................IV-4
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik ..........VI-2
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap pada Alat ...................................................................VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ...................................................VII-2
Tabel 7.3 Sifat Fisika Air bawah tanah di KIM II Medan ..................................VII-4
Tabel 7.4 Kandungan bahan kimia Air bawah Tanah di KIM II Medan ............VII-4
Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ...............................................................VIII-9
Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja dan Latar Belakang Pendidikan .......................IX-10
Tabel 9.2 Gaji Karyawan ....................................................................................IX-12
Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap Langsung ......................................................X-1

Universitas Sumatera Utara

vii

Tabel 10.2 Modal Investasi Tetap Tidak Langsung ............................................X-2
Tabel 10.3 Modal Kerja (Working Capital) ........................................................X-3
Tabel 10.4 Biaya Tetap ......................................................................................X-4
Tabel 10.5 Biaya Variabel...................................................................................X-5
Tabel LA-1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101).............................LA-3
Tabel LA-2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101) ...............................LA-4
Tabel LA-3 Neraca Massa pada Mixer I (M-301) ..............................................LA-5
Tabel LA-4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) ...................LA-7
Tabel LA-5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801) .....................................LA-9
Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter I (ST-501) ........................................LA-10
Tabel LA-7 Neraca Massa pada Mixer II (M-302) .............................................LA-11
Tabel LA-8 Neraca Massa pada Dekanter II (ST-502) .......................................LA-13
Tabel LA-9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802) ....................................LA-14
Tabel LB-1 Data Cp ............................................................................................LB-1
Tabel LB-2 Data Cp ............................................................................................LB-1
Tabel LB-3 Perhitungan Estimasi Cp (l) dan Cp (g) ...............................................LB-2
Tabel LB-4 Perhitungan Estimasi Cp trioleat .....................................................LB-2
Tabel LB-5 Perhitungan Estimasi Cp Komponen Trigliserida ...........................LB-3
Tabel LB-6 Perhitungan Estimasi Cp Komponen yang Lain .............................LB-3
Tabel LB-7 Kontibusi Elemen Atom untuk Metode Hurst & Harrisson ...........LB-3
Tabel LB-8 Nilai ΔHo f(298K) ................................................................................LB-4
Tabel LB-9 Nilai ΔHo f(298K) untuk Estimasi .......................................................LB-4
Tabel LB-10 ΔHo f(298K) Campuran Trigliserida ..................................................LB-5
Tabel LB-11 ΔHo f(298K) Campuran Metil Ester ...................................................LB-6
Tabel LB-12 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor (alur 6) ........................LB-8
Tabel LB-13 Perhitungan Panas Bahan Masuk Reaktor (alur 9) ........................LB-8
Tabel LB-14 Perhitungan Panas Bahan Keluar Reaktor (alur 10) ......................LB-9
Tabel LB-15 Perhitungan Panas Bahan Masuk Heater I (alur 10)......................LB-10
Tabel LB-16 Perhitungan Panas Bahan Keluar Heater I (alur 11)......................LB-11
Tabel LB-17 Perhitungan Panas Bahan Masuk Flash Drum I (alur 11) .............LB-14
Tabel LB-18 Perhitungan Panas Bahan Keluar Flash Drum I (alur 12) .............LB-14
Tabel LB-19 Perhitungan Panas Bahan Keluar Flash Drum I (alur 13) .............LB-15

Universitas Sumatera Utara

viii

Tabel LB-20 Perhitungan Panas Bahan Masuk Kondensor (alur 12) .................LB-16
Tabel LB-21 Perhitungan Panas Bahan Keluar Kondensor (alur 23) .................LB-16
Tabel LB-22 Perhitungan Panas Bahan Masuk Mixer II (alur 15) .....................LB-18
Tabel LB-23 Perhitungan Panas Bahan Masuk Mixer II (alur 16) .....................LB-18
Tabel LB-24 Perhitungan Panas Bahan Keluar Mixer II (alur 17) .....................LB-19
Tabel LB-25 Perhitungan Panas Bahan Masuk Heater II (alur 19) ....................LB-20
Tabel LB-26 Perhitungan Panas Bahan Keluar Heater II (alur 20) ....................LB-20
Tabel LB-27 Perhitungan Panas Bahan Masuk Cooler (alur 24)........................LB-21
Tabel LB-28 Perhitungan Panas Bahan Keluar Cooler (alur 25)........................LB-22
Tabel LC-1 Tabel Data-data pada Alur 8 ............................................................LC-6
Tabel LC-2 Tabel Data-data pada Alur 24 ..........................................................LC-15
Tabel LC-3 Tabel Data-data pada Alur 14 dan 18 ..............................................LC-17
Tabel LC-4 Tabel Data-data pada Alur 6 dan 7 ..................................................LC-20
Tabel LC-5 Tabel Data-data pada Alur 15 dan 16 ..............................................LC-24
Tabel LC-6 Tabel Data-data pada Alur 10 ..........................................................LC-29
Tabel LC-7 Tabel Data-data pada Alur 10 ..........................................................LC-34
Tabel LC-8 Tabel Data-data pada Alur 13 ..........................................................LC-37
Tabel LC-9 Tabel Data-data pada Alur 17 ..........................................................LC-41
Tabel LC-10 Tabel Data-data pada Alur 20 ........................................................LC-44
Tabel LE-1 Perincian Harga Bangunan ..............................................................LE-2
Tabel LE-2 Harga Index Marshall dan Swift ......................................................LE-3
Tabel LE-3 Daftar Perkiraan Harga Peralatan ....................................................LE-6
Tabel LE-4 Daftar Jenis Kendaraan ....................................................................LE-10
Tabel LE-5 Jumlah Karyawan yang Terlibat dalam Pendirian Pabrik ...............LE-13
Tabel LE-6 Jumlah Karyawan Keseluruhan dalam Pabrik .................................LE-14
Tabel LE-7 Rincian Modal Kerja (Working Capital) .........................................LE-17
Tabel LE-8 Perkiraan biaya Depresiasi...............................................................LE-18
Tabel LE-9 Perincian Biaya Tetap (Fixed Cost) .................................................LE-21
Tabel LE-10 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ...........................LE-25

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Hal…..
Gambar 2.1 Perpotongan melintang buah muda, buah dan perp. Longitudinal..II-3
Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi ..................................................................II-6
Gambar 2.3 Diagram Alir Pengambilan Minyak Jarak .......................................II-7
Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pompa ..............................................................VI-3
Gambar 6.2 Instrumentasi pada Tangki ..............................................................VI-3
Gambar 6.3 Instrumentasi pada Reaktor .............................................................VI-4
Gambar 6.4 Instrumentasi pada Heater ...............................................................VI-5
Gambar 6.6 Instrumentasi pada Cooler...............................................................VI-5
Gambar 6.7 Instrumentasi pada Dekanter ...........................................................IV-6
Gambar 6.8 Instrumentasi pada Separator Flash Drum ......................................VI-7
Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Biodiesel dari Biji Jarak……..VIII-10
Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ......................................................IX-14
Gambar LE-1 Break Even Chart Pabrik Pembuatan Bidiesel ............................LE-26

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Pembuatan biodiesel (metil ester) dilakukan melalui proses transesterifikasi
dengan katalis basa. Pabrik biodiesel ini direncanakan akan berproduksi dengan
kapasitas 8000 ton/ tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini
diharapkan dapat memproduksi biodiesel yang mampu memenuhi kebutuhan pasar di
Sumatera Utara khususnya dan daerah di Indonesia yang lain pada umumnya.
Penggunaan minyak biji jarak sebagai bahan baku biodiesel diperkirakan tidak akan
mengganggu pasokan minyak makan, industri oleokimia, dan ekspor CPO di
Indonesia.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di Kawasan Industri Medan II,
dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 11.033 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 100
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan
bentuk organisasinya adalah organisasi garis.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik biodiesel ini adalah :
− Total modal investasi

: Rp. 60.193.014.795,-

− Biaya produksi

: Rp. 23.608.165.734,-

− Hasil penjualan per tahun

: Rp. 42.122.663.352,-

− Laba bersih

: Rp. 12.977.648.332,-

− Profit margin

: 43,95 %

− Break even point (BEP)

: 45,15 %

− Return of Investment (ROI)

: 21,56 %

− Pay Out Time

: 4,64 tahun

− Return of Network

: 35,93 %

− Internal rate of return

: 31,09 %

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

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Di tengah krisis bahan bakar saat ini, bermunculan berbagai pemikiran
untuk mengembangkan sumber energi alternatif, salah satunya adalah
biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki
sifat menyerupai minyak diesel atau solar. Komoditas perkebunan penghasil
minyak nabati di Indonesia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku
biodiesel sudah cukup banyak. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan
tanaman jarak pagar (Jatropha curcas). Tanaman yang dapat tumbuh di lahan
kritis dan tidak membutuhkan banyak air serta pupuk ini, ternyata sangat
efektif jika buah atau bijinya dikembangkan menjadi biodiesel sebagai energi
alternatif pengganti minyak diesel (solar), minyak bakar, bahkan minyak tanah
(kerosin). Selain merupakan sumber energi alternatif, biodiesel juga merupakan
sumber energi yang dapat mengeliminasi emisi gas buang dan efek rumah kaca
(Hambali, 2006).
Komoditas perkebunan penghasil minyak nabati di Indonesia yang
dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel cukup banyak, diantaranya
minyak kelapa sawit, minyak kelapa dan jarak pagar. Mengingat minyak
kelapa sawit dan minyak kelapa juga dimanfaatkan sebagai minyak makan
(edible oil), maka peluang pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan
baku biodiesel lebih besar, sehingga tidak akan mengganggu stok kebutuhan
minyak makan dalam negeri, dan juga untuk ekspor CPO serta kebutuhan
untuk industri oleokimia.

1.2. Perumusan Masalah
Melihat kelangkaan bahan bakar solar yang akhir – akhir melanda
Indonesia, maka perlu di cari alternatif lain yang murah, dapat diperbaharui
(renewable) dan dapat mengeliminasi emisi gas buang dan efek rumah kaca.
Untuk itu diadakan studi rancangan pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar

Universitas Sumatera Utara

yang mana tanaman ini sangat mudah ditemui serta memiliki sifat – sifat kimia
yang sama bila dijadikan biodiesel.

1.3. Tujuan Rancangan
Tujuan rancangan pabrik biodiesel dari biji jarak pagar adalah untuk
memproduksi suatu sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui serta
mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca masa, neraca energi
dan operasi teknik kimia. Pada proses produksi biodiesel dari biji jarak pagar
(bahan mentah) dan tidak ketinggalan pula aspek ekonomi dari pembuatan
biodiesel tersebut.

1.4. Manfaat Rancangan
Pembuatan biodiesel merupakan alternatif lain mengenai pemanfaatan
tanaman jarak pagar secara maksimal. Selain itu, pembuatan biodisel ini
diupayakan sebagai energi alternatif yang mana kelangkaan bahan bakar
minyak saat ini melanda Indonesia bahkan dunia
Manfaat lain yang mungkin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja
dan memacu rakyat untuk meningkatkan produksi dalam negeri dan pada
akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan mereka.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Biji Jarak Pagar
Jarak pagar (Jatropha Curcas Linn) yang dalam Bahasa Inggris disebut
Physic Nut merupakan jenis tanaman semak atau pohon yang tahan terhadap
kekeringan sehingga tahan hidup di daerah dengan curah hujan rendah.
Tanaman dari keluarga Euphorbiaceae ini banyak ditemukan di Afrika Tengah
dan Selatan, Asia Tenggara, dan India. Awalnya, tanaman ini didistribusikan
oleh pelaut Portugis dari Karibia melalui pulau Cape Verde dan Guinea Bissau,
kemudian ke negara lain di Afrika dan Asia.
Jarak pagar merupakan jenis tanaman perdu atau pohon kecil,
bercabang – cabang tidak teratur, memiliki tinggi sekitar 1 hingga 7 meter.
Batangnya berkayu, silindris, berkulit licin, memiliki tonjolan-tonjolan bekas
tangkai daun yang gugur. Buahnya berbentuk bulat telur, memiliki diameter 2
hingga 4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika sudah masak.
Buah terbagi menjadi 3 ruang, masing-masing ruang berisi 1 biji. Biji
berbentuk bulat lonjong, berwarna coklat kehitaman, dan mengandung banyak
minyak. Tumbuhan ini mudah diperbanyak dengan stek batang atau biji yang
sudah tua. Secara visual dapat diperlihatkan pada Gambar 2.1 (Degha, 1984)
Meskipun

terdapat

beberapa

laporan

dalam

literatur

tentang

penggunaan minyak jarak pagar untuk merebus atau memasak, tetapi minyak
jarak pagar secara umum tidak digunakan sebagai bahan nutrisi manusia karena
komponennya yang beracun.
Crude Jatropa Curcas Oil (CJCO atau CJO) yang biasa disebut dengan
minyak kasar jarak pagar dapat digunakan sebagai pengganti minyak tanah
tanpa merubah desain peralatan yang sudah ada, CJCO juga berpotensi untuk
mengganti minyak bakar pada boiler pada industri – industri serta yang tidak
asing lagi adalah sebagai bahan bakar hayati yang berbasis pada biodisel.
Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang terdiri dari 60% berat
kernel dan 40% berat kulit (hambali, 2006). Tanaman jarak pagar mengandung

Universitas Sumatera Utara

minyak hingga 50-60% pada kernel (www.svlele.com, 2007). Hasil analisa
kimia minyak jarak pagar diperlihatkan pada Tabel 2.1. berikut ini.
Tabel 2.1. Analisa Kimia Minyak Jarak Pagar
Water

1000 ppm

FFA

0,03 – 5 %

Warna

17 kuning, 1 merah

Bilangan saponifikasi

195,5

Bilangan Iodine

94,9

Profil Asam Lemak (%)
Palmitat

14,6

Palmitoleat

0,85

Stearat

7,15

Oleat

46,19

Linoleat

30,80

Linolenat

0,20

Arachidat

0,21

(Sumber : Sevlele, 2007)

Karena minyak jarak pagar tidak dapat digunakan untuk tujuan nutrisi
tanpa detoksifikasi terlebih dahulu, maka penggunaannya sebagai sumber
energi bahan bakar sangat menarik. Di Madagaskar, Cape Verde, dan Benin,
minyak dari biji jarak pagar digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel
selama Perang Dunia II. Parameter kimia dan fisika dari minyak jarak pagar
dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Parameter Kimia dan Fisika Minyak Jarak Pagar
Parameter

Minyak jarak pagar

Densitas pada 150C (g cm-3)

0.920

Viskositas pada 300C, (cSt)

52

0

Titik nyala, ( C)

110 – 240

Bilangan netralisasi, (mg KOH g-1)

0.92

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2. Parameter Kimia dan Fisika Minyak Jarak Pagar
(lanjutan)
Titik beku (0C)

2.0

Kandungan Energi (MJ/ Kg)

39.6 – 41.8

Monogliserida, (%m/m)

Tidak ditemukan

Digliserida, (%m/m)

2.7

Trigliserida, (%m/m)

97.3

Air, (%m/m)

0.07

Posforus, (mg/kg)

290

Kalsium, (mg/kg)

56

Magnesium, (mg/kg)

103

Besi, (mg/kg)

2.4

(Sumber : Gubitz, et al, 1999 dan http://www.jatropha.de/use-of-oil, 2002)

Gambar 2.1 Perpotongan Melintang Buah Muda, Buah dan Perpotongan
Logitudinal (Degha, 1984)

2.2. Biodiesel
Minyak lemak (fatty oil) yang berasal dari tumbuh-tumbuhan menjadi
fokus upaya penelitian dan pengembangan berbagai lembaga, antara lain
berdasar pada kenyataan 105 tahun yang lalu, yaitu World's Fair tahun 1900 di
Paris. Saat itu, Rudolf Diesel pernah mendemonstrasikan mesin temuannya
yang dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar minyak kacang

Universitas Sumatera Utara

(minyak lemak). Minyak lemak merupakan bahan bakar terbarukan, karena
berasal dari tumbuh-tumbuhan.
Indonesia banyak sekali terdapat tumbuh-tumbuhan penghasil minyak
lemak. Tidak kurang dari 50 jenis tumbuhan bisa diolah menjadi sumber bahan
bakar alami. Contoh yang populer adalah sawit, kelapa, jarak pagar, dan kapok
(randu). Minyak lemak mentah adalah minyak lemak yang diperoleh dari
pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak (oilseed) tanpa mengalami
pengolahan lanjut apa pun, kecuali penyaringan dan pengeringan (untuk
menurunkan kadar air).
Melalui pengolahan yang disebut transesterifikasi dengan alkoholalkohol sederhana seperti metanol dan etanol, proses ini menghasilkan ester
alkil asam-asam lemak (atau biodiesel ester alkil) sebagai produk utama dan
gliserin sebagai produk samping. Karena metanol lebih murah daripada etanol
maupun alkohol-alkohol sederhana lainnya, sehingga metanol paling banyak
digunakan dalam transesterifikasi dan produk utamanya adalah ester metil
asam-asam lemak (Fatty Acids Methyl Ester/FAME) atau biodiesel ester metil.
Biodiesel atau metil ester dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan
melalui proses transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak (Gambar 2.2).
Transesterifikasi merupakan istilah umum yang digunakan untuk menjelaskan
kelompok reaksi organik yang penting, dimana suatu ester diubah menjadi
bentuk

lain

melalui

pertukaran

bagian-bagian

tertentu.

Pada

reaksi

pembentukan metil ester dari minyak jarak pagar terjadi pergantian gugus
alkohol dari ester. Umumnya digunakan katalis seperti sodium metileat, NaOH
dan KOH.
Gliserol yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi pada proses
pembuatan biodiesel ini akan terpisahkan dibagian bawah reaktor sehingga
dapat dengan mudah dipisahkan. Ester yang terbentuk kemudian dicuci dengan
air untuk menghilangkan sisa katalis dan metanol. Proses transesterifikasi dapat
dilakukan secara curah (batch) dan sinambung (continous) pada suhu 50-700C.
Dengan keunggulan di atas, ditambah dengan kenyataan emisi gas
buang mesin berbahan bakar biodiesel (murni ataupun dicampur solar) akan
lebih bersih dibandingkan dengan berbahan bakar solar saja, membuat

Universitas Sumatera Utara

biodiesel menjadi bahan bakar berbasis minyak-lemak yang paling populer di
seluruh dunia dan tahap penerapan komersialnya paling maju. Berikut ini
adalah komposisi biodiesel dari minyak jarak pagar
Tabel 2.3. Kandungan Asam Lemak Pada Biodiesel Jarak Pagar
Jenis Asam Lemak

Konsentrasi, %

Metil Palmitat (16:0)

15,6

Metil Palmitoleat (16:1)

0,9

Metil Stearat (18:0)

6,7

Metil Oleat (18:1)

42,6

Metil Linoleat (18:2)

33,9

Metil Linolenat (18:3)

0,2

Metil Arachidat (20:0)

0,1

(Sumber : www.ybiofuels.org, 2006)

Biodiesel yang telah diproduksi secara masal juga harus diketahui
standarisasinya. Berikut tabel 2.4 memperlihatkan standar mutu Biodiesel di
Indonesia.
Tabel 2.4. Standarisasi Mutu Biodisel Indonesia (RSNI EB 020551)
No

Parameter

Satuan

Batas Nilai

Metode Uji

Metode Setara

1.

Berat Jenis pada 40 oC

kg/m3

850 – 890

ASTM D 1298

ISO 3675

2.

Viskositas pada 40 oC

CSt

2,3 – 6

ASTM D 445

ISO 3104

3.

Angka Setana

-

Min 51

ATM D 613

ISO 5165

4.

Titik Nyala

o

Min 100

ASTM D 93

ISO 2710

5.

Titik Kabut

o

C

Maks 18

ASTM D 2500

-

6.

Korosi Bilah Tembaga

-

Maks 51

ASTM D 130

ISO 2160

7.

Residu Karbon

Maks 0,05

ASTM D 4530

-dalam contoh asli

C

%b

-ampas 10 % destilasi
8.

Air dan Sedimen

9.

Temperatur Destilasi

10.

Abu Tersulfatkan

Maks 0,05

ISO 10370

Maks 0,05
% vol

Maks 0,05

ASTM D 2790

C

Maks 360

ASTM D 1160

-

%b

Maks 0,02

ASTM D 874

ISO 3987

o

Universitas Sumatera Utara

11.

Belerang

ppm b mg/kg

Maks 100

ASTM D 5453

prEN ISO 20884

12.

Fosfor

ppm b mg/kg

Maks 10

AOCS Ca 12-55

FBI-A05-03

13.

Angka Asam

mg KOH/g

Maks 0,8

AOCS Cd 3-36

FBI-A01-03

14.

Gliserol Bebas

%b

Maks 0,02

AOCS Ca 14 -56

FBI-A02-03

15.

Gliserol Total

%b

Maks 0,24

AOCS Ca 14-56

FBI-A02-03

16.

Kadar Ester Alkil

%b

Min 96,5

Dihitung

FBI-A03-03

17.

Angka Iodium

%b (gI 2 /100g)

Min 115

AOCS Cd 1-25

FBI-A04-03

18.

Uji Halphen

-

Negatif

AOCS Cd 1-25

FBI-A06-03

(Sumber : Hambali, 2006)

2.3. Reaksi Transesterifikasi
Metil ester dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan melalui proses
transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak. Transesterifikasi adalah
penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain dalam proses yang
menyerupai hidrolisis, namun berbeda dengan hidrolisis. Pada proses
transesterifikasi, reaktan yang digunakan bukan air, melainkan alkohol.
Umumnya katalis yang digunakan adalah KOH atau NaOH.
Metanol digunakan secara umum, karena harganya yang murah dan
lebih mudah untuk di recovery, walaupun tidak menutup kemungkinan
menggunakan alkohol lainnya seperti etanol. Transesterifikasi merupakan
reaksi kesetimbangan, oleh sebab itu untuk mendorong reaksi bergerak ke
kanan untuk menghasilkan metil ester dibutuhkan alkohol dalam jumlah
berlebih atau salah satu produk yang dihasilkan harus dipisahkan.
Gambar 2.2. memperlihatkan reaksi transesterifikasi trigliserida dengan
metanol untuk menghasilkan biodisel
O
R1

C

O
OCH2

HOCH2

R1

C

OCH3

O

O
Katalis

R2

C

OCH

HOCH

+ 3CH3OH

+

R2

C

OCH3

KOH/NaOH

O
R3

C

O
HOCH2

OCH2

Trigliserida

Metanol

R3

Gliserol

C

OCH3

Biodiesel

Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi

Universitas Sumatera Utara

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi rendemen ester yang
dihasilkan pada reaksi tranesterifikasi adalah rasio molar antara trigliserida dan
alkohol, jenis katalis yang digunakan, suhu reaksi, waktu reaksi, kandungan air
dan kandungan asam lemak bebas pada bahan baku yang menghambat reaksi.
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi kandungan ester pada biodiesel,
diantaranya kandungan gliserol, jenis alkohol yang digunakan jumlah katalis
sisa dan kandungan sabun.

2.4. Deskripsi Proses
Prose pembuatan FAME / Biodiesel dari biji jarak pagar ini terbagi
dalam beberapa tahapan proses sebagai berikut.

2.4.1. Pengepresan Biji Jarak
Bahan baku biji jarak pagar yang digunakan adalah jenis biji kuning
dan biji tua. Pertama sekali dimasukkan dalam Gudang (G–101) kemudian
diangkut oleh bucket elevator jarak (B-102) yang selanjutnya di press dalam
twin screw press (SP-101) dengan efisiensi 94% (Perry, 1999). Selanjutnya
minyak hasil pengepressan dihilangkan partikel-partikel ampasnya dengan
menggunakan vibrating filter (VF-101) dan ampas hasil pengepressan (alur 3)
serta dari vibrating filter (alur 4) ditampung dalam bak penampung ampas (B201) untuk dijadikan bahan bakar ketel uap.
Gambar 2.3 memperlihatkan diagram proses pengambilan minyak dari
biji jarak pagar
Minyak Jarak

Biji Jarak

Press
(Screw Press)

Pupuk

Ampas
Bahan Bakar
Boiler

Gambar 2.3. Diagram alir pengambilan Minyak Jarak

Universitas Sumatera Utara

2.4.2. Transesterifikasi
Minyak keluaran vibrating filter ditampung dalam tangki minyak jarak
(T-202) kemudian dipompakan ke dalam reaktor transesterifikasi (R-401)
untuk proses transeterifikasi. Reaksi transesterifikasi dapat terjadi dengan
perbandingan molar metanol dan minyak sebesar 5 : 1 (Andy, 2006), dan
menambahkan 1% kalium hidroksida (KOH) (dalam basis minyak), pada
temperatur 600C. Sebelumnya metanol (alur 8) dan KOH (alur 7) dicampurkan
terlebih dahulu pada mixer I (M-301) dan kemudian dipompakan kedalam
reaktor transesterifikasi (R-401). Dalam R-401, diasumsikan 96% minyak
terkonversi menjadi metil ester asam lemak / FAME (fatty acid methyl ester)
dengan gliserol sebagai hasil samping. Selanjutnya alur 10 dari reaktor
dihubungkan dengan Flash drum I (T-101).

2.4.3. Recovery Metanol
Flash drum (D-801), digunakan untuk memperoleh pemisahan diantara
metanol dan komponen lain, dimana sebelum memasuki flash drum I
dipanaskan terlebih dahulu dalam Exchanger (E-601) sampai temperatur
70,690C. Hasil pemisahan berupa metanol 99,8% dan kandungan air 0,2%
dialur 12 dikembalikan lagi ke tangki metanol (T-203). Selanjutnya alur
bottom dikirim ke tangki pemisah dekanter I (ST-501).

2.4.4. Pemisahan dan Pencucian Biodiesel
Tujuan tahap ini adalah untuk memisahkan metil ester dari gliserol,
metanol dan katalis serta sabun yang terbentuk. Alur bottom dari flash drum I
dipisahkan di dekanter I (ST-501) berdasarkan perbedaan densitas. Pada
dekanter akan terbentuk dua lapisan yaitu bagian atas yang mengandung metil
ester dan beberapa komponen samping yang masih terikut dan bagian bawah
yang mengandung gliserol, metanol, katalis dan sabun. Bagian atas kemudian
dipisahkan dan dipompakan ke dalam mixer II (M-302) untuk pencucian
dengan menggunakan air. Fungsi pencucian ini adalah untuk memisahkan
beberapa komponen yang masih terikut pada waktu pemisahan di dekanter I.

Universitas Sumatera Utara

Hasil dari mixer II kemudian dipisahkan lagi di dekanter II untuk mendapatkan
metil ester yang benar-benar terpisah dari gliserol dan katalis.

2.4.5. Pemurnian Metil Ester
Untuk mendapatkan produk akhir biodiesel yang murni, digunakanlah
flash drum II untuk memisahkan air yang masih terikut dalam metil ester.
Sebelumnya metil ester dipanaskan dalam heater II (E-602) hingga temperatur
1000C untuk memisahkan air. Produk biodiesel yang dihasilkan didinginkan
dalam cooler (C-702) dan kemudian ditampung dalam tangki timbun biodiesel
(T-205).

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi

: 800 ton/tahun

Waktu operasi

: 24 jam/hari

Basis operasi

: 1 jam operasi

Kapasitas produksi/jam

: 1010,101 kg/jam

3.1 Twin Screw Press (SP-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101)
No.

Komponen

Masuk (Kg)
Alur 1

Keluar (Kg)
Alur 2

Alur 3

1

Minyak (JCO)

1119,3495

1052,1885

67,1610

2

Ampas

1826,3070

1,8263

1824,4807

1054,0148

1891,6417

TOTAL

2945,6565

2945,6565

3.2 Vibrating Filter (VF-101)
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101)
No.

Komponen

1

Minyak (JCO)

2

Ampas
TOTAL

Masuk (Kg)
Alur 2

Keluar (Kg)
Alur 4

Alur 5

1052,1885

-

1052,1885

1,8263

1,8263

-

1,8263

1052,1885

1054,0148

1052,1885

Universitas Sumatera Utara

3.3 Mixer I (M-301)
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer-1 (M-301)
Masuk (Kg)

Keluar (Kg)
Alur 9

No

Komponen

1.

CH 3 OH

-

192,432

192,432

2.

H2O

-

0,3856

0,3856

3.

KOH

10,2378

-

10,2378

10,2378

192,8176

TOTAL

Alur 7

Alur 8

203,555

203,555

3.4 Reaktor Transesterifikasi (R-401)
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401)
Masuk (Kg)
Alur 6
Alur 9

Keluar (Kg)
Alur 10

No

Komponen

1.

Jatropha Metil Ester

-

-

987,7257

2.

Gliserol

-

-

106,1591

3.

CH 3 OH

-

192,4321

81,5912

4.

H2O

1,0522

0,3856

3,254

5.

Sabun

-

-

30,9864

6.

KOH

-

10,2378

4,5763

7.

Trigliserida

1023,7794

-

40,9512

8.

FFA

27,3569

-

-

1052,1885

203,0555

TOTAL

1255,2439

1255,2439

Universitas Sumatera Utara

3.5 Flash Drum I (D-801)
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801)
NO

KOMPONEN

Masuk (Kg)
Alur 11

Keluar (Kg)
Alur 12

Alur 13

1.

J. Metil Ester

987,7257

-

987,7257

2.

Gliserol

106,1591

-

106,1591

3.

CH 3 OH

81,5912

81,583

0,0081

4.

H2O

3,254

0,1635

3,0905

5.

Sabun

30,9864

-

30,9864

6.

KOH

4,5763

-

4,5763

7.

Trigliserida

40,9512

-

40,9512

81,7465

1173,4974

Jumlah

1255,2439

1255,2439

3.6 Dekanter I (ST-501)
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Dekanter-1 (ST-501)
NO

KOMPONEN

Masuk (Kg)
Alur 13

Keluar (Kg)
Alur 14

Alur 15

1.

J. Metil Ester

987,7257

19,7545

967,9712

2.

Gliserol

106,1591

104,0361

2,1231

3.

CH 3 OH

0,0081

0,0074

0,0007

4.

H2O

3,0905

3,0288

0,0617

5.

Sabun

30,9864

30,3667

0,6197

6.

KOH

4,5763

4,4849

0,0914

7.

Trigliserida

40,9512

40,1323

0,8189

201,8107

971,6867

Jumlah

1173,4974

3.072,7835

Universitas Sumatera Utara

3.7 Mixer II (M-302)
Tabel 3.7 Neraca Massa Mixer-II (M-302)
No

Komponen

1.

J. Metil Ester

2.

Masuk (Kg)
Alur 15

Keluar (Kg)
Alur 17

Alur 16

967,9712

-

967,9712

Gliserol

2,1231

-

2,1231

3.

CH 3 OH

0,0007

-

0,0007

4.

H2O

0,0617

242,9217

242,9834

5.

Sabun

0,6197

-

0,6197

6.

KOH

0,0914

-

0,0914

7.

Trigliserida

0,8189

-

0,8189

971,6867

242,9217

Jumlah

1214,6084

1214,6084

3.8 Dekanter II (ST-502)
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Dekanter-II (ST-502)
NO

KOMPONEN

Masuk (Kg)
Alur 17

1.

J. Metil Ester

2.

Keluar (Kg)
Alur 18

Alur 19

967,9712

-

967,9712

Gliserol

2,1231

2,1231

-

3.

CH 3 OH

0,0007

0,0007

-

4.

H2O

242,9834

233,2059

9.7775

5.

Sabun

0,6197

0,6197

-

6.

KOH

0,0914

0,0914

-

7.

Trigliserida

0,8189

0,8189

-

236,8597

977,7487

Jumlah

1214,6084

1214,6084

Universitas Sumatera Utara

3.9 Flash Drum II (D-802)
Tabel 3.9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802)
NO

KOMPONEN

Masuk (Kg)
Alur 20

Keluar (Kg)
Alur 21

Alur 22

1.

JME

967,9712

-

967,9712

2.

H2O

9,7775

9,6797

0,0978

9,6797

968,069

Jumlah

977,7487

977,7487

Universitas Sumatera Utara

PENYETARAAN NERACA PD REAKTOR

No.
1
2
3
4
5
6
7
8

Komponen
Metil ester
Gliserol
Sabun
Metanol
Air
NaOH
Trigliserida
FFA
TOTAL

Masuk
Alur 9

Keluar
Alur 6
Alur 10
987,725656
106,1590738
30,98645928
192,4321 81,59119344
1,0522 0,385635 3,254027623
10,23779 4,576319213
1023,7794
40,951176
27,3569
1052,1885 203,0555
1255,243989
1255,243905
selisih :

BM Trigliserida :
BM Metil Ester :
BM FFA :
BM Sabun :
BM Alkali :

-8,40551E-05

852,298
285,515
271,13
307,102
56,11
278,13334

BM Trigliserida : % berat
BM
Tripalmitat
14,1
Tristearat
7,6
Trioleat
38,8
Trilinoleat
39,1
99,6

BM Metil Ester :
Metil palmitat
Metil stearat
Metil oleat
Metil linoleat

14,3
8,8
37,8
39,1
100

806
890
845
878

113,646
67,64
327,86
343,298
852,444

270,46
298,52
296,5
294,48

38,67578
26,26976
112,077
115,14168
292,16422

Alur 10
Mol Trigliserida :
Mol Metanol :
r1 =
F trigliserida :
F metanol :
F metil ester :
F gliserol :

1,20119888
6,00599438
1,15315092
40,951176
81,5911934
987,725656
106,159074

Mol FFA :

0,10089957

F sabun :
F air :
F NaOH :

30,9864593
3,25402762
4,57631921

Alur 7
F NaOH =

10,237794

Alur 8
F Metanol :
F Air :

192,43206
0,38563539

14,3
8,8
37,8
39,1
100

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kJ

Temperatur basis

: 250C

4.1 Reaktor Transesterifikasi (R-401)
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Reaktor Transesterifikasi (R-401)
Masuk (kJ)
Alur 6
Alur 9

Keluar (kJ)
Alur 10

No

Komponen

1.

Jatropha Metil Ester

-

-

13019,1059

2.

Gliserol

-

-

9287,7593

3.

CH 3 OH

-

2475,5531

7627,7303

4.

H2O

21,9169

8,0312

477,0408

5.

Sabun

-

-

1704,5491

6.

KOH

-

59,9731

190,4981

7.

Trigliserida

1194,3772

-

424,9728

8.

FFA

38,4076

-

-

1254,7017

2543,5574

TOTAL

3798,2591

32728,6563

Universitas Sumatera Utara

4.2 Heater I (E-601)
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Heater I (E-601)
NO

KOMPONEN

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Alur 10

Alur 11

1.

J. Metil Ester

13019,1059

23258,9299

2.

Gliserol

9287,7593

14900,3582

3.

CH 3 OH

7627,7303

100365,6883

4.

H2O

477,0408

751,5494

5.

Sabun

1704,5491

2678,5771

6.

KOH

190,4981

302,528

7.

Trigliserida

424,9728

758,304

TOTAL

32728,6563

143015,5349

4.3 Flash Drum I (D-801)
Tabel 4.3 Neraca Panas pada Flash Drum (D-801)
NO

KOMPONEN

Masuk (kJ)
Alur 11

Keluar (kJ)
Alur 12

Alur 13

1.

J. Metil Ester

23258,9299

-

23258,9299

2.

Gliserol

14900,3582

-

14900,3582

3.

CH 3 OH

100365,6883

100357,8057

7,8826

4.

H2O

751,5494

37,7576

713,7918

5.

Sabun

2678,5771

-

2678,5771

6.

KOH

302,528

-

302,528

7.

Trigliserida

758,304

-

758,304

TOTAL

143015,5349

100395,5633

42620,3716

143015,9349

Universitas Sumatera Utara

4.4 Kondensor (C-701)
Tabel 4.4 Neraca Panas pada Kondensor (C-701)
NO

KOMPONEN

1.

CH 3 OH

2.

H2O
TOTAL

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Alur 12

Alur 23

100357,8057

1049,5339

37,7576

3,4089

100395,5633

1052,9428

4.5 Mixer II (M-302)
Tabel 4.5 Neraca Panas pada Mixer II (M-302)
No

Komponen

1.

Jatropha Metil Ester

2.

Masuk (kJ)
Alur 15
Alur 16

Keluar (kJ)
Alur 17

22794,343

-

12759,055

Gliserol

29,8452

-

186,0613

3.

CH 3 OH

0,8611

-

0,0654

4.

H2O

14,2487

5064,7637

35617,3753

5.

Sabun

53,5689

-

34,0893

6.

KOH

6,0465

-

3,8074

7.

Trigliserida

15,1789

-

8,5066

22914,0923

5064,7637

TOTAL

27978,856

48608,9603

4.6 Heater II (E-602)
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Heater II (E-601)
NO

KOMPONEN

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Alur 19

Alur 20

1.

Metil Ester

12759,055

28840,764

2.

H2O

133,9832

4305,2298

TOTAL

12873,0382

33145,9938

Universitas Sumatera Utara

4.7 Cooler (C-702)
Tabel 4.6 Neraca Panas pada Cooler (C-702)
NO

KOMPONEN

1.

Metil Ester

2.

H2O
TOTAL

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Alur 24

Alur 25

23459,8589

1441,3182

23,4761

2,0269

23483,335

1443,3451

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Gudang Bahan Baku Biji Jarak Pagar (G-101)
Fungsi

: Menyimpan bahan baku biji jarak untuk kebutuhan 30 hari

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 166,9116 m3

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

- Panjang

: 7,571 m

- Lebar

: 7,571 m

- Tinggi

: 3,7855 m

2. Gudang Penyimpanan KOH
Fungsi

: Menyimpan KOH untuk kebutuhan 120 hari

Bentuk

: Prisma segi empat beraturan

Bahan konstruksi : Beton
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 14,4534 m3

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

- Panjang

: 3,3494 m

- Lebar

: 3,3494 m

- Tinggi

: 1,6747 m

Universitas Sumatera Utara

3. Bucket Elevator KOH (B-101)
Fungsi

: Mengangkut KOH dari gudang ke tangki pencampur

Bentuk

: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron
Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 10,2378 kg/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

Tinggi elevator

: 7,62 m

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m
Kecepatan bucket : 1,143 m/s
Kecepatan putaran : 43 rpm
Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,019 hp

4. Bucket Elevator Jarak Pagar (B-102)
Fungsi

: Mengangkut biji jarak dari gudang ke tangki umpan

Bentuk

: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron
Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 2945,6565 kg/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

Tinggi elevator

: 7,62 m

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m
Kecepatan bucket : 1,143 m/s
Kecepatan putaran : 43 rpm
Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,7071 hp

Universitas Sumatera Utara

5. Bak Penampungan Ampas (B-201)
Fungsi

: Menampung ampas biji jarak dari Screw dan Vibrating Filter

Bentuk

: Bak persegi panjang

Bahan konstruksi : Kayu
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 1893,468 kg/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

- Panjang

: 5,1869 m

- Lebar

: 5,1869 m

- Tinggi

: 3,4579 m

6. Tangki Penyimpanan Metanol (T-203)
Fungsi

: Menyimpan larutan metanol

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Lama penyimpanan: 30 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 172,6883 kg/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

Silinder
- Diameter

: 5,4106 m

- Tinggi

: 8,1159 m

- Tebal

: 1½ in

Tutup
- Diameter

: 5,4106 m

- Tinggi

: 1,3526 m

- Tebal

: 1½ in

Universitas Sumatera Utara

7. Screw Press (SP-101)
Fungsi

: Mengekstrak biji jarak pagar

Bentuk

: Twin Screw

Bahan konstruksi : Stainless steel TP-24
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 3,5 ton/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik
- Kapasitas

: 3,5 ton/jam

- Panjang

: 3,373 m

- Lebar

: 0,92 m

- Tinggi

: 1,46 m

- Daya

: 8,125 kW

8. Vibrating Filter (VP-101)
Fungsi

: Memisahkan partikel ampas dari minyak jarak pagar

Bentuk

: Vibrating Filter

Bahan konstruksi : ALL 316 Stainless Steel
Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 1264,397 kg/jam

Kondisi operasi

: Kondisi ruang

Kondisi fisik

:

- Laju alir bahan : 24,278 l/min
- Tekanan

: 21 kg/cm2

- Bukaan filter

: 25 micron

- Berat

: 13,2 kg

Universitas Sumatera Utara

9. Tangki Minyak Jarak Pagar (T-202)
Fungsi

: Menyimpan minyak jarak pagar setelah disaring

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar

Lama penyimpanan: 30 hari
Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-283 Grade C
Jumlah

: