Biodiesel - yusronsugiarto

download report

Transcript Biodiesel - yusronsugiarto

Alat dan Mesin Pengolahan
Biodiesel dan Bioethanol
VIDEO
BIOENERGI
• Bioenergi adalah energi yang diekstrak dari biomasa
atau energi yang terkandung dalam biomassa
• Biomassa adalah bahan organik yang terbuat dari
tumbuhan atau hewan
• Di seluruh dunia, biomassa merupakan sumber energi
terbesar keempat setelah batubara, minyak, dan gas
alam - diperkirakan sekitar 14% dari energi primer global
(dan jauh lebih tinggi di banyak negara berkembang).
Mengapa menggunakan biomasa
sebagai sumber energi?
Minyak merupakan sumber daya yang langka
Negara menjadi lebih dan lebih tergantung pada
impor minyak yaitu minyak dari negara lain semakin
meningkat
Efek rumah kaca  pengurangan emisi CO2
Biomassa dapat menyediakan sebagian besar
pasokan energi
Bioenergi: Manfaat & Tantangan
• Keberlanjutan: sumber energi bersih dan terbarukan
• Ketersediaan: pengembangan bioenergi dapat
meningkatkan akses terhadap energi di daerah
pedesaan
• Fleksibilitas: bioenergi dapat memberikan daya,
panas dan transportasi
• Bioenergi dapat berkontribusi untuk diversifikasi
energi bauran, ada berbagai bahan baku untuk
bioenergi dan semua negara dapat bergantung pada
beberapa sumber dalam negeri
Bioenergi: Manfaat & Tantangan
• Mitigasi perubahan iklim - bioenergi dapat secara signifikan
mengurangi gas rumah kaca (GRK) dibandingkan dengan
bahan bakar fosil
• Diversifikasi mata pencaharian pedesaan - di sektor energi,
dan penggunaan jasa energi baru yang tersedia memfasilitasi pengembangan pedesaan
• Pengurangan degradasi lahan khususnya melalui
penanaman bahan baku bioenergi abadi
Pertumbuhan Penduduk dan Konsumsi Energi
4,500.000
4,000.000
3,500.000
3,000.000
2,500.000
Populasi
2,000.000
kWh/person
1,500.000
1,000.000
500.000
0.000
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Skenario energi bauran
Pemerintah sedang gencar melaksanakan program PLTU
1000 MW dengan bahan bakar batu bara
Kebutuhan Batubara (juta ton)
90
80
70
60
50
82
40
62
30
42
20
10
22.6
25
0
2005
2010
2015
2020
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
2025
Emisi CO2, SO2, NO2, dan PM
1800
1600
1400
1200
CO2 (juta ton)
1000
SO2 (ribu ton)
NO2 (ribu ton)
800
PM (ribu ton)
Solid Waste (ribu ton)
600
400
200
0
2005
2010
2015
2020
2025
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
Emisi Logam (ton)
900
800
700
As
Co
600
Cr
500
Cu
Hg
400
Ni
Pb
300
Th
200
U
100
0
2005
2010
2015
2020
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
2025
BIOFUEL
Biodiesel
Bioethanol
Bioethanol
C2H5OH
Apakah bioethanol itu?
• Ethanol yang berasal
dari bahan-bahan
pertanian
• Berbentuk cair,
jernih, bau kuat, larut
dalam bensin, nilai
oktan tinggi
VIDEO
Skema Produksi Bioethanol
Bioethanol dapat diproduksi dengan 3 cara
Gula
ETHANOL
VIDEO
Pati
Selulosa /
Hemiseslulosa
Gula
Gula
Skema Produksi Bioetanol
Konversi langsung dari Gula
Pada umumnya menggunakan molasses (limbah
permurnian gula)  produksi ethanol tidak dalam
skala besar
Reaksi utama adalah Fermentasi
C6H12O6
yeast
Gula (e.g.:-glucose)
2 C2H5OH + 2 CO2
ethanol
carbon dioxide
Ethanol dari Pati / Karbohidrat
Kandungan
gula dalam
bahan Baku
Jumlah Hasil
Konversi
Konsumsi (Kg)
(Kg)
(liter)
Ubi Kayu
1000
250 – 300
166.6
6.5 : 1
Ubi Jalar
1000
150 – 200
125
8:1
Jagung
1000
600 – 700
200
5:1
Sagu
1000
120 – 160
90
12 : 1
Tetes
1000
500
250
4:1
Bahan Baku
Jenis
Sumber: Nurdyastuti I., 2006
Pebandingan
bahan baku
dan
Bioethanol
Peralatan pengolahan bioethanol
bahan baku ubi kayu
Crusher
Fungsi: Menghancurkan singkong
Silinder
pemarut
Hopper
Outlet
Diesel
Unit Hidrolisis
Suhu proses: 95 – 130 oC
Kelengkapan: pemanas, kontrol suhu
otomatis, pengaduk.
Dinding dibuat berlapis
Bahan kimia tambahan:
enzim alfa amilase
gluko amilase
Fermentor
Fermentor merupakan wadah
dimana proses perubahan gula
menjadi alkohol dengan
bantuan yeast.
Proses fermentasi harus
berlangsung dalam kondisi
steril dan suhu berkisar 32 oC.
Destilator
• Berfungsi untuk memisahkan ethanol dari air
berdasarkan perbedaan titik didih
• Untuk mendapatkan tingkat kemurnian
ethanol yang tinggi (untuk memenuhi standar
bahan akar) destilasi dilakukan secara
bertingkat
Skema Destilator
Keseimbangan Massa
Produksi Bioethanol
Biodiesel
Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif
untuk mesin diesel.
Keuntungan:
• Dapat diperbaharui,
• Tidak beracun dan biodegradable atau jauh lebih
mudah terurai oleh mikroorganisme dibandingkan
minyak mineral.
• Dapat digunakan secara langsung untuk mesin
diesel tanpa memerlukan modifikasi.
• Memiliki efek pelumas tinggi sehingga mesin awet
METHANOL + KOH
VIDEO
TRANS-ESTERIFICATION
WASTE
OIL
CRUDE
BIODIESEL
BIODIESEL
OIL CROPS
ALGAE
Oil
pressing
PRESS
CAKE
VIRGIN
OIL
Washing
CRUDE
GLYCEROL
WASHWATER
Reaksi Transesterifikasi
Pre Treatment Bahan baku
• Minyak dengan kandungan FFA tinggi. FFA
tinggi  memicu pembentukan sabun, sabun
menyulitkan proses separasi.
• Keberadaan FFA dg nilai asam < 1.5 dapat
diabaikan
• Solusi :
– Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H2O
– Esterifikasi:
• Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air
akan menimbulkan sabun dan meningkatkan
FFA  harus dievaporasi dulu
Proses secara konvensional
• 20 % methanol dicampur
dengan katalis (KOH 3.5 gr /
liter minyak) menghasilkan
metoksida (zat berbahaya 
jangan kena kulit atau
terhirup)
• Minyak yang telah di
treatment di campur dengan
metoksida pada suhu 580C –
65 oC selama 60 menit dalam
kondisi kedap udara (sehingga
methanol tidak menguap)
• Hasil transesterifikasi diendapkan selama 8jam untuk
memisahkan ester dan gliserin
• Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna mengakibatkan
masih adanya zat antara yaitu digliserida dan monogliserida
(Zat ini menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan
emulsifikasi selama pencucian)
• Ester yang dihasilkan masih mengandung kontaminan (sisa
katalis, sabun, dll) sehingga harus dicuci
PRINSIP DASAR:
Mengkontakkan biodiesel dengan air
sebaik mungkin secara hati-hati
1. Pencucian Gelembung
2. Pencucian Kabut
3. Pencucian Pengaduk
Pencucian yang terlalu bergolak, akan
monogliserda dan digliserida membentuk emulsi
• Lama pencucian : 8 jam
• Lama pengendapan 1 jam
• Pengulangan min 3 kali
• Pencucian selesai jika pH air 7
Udara ke atas membawa air 
mengambil sabun dan
kontaminan lain
Ketika gelembung sampai atas
 pecah  air turun dan
membawa lebih banyak
kontaminan
Keunggulan pencucian gelembung : murah, bahan mudah di
dapat, proses tidak memerlukan perhatian (dapat ditinggal)
Kelemahan Pencucian Gelembung
• Untuk wadah yang terlalu kecil  pengadukan terlalu kuat
 emulsifikasi (oleh adanya sabun dan mg & dg akibat
reaksi yang tidak sempurna)
Catatan: mg & dg larut dalam biodiesel, tidak ikut tercuci
dan dapat mengakibatkan korosi dan penyumbatan
injektor
• Oksidasi  polimerisasi (Oksidasi memecah ikatan ganda
minyak tak jenuh  membentuk hydroperoksida 
polimer)
• Oksidasi  hydroperoksida menyerang elasteomers
seperti seal karet
• Pengadukan lebih sedikit di
banding gelembung 
emulsifikasi dapat dicegah
• Memerlukan peralatan yang
lebih rumit
• Pencucian ini dapat
digabung dengan pencucian
gelembung pada akhir
proses
Prosedur:
• Pengadukan selama 5 menit
• Pengendapan selama 1 jam
• Pemisahan air dari biodiesel
• Pengulangan pencucian
Pengeringan
Tujuan: menurunkan kadar air
sampai 0.05 %
Metode :
- Pengering biasa
- Pengering vakum
- Pemanasan pada biodiesel
yang dikabutkan
Referensi
• Nurdyastuti I, 2006, Teknologi Proses Produksi Bioethanol,
http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf
• Pemasinghe, 2004, Bioethanol production technologies: Where are we?
Where should we be?,
www.sajeewa.wikispaces.com/file/view/bioethanol.ppt
• Singh P., 2009, Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation,
www.springerlink.com/index/u622081h1g1t685r.pdf
• Sumaryono W., 2007, Technology Development in Bioethanol Production
in Indonesia, www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/20_ppt.pdf
• Dan Anderson, Derek Masterson, Bill McDonald and Larry Sullivan. 2003,
Industrial Biodiesel Plant Design and Engineering: Practical Experience.
http://www.crowniron.com/userImages/Biodiesel.pdf