Damayanti, Retno (2012) Analisis Energi dan Eksergi Produksi Biodiesel dengan Metode Metanol Superkritis. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Metode metanol superkritis adalah metode produksi biodiesel untuk menghasilkan kualitas biodiesel yang tinggi tanpa menggunakan katalis dengan suhu dan tekanan operasional tinggi. Metanol superkritis memiliki beberapa kelebihan, yaitu tidak dipengaruhi oleh kondisi bahan karena asam lemak bebas yang terkandung dalam bahan akan teresterifikasi menjadi metil ester secara langsung, tingkat konversi minyak menjadi metil ester tinggi, waktu proses yang lebih singkat dan tidak dipengaruhi oleh keberadaan air. Dalam proses ini tidak ada sabun yang terbentuk sehingga mengurangi biaya pengolahan limbah. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan model sistem energi dan eksergi, untuk mengetahui efisiensi energi dan eksergi melalui analisis energi dan eksergi dan mengetahui waktu penahanan dan komposisi air yang terbaik untuk proses produksi metanol superkritis. Penelitian metode metanol superkritis dilakukan menggunakan reaktor superkritis dengan kapasitas ± 700 ml/proses. Metode metanol superkritis melalui 2 tahapan proses yaitu proses hidrolisis dan esterifikasi. Proses hidrolisis dilakukan pada temperatur 270 0 C dan tekanan 20 MPa, dengan perlakuan rasio air-minyak (volume air : minyak) yaitu 0,05 (5:95), 0,18 (15:85), 0,33 (25:75), 1 (50:50) dan 1,5 (60:40) dan waktu penahanan 10 dan 30 menit. Proses esterifikasi dilakukan pada temperatur 270 0 C tekanan 20 MPa dengan waktu penahanan 30 menit dengan perbandingan volume ALB : metanol 5 : 2. Pengamatan meliputi; waktu penahanan, hasil proses hidrolisis dan esterifikasi. Data penelitian kemudian diproses melalui perhitungan analisis energi yang mengacu kepada Hukum Termodinamika Pertama dan analisis eksergi yang mengacu Hukum Termodinamika Kedua. Analisis energi meliputi keseimbangan energi yang terjadi dalam reaktor, energi panas bahan dan energi listrik. Analisis eksergi meliputi perhitungan eksergi phisik dan eksergi kimia bahan. Biodiesel yang dihasilkan diujikan untuk mendapatkan karakteristik biodiesel dan konversi biodiesel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi energi optimal pada waktu penahanan 10 menit terjadi pada rasio air-minyak 1 sebesar 65,61% dan efisiensi energi total tertinggi terjadi pada perlakuan waktu penahanan 30 menit, berkisar antara 9,18 – 78,36%. Waktu penahanan yang lebih lama pada proses hidrolisis memberikan efek positif dimana memudahkan pemisahan gliserol dengan ALB yang dihasilkan. Efisiensi eksergi total optimal terjadi pada rasio air-minyak 0,33 (K3) baik untuk waktu penahanan 10 menit dan 30 menit, masing-masing 7,44 % dan 7,04 %. Karaketeristik biodiesel yang dihasilkan sudah mendekati persyaratan kualitas biodiesel SNI-04-7182-2006 dengan nilai densitas 0,879 – 0,883 g/cm 3 dan viskositas 4,777cSt – 5,869 cSt. Kandungan Trigliserida, Digliserida dan Monogliserida tidak ada dalam hasil pengolahan biodiesel metode metanol superkritis untuk semua perlakuan sehingga dengan perlakuan waktu penahanan 10 menit merupakan waktu reaksi yang cukup untuk menghasilkan FAME tanpa kandungan TG, DG dan MG.
English Abstract
Biodiesel production with supercritical methanol method is a biodiesel production method to produce high quality biodiesel without catalyst with high temperatures and pressures. Supercritical methanol has several advantages, which are not affected by material as free fatty acids contained in materials will be esterified into methyl esters, high conversion of methyl ester, shorter processing time, it`s not influenced by presence of water and re is no soap formed, reby reduce cost of waste treatment. purposes of this study are to determine model of energy and exergy system, to obtain efficiency of energy and exergy, to obtain holding time (time reaction) and water composition for supercritical methanol production process. Supercritical reactor with a capacity of ± 700 ml/process is used in this research. Supercritical methanol method is done through 2 stages of process, hydrolysis and esterification. hydrolysis process is performed at 270 °C and 20 MPa, with ratio water-oil (volume of water : oil) are 0,05 (5:95), 0,18 (15:85), 0,33 (25:75), 1 (50:50) dan 1,5 (60:40) and holding time of 10 and 30 minutes. esterification process is performed at 270 °C and 20 MPa, holding time of 30 minute and ratio volume FFA : methanol is 5 : 2. Observations include: processing time, output of hydrolysis and esterification. data obtained n processed through calculation of energy analysis, which refers to First Law of rmodynamics and exergy analysis referring to Second Law of rmodynamics. Analysis of energy include energy balance that occurs in reactor, rmal energy and electrical energy. Analysis of exergy includes computation exergy of physical and materials chemistry. Biodiesel produced tested to obtain characteristics of biodiesel and biodiesel conversion. results show that optimal energy efficiency on holding time of 10 minute occur at ratio water-oil 1 is 65,61% and highest total energy occur at holding time of 30 minute range from 9,18 – 78,36%. More longer of holding time on hydrolysis process extend positive effect to make easier of separation glycerol and FFA. optimal exergy efficiency occur at ratio water-oil 0,33 at holding time of 10 and 30 minutes are 7,44% and 7,04%. characteristic biodiesel are approaching quality requirements of SNI-04-7182-2006, with a density of 0879-0883 g/cm3and viscosity of 4.777cSt - 5869 cSt. TLC test show that re is no content of TG, DG, MG in biodiesel for all treatment re for holding time of 10 is sufficient time to produce FAME.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/665.538 4/DAM/a/041204423 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 665 Technology of industrial oils, fats, waxes, gases > 665.5 Petroleum |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 27 May 2013 14:43 |
| Last Modified: | 27 May 2013 14:43 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160170 |
Actions (login required)
 |
View Item |