ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
BasedBiodiesel.Supervised by MARIMIN,SAPTARAHARDJAandSUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or attribute range) for reasoning process and decision making using the method of artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred to quality control, processes in critical points of production until the performance of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction of variety of critical points of transesterification process, separation and washing in a number of the next production stages. These two analyses were used so that the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The system was designed and developed using the software ofMatlab 7.01 in a menu of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria, momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network performance, this system used activation function of sigmoid bipolar(tansig) with the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005; the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was 9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall result of assessment process was in grade A. The system of SINKUAL-BIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC) because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be implemented was technological improvement program with the highest value of 0.255.
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyak-minyak lemak salah satunya adalah minyak-minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin. Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna, akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem penentuankualitasbiodieseldengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab 7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu (quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi, penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses (transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005(336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A, selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Nama : Elviyanti
NIM : F351030081
Program Studi : Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA. Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jamaran Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir. Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan. Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
ELVIYANTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Desain Sistem Penentuan Kualitas
Biodiesel Berbasis Minyak Nabati adalah karya saya sendiri dengan arahan
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2007
Elviyanti
BasedBiodiesel.Supervised by MARIMIN,SAPTARAHARDJAandSUROSO.
In this research, the prototype of assessment system and quality prediction of vegetable oil-based biodiesel during the production process were developed by involving 2 factors of analyses, that is, fundamental analysis and technical analysis and by integrating expertise system in constructing rulebase (rule or attribute range) for reasoning process and decision making using the method of artificial intelligence (AI), Multilayer System Back Propagation, to predict different processes using Statistic Process Control. Fundamental process referred to quality control, processes in critical points of production until the performance of the finished product. In the meantime, technical analysis referred to prediction of variety of critical points of transesterification process, separation and washing in a number of the next production stages. These two analyses were used so that the system could assess and predict patterns of quality increase and decrease of biodiesel when there was a change in fundamental and technical factors. The system was designed and developed using the software ofMatlab 7.01 in a menu of simple interface called SINKUAL BIODiESEL. Input and output of this system were showed in form of quantitative and qualitative data both in numbers and in graphs.
Based on the test of “trial and error” of activation function, error criteria, momentum, rate of learning and number of layers used to give the best network performance, this system used activation function of sigmoid bipolar(tansig) with the network architecture of (551), that is, 5 neurons in an input layer, 5 neurons in a hidden layer and 1 neuron in an output layer. The rate of learning was 0,005; the momentum was 0.9; the minimum error was 0.0001 and the MSE score was 9.28419e-005(336). Validity of AI showed the correlation between network output and target output based on error value obtained.
The implementation of this system was carried out using actual data obtained from PT.EAI (Energy Alternative Indonesia) in a number of production periods in 2006. The result of SINKUAL-BIODIESEL assessment conducted showed that the quality of raw material was in grade B, the process quality was in grade A, and the quality of storage and packaging was in grade A. The overall result of assessment process was in grade A. The system of SINKUAL-BIODIESEL also gave a suggestion to the users so that they could keep the process that had been carried out involving Statistic Process Control (SPC) because with the raw material of medium quality (grade B) is able to produce good quality biodiesel (grade A). The strategy with the highest priority to be implemented was technological improvement program with the highest value of 0.255.
Nabati. Dibimbing oleh MARIMIN, SAPTA RAHARDJA dan SUROSO.
Biodiesel merupakan salah satu produk industri berbahan dasar minyak-minyak lemak salah satunya adalah minyak-minyak nabati. Biodiesel dihasilkan dari proses metanolisis atau transesterifikasi pada minyak lemak mengunakan jenis alkohol ditambah katalis sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserin. Kandungan oksigen biodiesel lebih banyak sehingga pembakaran lebih sempurna, akibatnya gas buang tidak berbahaya, bersih dan ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah protitipe sistem penilaian dan prediksi kualitas biodiesel yang berbasis minyak nabati selama proses produksi yang melibatkan dua faktor analisis, yaitu analisis fundamental dan analisis teknik dengan mengintergrasikan sistem pakar dalam membangun rulebase (aturan atau batasan atribut) untuk proses penalaran dan pengambilan keputusan dalam sistem penentuankualitasbiodieseldengan metode jaringan syaraf tiruan (JST) multilayer system backpropagation untuk prediksi keragamaan proses menggunakan Statistic Process Control (SPC).
Analisis fundamental mengacu pada proses pengendalian kualitas yang meliputi pengendalian kualitas bahan baku, proses dititik kritis produksi hingga kinerja akhir produk jadi. Sedangkan analisis teknis mengacu pada prediksi keragaman titik kritis proses transesterifikasi, separasi dan pencucian dalam beberapa periode produksi yang akan datang. Penggunaan kedua analisis tersebut dimaksudkan agar sistem dapat menilai dan memprediksi pola penurunan dan kenaikan kualitas biodiesel saat terjadi perubahan faktor fundamental dan teknis.
Sistem dirancang dan dikembangkan menggunakan perangkat lunak Matlab 7.01 dalam sebuah menu tampilan (interface) yang sederhana dan diberi nama SINKUAL-BIODIESEL. Masukan dan keluaran dari sistem ini ditampilkan dalam bentuk data kuatitatif dan kualitatif baik dalam bentuk angka maupun dalam bentuk grafik.
SINKUAL-BIODIESEL dirancang/dikembangkan untuk membantu para teknik labaratorium dan pihak pengambilan keputusan dan penjaminan mutu (quality ansurance) dalam menilai dan memprediksi kualitas biodiesel yang diproduksi mulai dari jenis minyak nabati, jumlah tahapan proses esterifikasi, penilaian kualitas bahan baku, kualitas mutu biodiesel, titik kritis proses (transesterifikasi, separasi dan pencucian), hingga penilaian proses pengemasan dan penyimpanan biodiesel.
Bobot tingkat kepentingan atribut kualitas biodiesel ditentukan dengan menggunakan metode entropy hal dikarenakan tidak semua atribut penilaian digunakan sebab terbatasnya waktu dan mahalnya biaya pengukuran atribut kualitas bahan baku yang digunakan dan mutu biodiesel yang dihasilkan.
Metode pembelajaran jaringan syarat tiruan (JST) yang digunakan adalah
dengan arsitektur jaringan [5 5 1], yakni lima neuron pada lapisan input, lima neuron pada lapisan hidden dan satu neuron pada lapisan output. Laju pembelajaran 0,005; momentum 0,9; minimum error 0,0001 diperoleh nilai MSE
9,28419e-005(336 epoch). Validasi JST menunjukkan kesesuaian antara output jaringan dengan output target berdasarkan nilai error yang dihasilkan.
Penilaian kualitas biodiesel diberikan dalam bentuk grade yang bertujuan untuk mempermudah proses penilaian dan pengendalian kualitas. Dengan adanya
grade di pihak pengguna dapat mengambil tindakan dan keputusan sesuai dengan
grade yang dihasilkan. Pengklasifikasian biodiesel yang diterima dalam grade A dan grade B ditentukan berdasarkan standar mutu nasional dan standar mutu yang diterapka di industri.
Implementasi sistem ini dilakukan dengan menggunakan data aktual yang diperoleh dari PT. EAI (Energi Alternatif Indonesia) pada beberapa periode produksi tahun 2006. Hasil penilaian SINKUAL-BIODIESEL yang dilakukan
menunjukkan bahwa kualitas bahan baku dengan grade B, kualitas proses
diterima grade A dan kualitas proses penyimpanan dan pengemasan diterima
grade A. Hasil (overall) keseluruhan proses penilaian adalah diterima grade A, selain itu sistem SINKUAL-BIODIESEL memberikan saran kepada pengguna untuk terus mempertahankan proses yang telah dilaksanakan dengan melibatkan
Statistic Process Control (SPC) karena dengan bahan baku yang berkualitas sedang (grade B) mampu menghasilkan biodiesel dengan kualitas baik (grade A).
Dengan memperhatikan keseluruhan faktor, aktor dan tujuan yang hendak dicapai dari penerapan strategi peningkatan kualitas biodiesel, maka dapat ditentukan strategi yang memiliki bobot tertinggi dan prioritas pertama untuk dijalankan adalah program perbaikan teknologi sehingga mampu mengolah beragam mutu bahan baku dengan menerapkan proses produksi yang paling tepat dan efisien sehingga mampu menghasilkan biodiesel yang sesuai standar yang diinginkan berbagai segmen pasar. Diharapkan perusahaan mampu mengolah berbagai macam mutu minyak dan mempunyai teknologi proses konversi minyak yang optimal sesuai karakteristik biodiesel yang diinginkan.
© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007
Hak cipta dilindungi
ELVIYANTI
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Nama : Elviyanti
NIM : F351030081
Program Studi : Teknologi Industri Pertanian
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA. Dr. Ir. Suroso, M.Agr.
Anggota Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jamaran Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penelitian ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini mengambil topik Desain Sistem Penentuan Kualitas Biodiesel Berbasis Minyak Nabati.
Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc., Dr. Ir. Sapta Rahardja, DEA., dan Dr. Ir. Suroso, M. Agr. selaku dosen pembimbing serta pimpinan dan staf PT. EAI Tanjung Priok Jakarta yang telah banyak memberikan informasi dan masukan. Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Ir. Bochari Rachman, M.Sc. Rektor Universitas Bina Darma Palembang, atas kesempatan melanjutkan studi S-2 di Institut Pertanian Bogor. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada rekan-rekan TIP dan BioTeknologi khususnya Eva, Zendi dan Wiwid, juga teman seperjuangan ”Islam Idiologis” (HT) Bogor yang telah banyak memberi motivasi dan bantuan.
Terima kasih penuh cinta untuk orang tua, suami yang selalu memberikan motivasi, semangat juang dan doa yang tiada henti dalam mengokohkan diriku pada visi dan misi kehidupan yang hakiki yakni meraih prestasi menggapai keridhoan Allah, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya, serta semua pihak yang telah ikut membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Juni 2007
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 18 Januari 1978 dari ayah
Amri Yara Muhir dari Manna Bengkulu, dan ibu Misyul Hartati dari Sekayu
Sumatera Selatan. Penulis merupakan putri pertama dari enam bersaudara dan
sebagai istri dari Sutarno, ST. M.T. dan Alhamdulillah kini sedang menantikan
kehadiran anak pertama.
Tahun 1996 penulis lulus dari SMA Negeri 8 Palembang dan melanjutkan
studi Diploma (D-1) Komputer Analisis di LPPMK Mulya Pratama Palembang.
Pada tahun 1997 lulus seleksi masuk di Program Studi Sosial Ekonomi Pertanian
Universitas Sriwijaya Palembang dan lulus pada tahun 2002. Pada tahun 2003
Penulis memperoleh beasiswa BPPS dari Dirjen Pendidikan Tinggi DIKTI untuk
melanjutkan studinya di Program Studi Teknologi Industri Pertanian pada
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor selesai pada tahun 2007.
Pengalaman kerja Penulis sejak tahun 2002 hingga sekarang bekerja sebagai
ii
Hal
PRAKATA ... i
DAFTAR ISI ... ii
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR LAMPIRAN... viii
1. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 5
1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 5
1.4 Manfaat Penelitian ... 6
2. TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Definisi Kualitas ... 7
2.2 Minyak Nabati Sebagai Komponen Biodiesel ... 9
2.3 Biodiesel ... 11
2.3.1 Perkembangan Biodiesel ... 12
2.3.2 Proses Produksi Biodisel ... 13
2.3.3 Keuntungan Penggunaan Biodiesel ... 16
2.3.4 Standar Mutu Biodiesel ... 18
2.4 Kecerdasan Buatan ... 21
2.5 Sistem Pakar ... 21
2.5.1 Definisi Sistem Pakar ... 21
2.5.2 Struktur Sistem Pakar ... 23
2.6 Jaringan Syaraf Tiruan ... 26
2.6.1 Dasar Biologis ... 26
2.6.2 Struktur Jaringan ... 27
2.6.3 Proses Pembelajaran... 28
2.6.4 Fungsi Aktivasi ... 28
2.6.5 Backpropagation ... ... 28
2.7 Integrasi Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan... 29
2.8 Penggunaan Run Chart dan Control Chart ... 30
2.9 Metode Pembobotan Entropy ... 30
2.10 Analisis Proses Hirarki(AHP) ... 31
3. METODOLOGI PENELITIAN ... 34
3.1 Kerangka Pemikiran ... 34
3.2 Tahapan Penelitian ... 35
3.2.1 Tahapan Persiapan ... 37
3.2.2 Pembangunan Model Konseptual ... 38
iii
3.3.1 Sumber Data ... 39 3.3.2 Pengumpulan Data ... 40 3.3.3 Analisis Data ... 40
3.3.4 Penerapan Sistem Pakar dan Jaringan Syaraf Tiruan ... 40
4. PROFIL KUALITAS BIODIESEL BERBASIS MINYAK NABATI.. 42 4.1 Bahan Baku Biodiesel ... 42 4.2 Spesifikasi Biodiesel ... 44 4.3 Spesifikasi Biosolar ... 45
4.4 Beberapa Analisis Mutu Biodiesel ... 46
5. ANALISIS KUALITAS BIODIESEL ... 48 5.1 Data Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Biodiesel... 48
5.1.1 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Bahan Baku ... 48 5.1.2 Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas Proses... 50 5.1.3 Data Keragaman Proses ... 53 5.2 Analisis Data ... 72
5.2.1 Analisis Data Tingkat Kepentingan ... 72 5.2.1.1 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Bahan Baku ... 72 5.2.1.2 Analisis Atribut Penilaian Kualitas Proses ... 75 5.2.2 Analisis Data Keragaman Proses ... 79 5.3 Atribut Sistem Penilaian dan Prediksi Kualitas Biodiesel ... 80 5.3.1 Analisis Fundamental ... 81 5.3.2 Analisis Teknis ... 86
6. PEMODELAN DAN RANCANG BANGUN SISTEM ... 87 6.1 Model Konseptual ... 87 6.1.1 Konfigurasi Desain ... 87 6.1.2 Desain Basis Data ... 90 6.1.3 Kerangka Model ... 91
6.2 Rancang Bangun Sistem ... 93 6.2.1 Definisi SINKUAL-BIODIESEL ... 93 6.2.2 Desain Sistem ... 95
6.2.3 Prediksi Kualitas dengan Jaringan Syaraf Tiruan ... 100 6.2.4 Proses Penilaian SINKUAL-BIODIESEL ... 106 6.2.5 Implementasi SINKUAL-BIODIESEL... 109
6.2.6 Integrasi dan Pengujian Sistem ... 109 6.2.7 Pengoperasian Sistem SINKUAL-BIODIESEL ... 110
7. IMPLEMENTASI, VALIDASI DAN VERIFIKASI ... 120 7.1 Implementasi Sistem ... 120
iv
8.3 Penentuan Bobot dan Konsistensi Rasio ... 140 8.4 Implikasi Manajerial... 144
9. KESIMPULAN DAN SARAN ... 145 9.1 Kesimpulan ... 145 9.2 Saran .... ... 146
DAFTAR PUSTAKA 147
v
Hal
Tabel 1. Persentase Pemakaian Energi Total Tahun 2003 ... 1
Tabel 2. Perbandingan Karakteristik Biodiesal dan Minyak Solar ... 3
Tabel 3. Karakteristik Fraksi Stearin, Olein dan Minyak Sawit (CPO) ... 10
Tabel 4. Kandungan Asam Lemak Beberapa Minyak Nabati ... 11
Tabel 5. Produksi biodiesel di Eropa tahun 2004 dan target tahun 2006 ... 12
Tabel 6. Reduksi Emisi Gas Buang pada Pengggunaan Biodiesel ... 17
Tabel 7. Perbandingan Emisi Biodiesel dengan Solar ... 18
Tabel 8. Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006) ... 19
Tabel 9. Standar Syarat Mutu Minyak Diesel Indonesia ... 20
Tabel 10. Perbedaan Sistem Pakar dengan Sistem Konvensional ... 23
Tabel 11. Permasalahan dalam Lingkup Sistem Pakar ... 25
Tabel 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar (Svlele,2002) ... 43
Tabel 13. Karateristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak ... 43
Tabel 14. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Sawit ... 44
Tabel 15. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dari Minyak jarak dan
Minyak Sawit dengan Solar ... 45
Tabel 16. Tingkat Kepentingan Atribut Komposisi Asam Lemak ... 49
Tabel 17. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Fisiko Kimia
Minyak Nabati ... 49
Tabel 18. Tingkat Kepentingan Atribut Karakteristik Mutu Biodiesel ... 50
Tabel 19. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Esterifikasi Biodiesel ... 51
Tabel 20. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Transesterifikasi Biodiesel ... 51
Tabel 21. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Separasi Biodiesel ... 51
Tabel 22. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
Pencucian Biodiesel ... 52
Tabel 23. Tingkat Kepentingan Atribut Proses Berdasarkan Proses
vi
Tabel 26. Perhitungan Data Suhu Proses Separasi ... 60
Tabel 27. Perhitungan Data Lama Proses Separasi... 63
Tabel 28. Perhitungan Perbandigan Volume Air dan Biodiesel Pada
Proses Pencucian... 66
Tabel 29. Perhitungan Data Suhu Air Proses Pencucian ... 69
Tabel 30. Nilai Rata-rata Titik Kritis Proses SINKUAL-BIODIESEL ... 86
Tabel 31. Pemilihan Jumlah Lapisan Tersembunyi (hidden layer) ... 102
Tabel 32. Pemilihan Fungsi Aktivasi Berdasarkan Nilai Error... 103
Tabel 33. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Bipolar (tansig) ... 104
Tabel 34. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum Dengan Fungsi Aktivasi Sigmoid Biner (logsig) ... 104
Tabel 35. Hasil Pengujian Terhadap Nilai Laju Pembelajaran dan Momentum Dengan Fungsi Aktivasi Linear ... 105
Tabel 36. Jaringan Syaraf Tiruan Sistem Penilaian Kualitas Biodisel... 105
Tabel 37. Kaidah (rule) pada Masing-masing Sub-Proses Sistem Penilaian
Kualitas Biodiesel (SINKUAL-BIODIESEL) ... 106
Tabel 38. Kualifikasi Penilaian Kualitas Bahan Baku... 108
Tabel 39. Kualifikasi Penilaian Kualitas Proses ... 108
Tabel 40. Kualifikasi Penilaian Kualitas Pengemasan dan Penyimpanan ... 108
Tabel 41. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ... 121
Tabel 42. Data Titik Kritis Proses ... 125
Tabel 43. Input dan Output Penilaian Pra-Analisis ... 126
Tabel 44. Input dan Output Penilaian Bahan Baku ... 127
Tabel 45. Input dan Output Penilaian Kualitas Biodiesel ... 129
Tabel 46. Input dan Output Penilaian Titik Kritis Proses ... 129
Tabel 47. Spesifikasi Nilai Batas Bawah dan Nilai Batas Atas di Industri ... 130
Tabel 48. Input dan Output Penilaian Pengemasan dan Penyimpanan ... 131
Tabel 49. Input dan Output Overall penilaian SINKUAL-BIODIESEL ... 132
Tabel 50. Bobot dan Prioritas Faktor Strategi Peningkatan
vii
viii
Hal
Gambar 2.1 Manfaat Perbaikan Kualitas ... 8
Gambar 2.2 Bagan Reaksi Transesterifikasi ... ... 15
Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel Skala Industri ... 16
Gambar 2.4 Grafik Penurunan Emisi Gas Buang pada
Penggunaan Biodiesel ... 17
Gambar 2.5 Struktur Sistem Pakar (Turban, 1995) ... 24
Gambar 2.6 Jaringan Syaraf Biologis dan Jaringan Syaraf Tiruan ... 26
Gambar 2.7 Struktur Neuron Jaringan Syaraf Tiruan ... ... 27
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan Backpropagasi ... ... 29
Gambar 3.1 Bagan Kerangka Pemikiran ... 36
Gambar 3.2 Bagan Alir Tahapan Penelitian... 37
Gambar 5.1 Peta Kontrol R untuk Data Suhu Transesterifikasi... .. 55
Gambar 5.2 Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Trans-esterifikasi
berdasarkan Rataan Sampel ... 55
Gambar 5.3 Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Transesterifikasi ... 56
Gambar 5.4 Peta Kontrol R untuk Data Lama Transesterifikasi... 58
Gambar 5.5 Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Trans-esterifikasi
BerdasarkanRataan Sampel... 58
Gambar 5.6 Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Transesterifikasi .... 59
Gambar 5.7 Peta Kontrol R untuk Data Suhu Separasi... 61
Gambar 5.8 Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Separasi
berdasarkan Rataan Sampel... 61
Gambar 5.9 Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Separasi ... 62
Gambar 5.10 Peta Kontrol R untuk Data Lama Separasi... 64
Gambar 5.11 Peta Kontrol x-bar untuk Data Lama Separasi
berdasarkan Rataan Sampel ... 64
Gambar 5.12 Peta kontrol Gabungan untuk Data Lama Separasi... 65
ix
Gambar 5.16 Peta Kontrol R untuk Data Suhu Air Pencucian ... 70
Gambar 5.17 Peta Kontrol x-bar untuk Data Suhu Air Pencucian
berdasarkan Rataan Sampel ... 70
Gambar 5.18 Peta kontrol Gabungan untuk Data Suhu Air Pencucian ... 71
Gambar 5.19 Atribut Sistem Penilaian SINKUAL-BIODIESEL... ... 81
Gambar 6.1. Konfigurasi Model Aplikasi Sistem .. ... 87
Gambar 6.2. Kerangka Model Secara Global ... 88
Gambar 6.3. Diagram Alir Deskriftif Permodelan SINKUAL-BIODIESEL 89
Gambar 6.4. Diagram Hubungan Sumber Data dalam Basisdata ... 91
Gambar 6.5 Tahapan Pembentukan Sistem Pakar ... ... 92
Gambar 6.6 Penggambaran Bagan Kendali Shewhart ... ... 99
Gambar 6.7 Bagan Kualifikasi SINKUAL-BIODIESEL ... . 100
Gambar 6.8 Menu Utama MATLAB 7.0.1 ... 110
Gambar 6.9 Menu Folder atau Current Directory MATLAB ... 111
Gambar 6.10 Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ... 111
Gambar 6.11 Panel Analisis SINKUAL-BIODIESEL ... 112
Gambar 6.12 Form Identitas Proses Analisis Bahan Baku
SINKUAL-BIODIESEL ... 113
Gambar 6.13 Menu Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ... ... 113
Gambar 6.14 Menu Proses Penilaian Kualitas Proses... 114
Gambar 6.15 Menu Utama Proses Prediksi Jaringan Syaraf Tiruan... 114
Gambar 6.16 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Error ... ... 115
Gambar 6.17 Menu Proses Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Reggression... 116
Gambar 6.18 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
Performasi Target-Output Dataset... ... 116
Gambar 6.19 Hasil Prediksi Jaringasn Syaraf Tiruan dengan
x
Gambar 6.21 Menu Proses Akhir Penilaian Kualitas Biodiesel ... 119
Gambar 6.22 Menu Keluar SINKUAL-BIODIESEL ... ... 119
Gambar 7.1 Menu Utama SINKUAL-BIODIESEL ... 120
Gambar 7.2 Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL ... 122
Gambar 7.3 Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Bahan Baku ... 123
Gambar 7.4. Menu Aplikasi Pra-Analisis SINKUAL-BIODIESEL
Sub Proses Penilaian Kualitas Proses ... 124
Gambar 7.5 Tampilan Hasil Penilaian Jenis Minyak Nabati dan ALB ... 127
Gambar 7.6 Tampilan Hasil Penilaian Jenis Kualitas Bahan Baku
Biodiesel berupa (KSP) dan Fisiki Kimia ... 128
Gambar 7.7 Tampilan Hasil Penilaian Mutu Biodiesel dan Titik Kritis... 130
Gambar 7.8. Tampilan Hasil Penilaian Kualitas Pengemasan
dan Penyimpanan ... 131
Gambar 7.9 Tampilan Overall SINKUAL-BIODIESEL ... 132
Gambar 8.1 Diagram Sebab Akibat Penurunan Kualitas Biodiesel... 134
Gambar 8.2 Struktur Hirarki Keputusan Strategi Peningkatan Kualitas
xi
Hal
Lampiran 1. Tahapan, Cara Memperoleh dan Mengolah Data Penelitian ... 150
Lampiran 2. Kuesioner Penilaian Tingkat Kepentingan Atribut Kualitas
Biodiesel Minyak Nabati... 154
Lampiran 3. Kuesioner Penetapan Prioritas Kriteria Peningkatan Kualitas Biodiesel Minyak Nabati ... 163
Lampiran 4 Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Minyak Solar ... 171
Lampiran 5. Perbandingan Karakteristik Metil Ester, Solar dan Diesel ... 172
Lampiran 6. Report Analisis Produksi PT. EAI ... 174
Lampiran 7. Metode Uji Mutu Biodiesel ... ... 176
Lampiran 8. Akuisisi Pakar Kualitas Bahan Baku ... 177
Lampiran 9. Akuisisi Pakar Kualitas Biodiesel ... ... 180
Lampiran 10. Syarat Mutu Standara Perdagangan Minyak Jarak ... 182
Lampiran 11. Karakteristik Sifat Fisika Kimia Minyak Jarak ... 183
Lampiran 12. Analisis Kimia Minyak Jarak Pagar ... ... 184
Lampiran 13. Karakteristik Kimia dan Fisika Minyak Jarak Metode
Crew-ASTM D-90 ... 184
Lampiran 14. Standar RDB Palm Stearin (SP-159-1984) ... 185
Lampiran 15. Karakteristik Sifat Fisika dan Kimia Minyak Sawit ... ... 185
Lampiran 16. Standar Kualitas Bahan Bakar Biodiesel ASTM D6751-3 ... 186
Lampiran 17. International Standar for Biodiesel ... 187
Lampiran 18. Physical and chemical properties if diesel fuel and jatropha
curcas oil ... 188
xii
Lampiran 22. Strategi Pelacakan Rule Sistem Pakar... ... 201
Lampiran 23. Perhitungan Nilai Entropy... ... 205
Lampiran 24. Data Keragaman Proses JST... ... 210
Lampiran 25. Batasan Atribut SINKUAL-BIODIESEL ... ... 212
Lampiran 26. Rule Sistem Penilaian Kualitas SINKUAL-BIODIESEL ... 213
Lampiran 27. Listing Program SINKUAL-BIODIESEL... 220
Lampiran 28. Output Analytical Hierarchy Process (AHP) Strategi
1
1.1 Latar Belakang
Pada akhir 1960 produksi minyak mentah nasional mulai bergairah dan
terus meningkat hingga tahun 1988 produksi mencapai 1,52 juta barrel per hari
(bph) setelah itu produksinya terus menurun hingga tahun 2005 produksi minyak
mentah nasional hanya sekitar 1,07 juta bph. Disamping karena lapangan yang
sudah tua, juga karena turunnya investasi eksplorasi ladang minyak baru sehingga
cadangan terus menurun dari tahun 1985 tercatat jumlah cadangan sekitar 9,2
miliar barrel, tahun 2000 turun menjadi 5,1 miliar barrel, dan tahun 2004
berkurang menjadi 4,0 miliar barrel.
Menurut Kurtubi (2006), meskipun ada tambahan produksi dari Blok Cepu
yang mulai berproduksi 2008, tahun 2010 diperkirakan produksi minyak mentah
nasional hanyamampumencapai 1,05 juta bph. Sedangkan kebutuhan bahan bakar
minyak (BBM) dalam negeri diperkirakan sekitar 1,62 juta bph setara dengan 2,0
juta bph minyak mentah sehingga terjadi defisit dan harus mengimpor minyak
mentah sekitar 1,0 juta bph.
Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral dalam Bismo (2005),
mengatakan bahwa ketergantungan Indonesia pada BBM masih 63 persen dari
total pemakaian energi nasional tahun 2003, seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Pemakaian Total Energi Tahun 2003
Jenis Energi Persentase Pemakaian (%)
Bahan Bakar Minyak 63
Batubara 8
Listrik 10
LPG 2
Gas 17
Sumber : Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral, 2005.
Semakin meningkat kebutuhan BBM dibarengi dengan produksi minyak
bumi yang terus menurun serta timbulnya pencemaran udara yang semakin
energi yang ramah lingkungan. Khususnya, upaya untuk memproduksi jenis
energi terbarukan (renewable) yang berasal dari tumbuh-tumbuhan atau biofuel,
seperti etanol dan biodiesel.
Pengembangan biodiesel ke depan sangat menjanjikan mengingat kualitas
biodiesel mirip dengan petroleum-based diesel, potensi bahan baku juga sangat
banyak seperti sawit, jarak pagar, biji kapuk, kelapa, kedelai, kacang-kacangan,
kemiri, dan kekayaan hayati lain yang dapat dieksplorasi.
Menurut Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral dalam Kurtubi
(2005), kebutuhan solar untuk industri sebesar 6 juta kiloliter/tahun, bila memakai
20 persen biodiesel diperlukan 1.200.000 kiloliter/tahun. Kebutuhan PLN sekitar
12 juta kiloliter, bila memakai 20 persen biodiesel dibutuhkan 2.400.000
kiloliter/tahun. Sedangkan sektor transportasi membutuhkan 26 juta kiloliter, jika
memakai 2 persen biodiesel dibutuhkan 520.000 kiloliter/tahun. Total kebutuhan
biodiesel nasional mencapai 4.120.000 kiloliter/tahun. Sementara kemampuan
produksi pada tahun 2006 baru 110.000 kiloliter/tahun. Pada tahun 2007 baru
akan ditingkatkan kapasitasnya mencapai 200.000 hingga 400.000 kiloliter/tahun.
Akibat ketergantungan dan kebutuhan bahan bakar yang terus meningkat
pemerintah Republik Indonesia berupaya menekan hal tersebut diantaranya
dengan mengeluarkan INPRES No. 10/2005 mengenai penghematan penggunaan
energi, INPRES No. 1/2006 mengenai penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar
nabatidanPERPRESNo.5/2006mengenai kebijakan energi nasional.
Pemerintah melalui Departemen ESDM tahun 2005 mengeluarkan blue
print pengelolaan energi nasional yang memuat roadmap pengelolaan energi yang
menjelaskan bahwa tahun 2005-2009 produksi biodiesel ditargetkan 2% dari solar
atau sebesar (0,72 juta kl), tahun 2010-2015 ditargetkan 3% dari solar atau (1,5
juta kl), dan pada tahun 2016-2025 ditargetkan 5% dari solar (4,7 juta kl).
Berdasarkan potensi ketersediaan bahan baku, Indonesia sangat berpotensi
untuk mengembangkan biodiesel sebagai salah satu bahan bakar alternatif yang
Perbedaan karakteristik antara ester minyak nabati dan solar sangat kecil.
Pada minyak nabati terdapat banyak oksigen sehingga pembakaran lebih
sempurna, akibatnya gas buangannya tidak berbahaya, bersih dan ramah
lingkungan. (Santoso, et. al. 2005).
Perbandingan karakteristik biodiesel dan minyak solar yang digunakan di
[image:34.612.134.508.256.527.2]Indonesia dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan Karakteristik Biodiesal dan Minyak Solar
Bahan Bakar Mesin Diesel Karakteristik
Minyak Solar Biodiesel
Ketersedian Bahan Baku
Sebagian diimpor, sumber daya yang tak-terbarukan
Dari bahan nabati dan atau hewani sebagai sumber daya yang dapat diperbaharui. Pembakaran
dan Emisi Zat Berbahaya
Memiliki emisi yang berbahaya, seperti: SOx, NOx, partikulat (PM), atau jelaga (soot).
Tidak mengemisi SOx, tetapi NOx relatif lebih tinggi.
Sifat Penyalaan
Relatif baik, cepat dan tidak bergantung suhu.
Memiliki kendala pada suhu rendah (cold/poor starting performance)
Penyimpanan Stabil pada berbagai musim. Dapat membeku (memadat)
pada suhu di bawah 19 ºC
Korosifitas Tidak korosif Merusak karet selang, gasket,
beton, dan polimer.
Aplikasi Lebih tepat untuk kendaraan
bermotor dan alat-alat berat.
Baik untuk sistem penggerak menggunakan mesin diesel.
Harga Masih disubsidi Harga tinggi, belum dijadikan
program pemerintah.
Sumber : Forum Biodiesel Indonesia dalam Bismo, 2005.
Disamping itu biodiesel juga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan
bahan bakar diesel petroleum-base, yaitu: (1) merupakan bahan bakar yang tidak
beracun dan dapat dibiodegradasi, (2) mempunyai bilangan setana yang tinggi, (3)
mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon dan NOx, serta (4) terdapat
dalam fase cair, meskipun demikian kekurangan biodiesel adalah bersifat korosif.
Kendala yang dihadapi pada pengunaan biodiesel disebabkan beberapa hal,
yaitu: kesulitan pada start up, dapat menyumbat filter, viskositas (kekentalan)
biodiesel memerlukan sistem pengendalian kualitas yang baik dan seksama untuk
menjamin keamanan dan kehandalan penggunaannya (Fajar, 2005).
Menurut Gaspersz (1998), adanya sistem pengendali kualitas yang baik dan
terkendali akan menghasilkan produk yang aman dan dapat memenuhi keinginan
konsumen serta meningkatkan kepercayaan konsumen terhadap produk tersebut.
Banyak faktor yang terlibat dan mempengaruhi kualitas biodiesel, mulai
proses pengolahan seperti bahan baku, metode proses yang digunakan, akurasi
pengukuran pada mesin serta lingkungan sehingga menghasilkan kualitas
biodiesel berbahan baku minyak nabati yang sesuai spesifikasi yang diinginkan.
Dalam hal ini diperlukan sistem yang mampu mempermudah dan mempercepat
penilaian kualitas biodiesel minyak nabati, sehingga meningkatkan efesiensi dan
efektifitas pelaksanaan pengendalian kualitas biodiesel minyak nabati.
Menurut Marimin (2005), sistem pakar atau sistem yang berbasis pada
pengetahuan kecerdasan (intellegent knowledge based system) merupakan salah
satu bagian dari kecerdasan buatan yang memungkinkan komputer dapat berpikir
dan mengambil kesimpulan dari sekumpulan aturan (aturan biasa dan aturan
meta). Arhami (2005), sistem pakar adalah salah satu cabang dari kecerdasan
buatan yang membuat secara luas knowledge yang khusus untuk penyelesaian
masalah tingkat manusia yang pakar. Sedangkan menurut Kusumadewi (2003),
sistem pakar atau (expert system) adalah sistem yang berusaha mengadopsi
pengetahuan manusia ke komputer, agar komputer dapat menyelesaikan masalah
seperti yang biasa dilakukan para ahli.
Menurut Kusumadewi (2004), jaringan syaraf tiruan adalah merupakan
salah satu representasi buatan dari otak manusia yang selalu mencoba
mensimulasikan proses pembelajaran pada otak manusia tersebut. Istilah tiruan
disini digunakan karena jaringan syaraf ini diimplementasikan dengan
menggunakan program komputer yang mampu menyelesaikan sejumlah proses
perhitungan selama proses pembelajaran. Sedangkan menurut Fausett (1994),
jaringan syaraf tiruan adalah sebuah sistem pemrosesan informasi yang
Penelitian ini mencoba mengembangkan suatu sistem cerdas dengan
mengintegrasikan sistem pakar dan jaringan syaraf tiruan, diharapkan sistem ini
memiliki kombinasi kemampuan konsultasi dalam menyelesaikan persoalan
layaknya pakar dan meningkatkan kecerdasan dan pengalamannya dari waktu ke
waktu sejalan dengan proses pembelajaran yang semakin banyak dan kompleks.
Penggunaan dua sistem analisis ini dimaksudkan agar dapat menilai dan
memprediksi pola penurunan atau kenaikan kualitas biodiesel pada saat terjadi
perubahan faktor-faktor fundamental dan faktor teknis, sistem ini juga dapat
membantu proses kontrol kualitas produk secara berkesinambungan.
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Merancang sebuah prototipe sistem yang dapat melakukan penilaian dan
prediksi kualitas biodiesel yang berbasis pada minyak nabati selama proses
pengolahannnya dengan mengintegrasikan metode pengambilan keputusan
sistem pakar dan pembelajaran jaringan syaraf tiruan.
2. Mengukur kinerja proses yang ada pada industri pengolahan biodiesel sesuai
prototipe sistem yang dibangun.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini berkaitan dengan penilaian dan prediksi
kualitas biodiesel minyak nabati mulai dari penentuan bahan baku minyak nabati,
proses pengolahan hingga dihasilkan biodiesel yang memiliki kualitas sesuai
dengan spesifikasi mutu yang telah ditetapkan kemudian biodiesel disimpan pada
tangki penyimpanan .
Sistem penentuan kualitas biodiesel berbasis minyak nabati ini dirancang
berdasarkan: 1) proses pengolahan minyak nabati adalah proses transesterifikasi,
2) bahan baku minyak nabati yang akan dipergunakan dalam sistem penilaian
kualitas biodiesel yang diujikan adalah minyak sawit dan minyak jarak, 3)
menggunakan pelarut berupa metanol dengan katalis NaOH yang dicampurkan ke
Rancangan sistem penilaian dan prediksi kualitas ini menggunakan dua
faktor analisis kualitas yaitu analisis fundamental dan analisis teknis. Analisis
fundamental merupakan analisis terhadap kualitas biodiesel yang meliputi bahan
baku, proses-proses di titik produksi dan kinerja akhir produk biodiesel dan
penyimpanan. Analisis ini dikembangkan menggunakan sistem pakar. Sedangkan
analisis teknis merupakan analisis terhadap prediksi keragaman proses pada
produksi biodiesel yang dikembangkan dengan jaringan syaraf tiruan.
Sistem penilaian dan prediksi kualitas biodiesel minyak nabati ini dibangun
dengan mengintegrasikan sistem pakar dan jaringan syaraf tiruan sehingga sistem
memiliki kombinasi kemampuan konsultasi atau penilaian dan kemampuan untuk
memprediksi. Disamping itu sistem dapat meningkatkan tingkat kecerdasannya
dari waktu ke waktu sejalan dengan proses pembelajaran dan bertambahnya basis
pengetahuan yang dimiliki.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan adalah output prototipe yang dapat melakukan
penilaian sekaligus prediksi kualitas biodisel minyak nabati selain itu gambaran
kinerja proses berdasar output sistem dan rumusan penetapan strategi sehingga
dapat dijadikan sebagai bahan informasi bagi pihak pengguna atau perusahaan
khususnya quality control dalam pengambilan keputusan untuk menentukan
langkah atau strategi selanjutnya yang dapat memperbaiki kualitas biodiesel
7 2.1 Definisi Kualitas
Menurut Gaspersz (1998), terminologi kualitas dalam konteks pengendalian proses didefinisikan sebagai konsistensi peningkatan atau perbaikan dan penurunan variasi karakteristik dari suatu produk barang atau jasa yang dihasilkan, agar memenuhi kebutuhan yang dispesifikasikan, guna meningkatkan kepuasan pelanggan internal maupun eksternal.
Sedangkan pengendalian kualitas merupakan aktivitas teknik dan manajemen, dengan mengukur karakteristik kualitas output barang atau jasa, kemudian membandingkan hasil pengukuran itu dengan spesifikasi output yang diinginkan pelanggan, serta mengambil tindakan perbaikan yang tepat apabila ditemukan perbedaan antara performansi aktual dan standar.
Pada dasarnya performansi kualitas dapat ditentukandan diukur berdasarkan karakteristik kualitas yang terdiri dari beberapa sifat atau dimensi berikut ini: 1. Fisik: panjang, berat, diameter, tegangan, kekentalan, dan lain-lain.
2. Sensor (berkaitan dengan panca indera): rasa, penampilan, warna, bentuk, dan lain-lain.
3. Orientasi waktu: pemeliharaan (maintainability), kehandalan (reliability), pelayanan (serviceability), ketepatan waktu penyerahan produk, dan lain-lain. 4. Orientasi biaya: berkaitan dengan dimensi biaya yang menggambarkan harga
atau ongkos dari suatu produk yang harus dibayarkan oleh konsumen.
Suatu pengukuran performansi kualitas yang akan dilakukan sebaiknya juga mempertimbangkan persyaratan-persyaratan kondisional dalam mendukung pengukuran kualitas itu.
Peningkatan Kualitas
Peningkatan Daya Saing
Pengurangan Produk Cacat
Peningkatan Harga
Peningkatan Jumlah Produksi
yang dijual
Penurunan Biaya Operasi
Meningkatkan Pendapatan
Peningkatan Laba
Atribut-atribut dan variabel-variabel yang merupakan basis pengendalian kualitas dalam pengukurannya akan berbeda untuk setiap industri, namun pada umumnya yang dipertimbangkan dalam pengukuran performasi kualitas adalah sebagai berikut:
1. Kualitasproduk, yang mencakup performansi, bentuk dan pengembangannya, pelayanan (kemudahan atau ongkos perbaikan), kehandalan, estetik desain dan kemasan, kesesuaian dengan keinginan pelanggan, daya tahan atau masa pakai dari produk, dan lain-lain.
2. Dukungan purna-jual terutama yang berkaitan dengan waktu penyerahan, konsistensi, tingkat pemenuhan pesanan, tanggapan dalam keadaan darurat dan kebijaksaaan pengembalian produk.
3. Interaksi karyawan dan pelanggan, mencakup ketepatan waktu memberikan tanggapan terhadap keluhan-keluhan pelanggan, penampilan karyawan serta kesopanan dalam menyelesaikan keluhan-keluhan pelanggan.
Upaya perbaikan kualitas hendaknya dilakukan terus menerus untuk meningkatkan daya saing dan kepuasan pelanggan karena akan berdampak positif pada pendapatan perusahaan. Manfaat perbaikan kualitas itu sendiri menurut Paal dalam Septiani (2005) dapat dilihat pada Gambar 2.1.
2.2 Minyak Nabati Sebagai Komponen Biodiesel
Minyak nabati merupakan minyak yang diperoleh dari tumbuhan yang mempunyai potensi untuk menghasilkan minyak. Minyak yang diperoleh dapat menjadi bahan baku bagi pembuatan biodiesel. Beberapa contoh minyak nabati tersebut antara lain minyak sawit, minyak kelapa, minyak inti-sawit, minyak kacang tanah, minyak jarak pagar, minyak nyamplung, minyak kelor, minyak kesambi, minyak kapok/randu, lemak rambutan dan lain-lain.
Indonesia adalah negara penghasil minyak nabati terbesar khususnya yang diperoleh dari minyak sawit (Crude Palm Oil). Produksi minyak sawit yang cenderung meningkat juga potensial untuk tujuan pengembangan BBM alternatif atau dikenal sebagai energi hijau.
Industri pengolahan minyak sawit pada dasarnya menghasilkan dua produk utama, yaitu olein (fraksi cair) dan stearin (fraksi padat). Dalam proses fraksionasi dapat diperoleh olein sebanyak 70 persen dan stearin 30 persen. Fraksi olein lebih baik digunakan untuk bahan baku pembuatan minyak goreng, karena asam lemak tak jenuh yang terkandung di dalamnya lebih mudah dicerna di dalam tubuh.
Sedangkan fraksi stearin digunakan sebagai bahan baku pada pabrik oleokimia, kosmetik dan untuk ekspor. Namum saat ini stearin merupakan bahan baku utama pembuatan biodiesel. Stearin yang dihasilkan oleh pabrik-pabrik fraksionasi minyak kelapa sawit di Indonesia tidak berbentuk serbuk, melainkan masih berbentuk pasta yang menunjukkan kandungan oleinnya masih tinggi berkisar 40 persen.
Tabel 3. Karakteristik Fraksi Stearin, Olein dan Minyak Sawit (CPO)
No. Karakteristik Stearin Olein CPO
1. Densitas relatif 50oC/air suhu 25oC 0.8866 0.9007 0.8927 2. Indeks refraktif nD50C 1.4492 1.4589 1.4533 3. Bilangan penyabunan 199 198 195.7 4. Materi tak tersabunkan 0.6 0.75 0.51 5. Komposisi asam lemak (%berat dari metil ester)
C12:0 C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C20:0 0.25 1.45 62.2 0.07 5.0 24.8 5.9 0.3 0.45 0.3 1.0 39.8 0.2 4.4 42.4 11.2 0.4 0.4 0.1 1.0 43.7 0.1 44 39.9 10.3 - 0.3 6. Bilangan iod, wijs 33.8 58.1 52.9
7. Slip point 51.0 21 34.2
8. Total karotenoid (sebagai β karotenoid) mg/kg 450 - - Sumber : PORIM dalam Basri, 1997
Stearin memiliki asam lemak jenuh yang lebih banyak daripada fraksi olein. Asam lemak jenuh memiliki bilangan setana yang lebih besar dibanding asam lemak tak jenuh. Meningkatnya jumlah ikatan rangkap suatu metil ester asam lemak akan menyebabkan penurunan bilangan setana.
Tabel 4. Kandungan Asam Lemak beberapa Minyak Nabati
Kandungan Asam (%)
Asam Lemak R n Sawit
(CPO)
Inti Sawit (PKO)
Kelapa Kedelai Bunga
Matahari Kanola Jarak Pagar
Heksanoat 0 6 - 0,5 0,5 - - - -
Oktanoat 0 8 - 3-10 6-9 - - -
Dekanoat 0 10 - 3-14 6-10 - - - -
Laurat 0 12 0,1-1,0 37-52 44-51 - - - -
Miristat 0 14 0,9-1,5 7-17 13-18 - - - -
Palmitat 0 16 41,8-46,8 2-9 8-10 7-10 4-8 3,49 12-17
Stearat 0 18 4,2-5,1 1-3 1-3 3-6 2-5 0,48 3-10
Elikosanoat 0 20 0,2-0,7 0,6 - 0-2 0-1 - -
Dekasanoat 0 22 - - - - 0-1 - -
Palmitoleat 1 16 - 0,6 0,3 1 - - -
Oleat 1 18 37,3-40,8 11-23 5,5-7,5 20-35 20-35 64,4 35-64
Linoleat 2 18 9,1-11,0 1-3 1-2,5 40-57 45-68 22,30 19-42
Linolenat 3 18 0-0,6 - - 5-14 - 8,23 -
Sumber : CIC Indochemical, (1992); Goering (1982). n = jumlah karbon R = ikatan rangkap
Tabel di atas menyajikan kandungan asam lemak dari beberapa minyak nabati. Data yang disajikan mengenai persen kandungan asam lemak jenuh (r=0) dan tidak jenuh (r ≠ 0) dapat digunakan untuk memperkirakan besarnya angka setana yang dimiliki tiap jenis asam lemak. Asam lemak dari sawit memiliki asam lemak jenuh yang lebih tinggi sehingga dapat diperkirakan memiliki bilangan atau angka setana yang lebih baik.
Minyak kedelai adalah bahan baku biodiesel yang dikembangkan di Amerika Serikat. Bahan baku dari minyak bunga matahari dan kanola (rapeseed) dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel di Eropa, memiliki angka setana dibawah biodiesel yang bersumber dari minyak sawit. Sedangkan minyak jarak sedang dikembangkan di India dan Indonesia.
2.3. Biodiesel
ADO-automotive diesel oil). Biodiesel dapat berupa minyak kasar atau monoalkil ester
asam lemaknya, umumnya merupakan metil ester (Allen, 1999).
Biodiesel umumnya dibuat melalui proses metanolisis atau etanolisis
minyak-lemak (minyak-nabati) dan lemak hewan menggunakan reaksi trans-esterifikasi atau trans-esterifikasi dengan katalis basa atau asam. Produk samping proses ini adalah gliserol yang juga mempunyai pangsa pasar besar (Soerawijaya, 2004).
2.3.1 Perkembangan Biodiesel
Beberapa negara yang telah memanfaatkan biodiesel adalah Ghana (bahan baku kacang-kacangan), Amerika Serikat (biodiesel dari minyak kedelai), Jerman (bahan baku baku rapeseed atau kanola), serta Inggris dan Prancis (bahan baku bunga matahari). Berikut ini data produksi biodiesel di Eropa pada tahun 2004 dan target pada tahun 2006 yang tertera pada Tabel 5.
Tabel 5. Produksi biodiesel di Eropa tahun 2004 dan target tahun 2006.
Negara Produksi 2004
(ribu ton)
Estimasi 2006 (ribu ton)
Jerman 1.035 1.900-2.100
Prancis 348 600-800
Italia 320 500-550
Inggris - 250
Austria 57 150
Polandia - 100-120
Spanyol 13 70-80
Slovakia 15 70-80
Czech Republika 60 60-70
Denmark 70 30-40
Swedia 1 8-10
Sumber : Fediol dan EBB dalam Prihandana, 2006
Jika dibandingkan dengan negara-negara tadi, Indonesia sebenarnya akan lebih maju dan memiliki keunggulan komperatif. Indonesia didukung iklim terutama sinar matahari sepanjang tahun dan keanekaragaman hayati sebagai bahan baku green fuel (biodiesel).
Kedepannya Indonesia akan mengembangkan biodiesel dari minyak jarak, karena minyak jarak bukan minyak pangan sehingga penggunaannya tidak perlu bersaing dengan minyak pangan sebagaimana minyak sawit selama ini untuk bahan baku pabrik minyak goreng. Selain itu minyak jarak dari tanaman jarak pagar sesuai dengan iklim cuaca Indonesia yang memperoleh sinar matahari sepanjang tahun dan cocok ditanam dilahan yang marjinal.
Penelitian-penelitian dan pengembangan produk biodiesel sebagai bahan bakar/energi alternatif di Indonesia mulai diteliti sejak tahun 2000 pada skala laboratorium yang dilakukan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan (P3THH). Sejumlah pilot plant juga dilakukan oleh BPPT Puspitek Sepong (tahun 2003) kapasitas 1,5 ton/hari, Lemitek ITB (tahun 2004) kapasitas 150 liter/bacth dan PT. Energi Alternatif Indonesia (tahun 2005) kapasitas 1 ton/hari. Ketiga pilot plant tersebut, saat ini menghasilkan biodiesel dari minyak sawit (CPO)atau disebut juga biodiesel minyak sawit (BMS). BPPT memproduksi biodiesel dengan merek “Solarmax”, sedangkan PT. EAI memproduksi dengan merek “Natur fuel”.
Pengembangan biodisel berbahan baku jarak pagar sekarang masih dalam tahap pengembangan budidaya, dan produksi skala laboratorium dan uji coba pada skala pilot plant, namun masih terkendala dengan ketersediaan bahan baku. Oleh karena itu, bahan baku minyak sawit CPO (Crude Palm Oil) adalah bahan baku yang tepat saat ini ketersediaanya, sangat mencukupi berupa fraksi stearin.
2.3.2 Proses Produksi Biodiesel
Transesterifikasi minyak menjadi metil ester dilakukan baik dengan satu tahap atau dua tahap proses, tergantung pada mutu awal minyak. Minyak dengan kandunganasamlemak bebastinggi dapat lebih efisiendikonversi esternya melalui beberapa tahap reaksi yang melibatkan katalis asam untuk mengesterifikasi asam lemak bebas yang dilanjutkan dengan transesterifikasi berkatalis basa yang mengkonversikan sisa trigliserida (Canaki dan van Gerpen, 2001). Namun jika minyak mengandung asam lemak bebas yang rendah, transesterifikasi dapat dilakukan dengan satu tahap saja.
Minyak yang mengandung asam lemak bebas (ALB) yang cukup tinggi seperti minyak jarak sebaiknya menggunakan proses dua tahap dengan tujuan untuk menurunkan asam lemak bebasnya terlebih dahulu. Minyak jarak memiliki kandungan ALB sebesar 0,5-10 %.
Kelapa sawit dengan mutu prima (SQ, Special Quality) seperti yang dihasilkan Malaysia mengandung asam lemak (FFA, Free Fatty Acid) tidak lebih dari 2% pada saat pengapalan. Kualitas standard minyak kelapa sawit mengandung tidak lebih dari 5% FFA. Setelah pengolahan, kelapa sawit bermutu akan menghasilkan rendemen minyak 22,1-22,2% (tertinggi) dan kadar asam lemak bebas 1,7-2,1% (terendah).
Penggunaan metanol dalam reaksi transesterifikasi trigliserida lebih umum digunakan karena lebih murah untuk menghasilkan metil ester (biodiesel) dengan bantuan katalis, dan katalis yang biasa digunakan diantaranya adalah Sodium Metilat, NaOH, atau KOH.
Katalis
+
O
C OCH2
R2 O
C OCH
R2 O
C OCH2
R2
3CH3OH
KOH/NaOH
OCH2
OCH2
OCH2
+ 3R C OCH3
O
Trigliserida Metanol Gliserol Ester Metilat
Gambar 2.2 Bagan Reaksi Transesterifikasi
Reaksi transesterifikasi dipengaruhi oleh faktor internal (bahan baku) dan faktor eksternal. Faktor internal adalah kondisi minyak itu sendiri adalah kandungan air, kandungan asam lemak bebas, dan kandungan zat terlarut maupun tidak terlarut yang dapat mempengaruhi reaksi. Faktor eksternal (proses) adalah kondisi yang bukan berasal dari minyak dan dapat mempengaruhi reaksi. Faktor eksternal diantaranya adalah suhu reaksi, waktu reaksi, kecepatan pengadukan, jenis dan konsentrasi katalis, dan jumlah rasio molar metanol terhadap minyak.
Reaksi transesterifikasi berlangsung sekitar 0,5-1 jam pada suhu 60 oC sehingga terbentuk dua lapisan. Lapisan atas adalah metil ester (biodiesel) dan lapisan bawah adalah gliserin (gliserol) sebagai hasil samping yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan sabun dan produk kosmetik untuk
Asam Lemak/ Minyak/Lemak
Metanol Katalis
Mixer
Neutralization
(Netralisasi)
Pemisahan (Separasi)
Pencucian
Evaporation
(Penguapan)
Air Panas Gliserol dan
kotoran
Metanol dan Air
Metil Ester dan Air
Uap Air
BIODIESEL
Biodiesel Kasar
Recovery
Metanol
Transesterifikasi
[image:47.612.152.495.98.430.2]Metil Ester dan Metanol
Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel Skala Industri
2.3.3 Keuntungan Penggunaan Biodiesel
Menurut Bismo (2005), beberapa keuntungan dari penggunaan biodiesel dibanding minyak fosil antara lain:
y Menurunkan kadar emisi gas-gas beracun dan berbahaya pada keluarannya (gas buang), seperti: SPM, CO, HC, SOx.
y Memperbaiki tingkat pelumasan mesin (friction reducer) dan juga mengurangi ketergantungan pada pelumas.
y Mengurangi potensi terbentuknya senyawa-senyawa yang bersifat
karsinogenik PAH (polycyclic aromatic hydrocarbon), nPAH (nitrated
polycyclic aromatic hydrocarbon).
NOx PM HC CO 20% 10% 0% -10% -20% -30% -40% -50% -60% -70% -80%
Persen pengunaan biodiesel
Persen perub a h a n k a n d ung an emi s i
20% 40% 60% 80% 100% y Mengurangi efek rumah kaca
y Dapat diuraikan secara biologis (biodegradable) y Menambah umur mesin dan umur pembakaran.
Penggunaan biodiesel dapat menurunkan emisi gas buang hidrokarbon hingga 67 persen, CO, dan SPM masing-masing hingga 47 persen dan 48 persen pada penggunaan biodiesel dengan kadar 100 persen atau B100. Gambaran masing-masing penurunkan emisi gas buang dapat dilihat pada Tabel 6 dan Gambar 2.4 dibawah ini.
Tabel 6. Reduksi Emisi Gas Buang pada Pengggunaan Biodiesel
Emisi B20 B100
Karbon monoksida (CO) -12% -47% Hidrokarbon (HC) -20% -67%
Partikulat (SPM) -12% -48%
NOx + 2% +10%
Sumber: USEPA
Keterangan:
BX adalah kadar biodiesel yang dicampurkan dalam solar sebesar x persen B20 berarti terdapat 20% biodiesel dalam campuran biodiesel dan solar B100 berarti biodiesel murni tanpa campuran minyak lainnya.
Komponen bahan kimia yang ada dalam biodiesel lebih rendah dibandingkan dengan petrodiesel (solar). Biodiesel tidak mengandung senyawa SO2 (0 ppm). Walaupun ada, nilainya relatif kecil (kurang dari 15 ppm). Selain dari emisi karbon monoksida (CO) yang dihasilkan cukup rendah. Perbandingan emisi biodiesel dengan solar dapat dilihat pada Tabel 7 di bawah ini
Tabel 7. Perbandingan Emisi Biodiesel dengan Solar
Bahan Kimia Biodiesel Solar Perbedaan (%)
SO2 (ppm) 0 78 -100
CO (ppm) 10 40 -75
NO (PPM) 37 64 -42
NO2 (ppm) 1 1 0
O2 6 6,6 -9
Total partikulat (mg/Nm3) 0,25 5,6 -96
Benzen (mg/Nm3) 0,3 5,01 -99,9 Toluen (mg/Nm3) 0,57 2,31 -99,9 Xylene (mg/Nm3) 0,73 1,57 -99,9 Etilbenzen (mg/Nm3) 0,3 0,73 -59 Sumber : Prihandana, 2006
Beberapa referensi lain mengemukakan angka SO2 biodiesel berkisar antara 0-24 ppm, solarberkisar 1.500-4.100 ppm. Belerang adalah pemicu emisi SPM (Solid Particulate Matter) dan asap hitam. Partikel SPM bersifat karsinogenik
atau bahan pemicu tumbuhnya sel kanker. Kendaraan yang menggunakan bahan bakar solar menghasilkan emisi SPM lebih banyak, sedangkan emisi SPM dari biodiesel relatif sedikit sehingga wajar jika biodiesel disebut sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan.
2.3.4 Standar Mutu Biodiesel
Beberapa negara telah menetapkan standar mutu biodiesel. Penetapan standar biodiesel antara satu negara dengan negara lain sedikit berbeda. Standar ini disesuaikan dengan bahan baku, iklim dan kondisi masing-masing negara.
Menurut Fajar (2001), standar kualitas biodiesel yang diinginkan adalah spesifikasi biodiesel yang mengacu standar nasional, seperti Pertamina atau standar internasional (Eropa, Amerika atau Jepang) dengan mengacu pada
Secara umum, parameter yang menjadi standar mutu biodiesel adalah densitas, nyala api, angka setana, viskositas kinetika, abu tersulfatkan, nilai kalori, bilangan iod, dan residu karbon (Hambali, et. al., 2006). Sedangkan menurut Badan Standardisasi Nasional Indonesia (tahun 2006) menetapkan 18 parameter yang disahkan dalam SNI 04-7182-2006 dan dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006)
Parameter dan satuannya Batas nilai Metode uji Metode setara
Massa jenis pada 40oC, kg/m2 850-890 ASTMD 1298 ISO 3675 Viskos kinem 40oC, mm2/s (cSt) 2,3-6,0 ASTMD 445 ISO 3104 Angka setana Min.51 ASTMD 613 ISO 5165 Titik nyala (mangkok tutup),oC Min.100 ASTMD 93 ISO 2710
Titik Kabut, 0C Maks.18 ASTMD 2500 - Korosi tembaga (3 jam, 50oC) Maks.no.3 ASTMD 130 ISO 2160
Residu Karbon (%-b) ydalam contoh asli
ydalam 10% ampas distilasi
Maks.0,05 Maks.0,30 ASTMD 4530 ASTMD 4530 ISO 10370 ISO 10370 Air dan sedimen,%-vol Maks.0,05 ASTMD 2709 - Temperatur distilasi 90%, oC Maks.360 ASTMD 1160 - Abu tersulfatkan, (%-b) Maks.0,02 ASTMD 874 ISO 3987 Belerang, ppm-b (mg/kg) Maks.100 ASTMD 5453 ISO 20884 Fosfor, ppm-b (mg/kg) Maks.10 AOCS Ca 12-55 FBI-A05-03 Angka Asam, mg-KOH/g Maks.0,8 AOCS Cd 3-63 FBI-A01-03
Gliserol bebas, %-b Maks.0,02 AOCS Ca 14-56 FBI-A02-03
Gliserol total, %-b Maks.0,24 AOCS Ca 14-56 FBI-A02-03
Kadar ester alkil, %-b Min.96,5 Dihitung * FBI-A03-03 Angka iodium, %-b (g-l2/100 g) Maks.115 AOCS Cd 1-25 FBI-A04-03
Uji Halphen Negatif AOCS Cb 1-25 FBI-A06-03
Sumber: Badan Standar Nasional, 2006.
Keterangan:
y Tiap nilai besaran parameter kualitas biodiesel adalah “jumlah” netto dari nilai-nilai besaran serupa pada ester-ester metil asam lemak penyusunnya.
y Kadar ester (%-massa) =
s ttl a s
A
G
A
A
.
)
(
4
57
100
−
−
As adalah angka penyabunan yang ditentukan dengan metode AOCS Cd 3-25, mg KOH/g biodiesel
Aa adalah angka asam yang ditentukan dengan metode AOCS Cd 3-63 atau ASTM D-664, mg KOH/g biodiesel
Gttl adalah kadar gliserol total dalam biodiesel yang ditentukan dengan metode Ca 14-56, %-massa.
-Karakteristik yang dimiliki biodiesel ada kekurangan dan kelebihannya. Kekurangannya adalah nilai kalori lebih rendah dan viskositas atau kekentalan lebih tinggi dari pada solar. Sedangkan keuntungannya yaitu nilai bilangan setana yang tinggi berkisar 50-60, atom karbon per molekul dan flash point lebih tinggi dari pada solar. Keuntungan lainnya adalah biodiesel mengandung banyak oksigen (solar tidak memiliki oksigen) sehingga akan terjadi pembakaran sempurna di mesin diesel, akibatnya akan diperoleh hasil buangan yang bersih, tidak berbahaya, low smoke number, dan biodegradable. Secara lebih rinci standar mutu biodiesel dengan petrodiesel dapat dilihat pada Tabel 9 dibawah ini.
Tabel 9. Standar Syarat Mutu Minyak Diesel Indonesia
Jenis Minyak Diesel
Parameter dan satuannya Mesin Putaran Tinggi
Mesin Industri
Mesin Putaran Rendah dan
Sedang
Bilangan setana ≥ 40,0 ≥ 40,0 ≥ 30,0 Temperatur didih, oC 288 288 - 338 -
Kekentalan pada 38oC, mm2/s 1,4-2,5 2,0-4,3 5,8-26,4 Titik nyala, oC ≥ 38,0 ≥ 52,0 ≥ 38,0
Kadar Belerang, % berat ≤ 0,50 ≤ 0,50 ≤ 2,00 Kadar air dan sedimen, % volume ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,50 Kadar abu, % berat ≤ 0,01 ≤ 0,01 ≤ 0,10 Rams bottom residu karbon dalam
10% residu destilasi, % massa ≤ 0,15 ≤ 0,35 - Sumber: American Society for Testing and Material dalam Haryanto, 2000.
Modifikasi kimia justru paling mudah dilakukan mengubah karakteristik biodiesel menjadi bahan bakar yang memiliki berat molekulnya lebih kecil, kek
