Alat dan Mesin Pengolahan Biodiesel dan Bioethanol

(1)

Alat dan Mesin Pengolahan

Biodiesel dan Bioethanol

(2)

BIOENERGI

• Bioenergi

adalah energi yang diekstrak dari

biomassa.

biomassa

adalah bahan bakar dan

bioenergi

adalah energi yang terkandung dalam biomassa

• 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).

(3)

Mengapa menggunakan biomassa

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

(4)

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

• Energi keamanan: bioenergi dapat berkontribusi untuk diversifikasi energi bauran, ada berbagai bahan baku untuk bioenergi dan semua negara dapat bergantung pada beberapa sumber dalam negeri

(5)

• 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

(6)

0.000 500.000 1,000.000 1,500.000 2,000.000 2,500.000 3,000.000 3,500.000 4,000.000 4,500.000

Pertumbuhan Penduduk dan Konsumsi Energi

Populasi kWh/person

(7)

Skenario energi bauran

Pemerintah sedang gencar melaksanakan program PLTU 1000 MW dengan bahan bakar batu bara

(8)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2005 2010 2015 2020 2025 22.6 25 42 62 82

(9)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2005 2010 2015 2020 2025

Emisi CO2, SO2, NO2, dan PM

CO2 (juta ton) SO2 (ribu ton) NO2 (ribu ton) PM (ribu ton)

Solid Waste (ribu ton)

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

(10)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 2005 2010 2015 2020 2025

Emisi Logam (ton)

As Co Cr Cu Hg Ni Pb Th U

(11)

BIOFUEL

Biodiesel

Bioethanol

(12)

Bioethanol

C

₂

H

₅

OH

(13)

Apakah bioethanol itu?

• _{Ethanol yang berasal dari bahan-bahan}

pertanian

• Berbentuk cair, jernih, bau kuat, larut dalam

bensin, nilai oktan tinggi

(14)

Skema Produksi Bioethanol

Bioethanol dapat diproduksi dengan 3 cara

Gula Gula Pati Selulosa / Hemiseslulosa Gula ETHANOL

(15)

Skema Produksi Bioetanol

(16)

Konversi Langsung dari Gula

Pada umumnya menggunakan molasses (limbah permurnian gula)  produksi ethanol tidak dalam skala besar

Reaksi utama adalah Fermentasi

C

₆

H

₁₂

O

₆ Gula (e.g.:-glucose)

yeast

2 C

₂

H

₅

OH

ethanol

+

2 CO

₂ carbon dioxide

(17)

Ethanol dari Pati / Karbohidrat

Bahan Baku Kandungan

gula dalam bahan Baku Jumlah Hasil Konversi Pebandingan bahan baku dan Bioethanol Jenis 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

Sumber: Nurdyastuti I., 2006

(18)

Peralatan Pengolahan Bioethanol Bahan

Baku Ubi Kayu

(19)

Crusher

Fungsi: Menghancurkan singkong

Hopper Silinder pemarut Outlet Diesel 19

(20)

Unit Hidrolisis

Suhu proses: 95 – 130 o_C

Kelengkapan: pemanas, kontrol suhu otomatis, pengaduk.

Dinding dibuat berlapis Bahan kimia tambahan:

enzim alfa amilase gluko amilase

(21)

(22)

Fermentor

Fermentor merupakan wadah

dimana proses perubahan

gula menjadi alkohol dengan

bantuan yeast.

Proses fermentasi harus

berlangsung dalam kondisi

steril dan suhu berkisar 32

o

C.

(23)

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

(24)

(25)

(26)

Keseimbangan Massa

Produksi Bioethanol

(27)

Biodiesel

(28)

Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif untuk mesin diesel.

Keuntungan:

• Dapat diperbaharui,

• Tidak beracun dan 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

(29)

Reaksi Transesterifikasi

(30)

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

(31)

• _{Solusi :}

– Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H₂O

– Esterifikasi:

• Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air

akan menimbulkan sabun dan meningkatkan

FFA



harus dievaporasi dulu

(32)

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 580_{C –}

65 o_{C selama 60 menit dalam}

kondisi kedap udara

(sehingga methanol tidak menguap)

(33)

• Hasil transesterifikasi diendapkan

selama 8jam untuk memisahkan ester dan gliserin

• Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna mengakibatkan masih adanya zat antara yaitu digliserida dan monodigliserida (Zat ini

menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan emulsifikasi selama pencucian)

• Ester yang dihasilkan masih mengandung kontaminan (sisa katalis, sabun, dll) sehingga harus dicuci

(34)

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

menyebabkan monogliserda dan digliserida membentuk emulsi

(35)

• 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

(36)

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

Keunggulan pencucian gelembung :

murah, bahan mudah di dapat, proses tidak memerlukan perhatian (dapat ditinggal)

(37)

• Pengadukan lebih sedikit di banding gelembung 

emulsifikasi dapat dicegah

• Memerlukan peralatan yang lebih rumit

• Pencucian ini dapat

digabung dengan pencucian gelembung pada akhir

proses

(38)

Prosedur:

• Pengadukan selama 5 menit

• Pengendapan selama 1 jam

• Pemisahan air dari biodiesel

(39)

Pengeringan

Tujuan: menurunkan kadar air sampai 0.05 %

Metode :

- Pengering biasa - Pengering vakum

- Pemanasan pada biodiesel yang dikabutkan

(40)

Referensi

• Nurdyastuti I, 2006, Teknologi Proses Produksi

Bioethanol, http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biind y.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