Prosesor Biodiesel

Proses Batch
Metode paling sederhana untuk menghasilkan biodiesel adalah menggunakan batch, tangki reaktor beserta pengaduk. Pengadukan diperlukan pada saat reaksi untuk mecampurkan minyak nabati, katalis dan methanol. Beberapa kelompok menggunakan dua langkah reaksi, dengan pemisahan gliserol pada setiap langkahnya. Pada umumnya waktu reaksi berkisar 20 menit sampai lebih dari satu jam.



Gambar diatas menunjukkan diagram aliran proses untuk sistem batch pada umumnya. Pertama-tama minyak nabati dimasukkan ke dalam proses, diikuti oleh katalis dan methanol sambil terus diaduk, kemudian pengadukan dihentikan.
Dalam beberapa proses, campuran reaksi dibiarkan di dalam reaktor untuk pemisahan ester dan gliserol. Dalam proses lainnya campuran dipompakan ke dalam tangki pengendapan, atau dipisahkan dengan menggunakan sistem sentrifugal. Methanol dipisahkan dari gliserol dan ester menggunakan evaporator. Ester dinetralisasi, dicuci dengan menggunakan air hangat dan sedikit acid untuk memisahkan residu methanol dan garam, kemudian dikeringkan dari air, kemudian biodiesel yang dihasilkan dipindahkan ke tempat penyimpanan, gliserol dinetralisasi dan dicuci dengan menggunakan air lunak, lalu diproses di dalam pemurnian gliserol.

Proses Continous
Cara lain yang paling sering digunakan adalah dengan continuous stirred tank reactors (CSTRs) yang dipasang secara seri. Volume CSTRs dapat bervariasi guna mendapatkan waktu tinggal yang lebih lama di dalam CSTR 1 untuk mencapai reaksi yang lebih baik. Setelah mendapatkan gliserol, reaksi di dalam CSTR 2 lebih cepat.
Bagian terpenting dalam merancang CSTR adalah pencampuran masukan yang tepat untuk menjamin komposisi di dalam reaktor tetap konstan. Hal ini memiliki efek terhadap peningkatan penyebaran produk gliserol dalam fase ester, dan waktu yang dibutuhkan dalam proses pemisahan menjadi semakin lama.
Terdapat beberapa proses yang menggunakan pegadukan dari pompa atau mixer untuk mengawali reaksi esterifikasi. Campuran reaksi dialirkan dalam plug-flow reactor (PFR) dengan sedikit pengadukan ke arah aksial, bekerja seakan-akan terdapat serangkaian CSTRs kecil yang digabungkan bersama. Hasilnya adalah sistem continuous yang memerlukan waktu tinggal sekitar 6 sampai 10 menit untuk mendekati penyelesaian proses. PFR dapat dibuat bertingkat untuk mengalirkan gliserol, reaktor jenis ini biasanya dioperasikan dengan meningkatkan temperatur dan tekanan untuk menaikkan laju reaksi.

Read More ..

Spesifikasi Biodiesel

Spesifikasi biodiesel ditentukan oleh Badan Standardisasi Nasional melalui Standar Nasional Indonesia (SNI).

Tabel Standar Nasional Indonesia untuk biodiesel

No	Karakteristik	Satuan	Nilai	Metode Uji
1	Angka Setana		min. 51	ASTM D 613
2	Massa Jenis (400 C)	kg/m3	820 - 860	ASTM D 1298
3	Viskositas kinematik ( 400 C)	mm2/s (cSt)	2.3 - 6.0	ASTM D 445
4	Titik Nyala (Flash Point)	0C	min. 100	ASTM D 93
5	Titik Kabut (Cloud Point)	0C	max. 18	ASTM D 2500
6	Titik Tuang (Pour Point)	0C	max. 18	ASTM D 97
7	Kandungan Air	%-volume	max. 0.05	ASTM D 2709
8	Gliserol Bebas	%-massa	max. 0.02	AOCS Ca 14-56
9	Gliserol Total	%-massa	max. 0.24	AOCS Ca 14-56
10	Total Acik Number (TAN)	mg KOH/gr	max. 0.8	ASTM D 664
11	Soponification Number	mg KOH/gr	-	perhitungan
12	Ester Content	%-massa	min. 96.5	perhitungan

Keterangan spesifikasi biodiesel dapat dilihat dibawah ini :

# Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri (auto ignition). Skala untuk angka setana biasanya menggunakan referensi berupa campuran antara normal setana (C₁₆H₃₄) dan alpha metyl napthalena (C₁₀H₇CH₃) atau dengan heptemethylnonane (C₁₆H₃₄). Normal setana memiliki angka setana 100, alpha metyl napthalena memiliki angka setana 0, dan hepta metylnonane memiliki angka setana 15. Angka setana suatu bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai persentase volume dari normal setana dengan campurannya tersebut.

# Massa jenis menunjukkkan perbandingan berat persatuan volume. Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar.

# Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi. Biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jika viskositas semakin tinggi maka tahanan untuk mengalir semakin tinggi. Karakteristik ini sangat penting karena mempengaruhi kinerja injektor pada mesin diesel.

# Titik nyala atau titik kilat ( flash point ) adalah titik temperatur terendah yang
menyebabkan bahan bakar menyala. Penentuan titik nyala ini berkaitan dengan keamanan dalam penyimpangan dan penanganan bahan bakar.

# Titik kabut atau titik awan (Cloud Point) adalah temperatur saat minyak mulai berkeruh bagaikan berkabut, tidak lagi jernih pada saat didinginkan. Jika temperature diturunkan lebih lanjut akan didapat titik tuang.

# Titik tuang (Pour Point) adalah Temperatur terendah yang menunjukkan mulai terbentuknya kristal parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Titik ini dipengaruhi oleh derajat ketidak jenuhan (angka iodium). Semakin tinggi ketidakjenuhan, titik tuang akan semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi panjang rantai karbon. Semakin panjang rantai karbon maka semakin tinggi titik tuangnya.

# Kadar air (Water Content) yang nilainya diatas ketentuan akan menyebabkan reaksi yang terjadi pada konversi minyak lemak tidak sempurna (terjadi penyabunan). Bisa juga terjadi pada hidrolisis pada biodiesel sehingga akan meningkatkan bilangan asam, menurunkan PH dan meningkatkan sifat korosif. Pada temperatur rendah, air dapat mendorong terjadinya pemisahan pada biodiesel murni dan dalam proses blending. Sementara itu, sedimen pada biodiesel dapat menyumbat dan merusak mesin.

# Gliserol bebas (Free Gliserol) adalah gliserol yang hadir sebagai molekul gliserol dalam bahan bakar biodiesel. Gliserol bebas ada karena proses pemisahan antara ester dan gliserol yang tidak sempurna.

# Gliserol Total (Total Gliserol) adalah jumlah gliserol bebas dan gliserol terikat. Gliserol terikat (bonded glycerol) adalah gliserol yang dalam bentuk molekul mono, di dan trigliserida.

# Angka Asam Total (Total Acid Number) adalah banyaknya mili gram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam – asam bebas di dalam satu gram contoh biodiesel. Angka asam yang tinggi merupakan indikator biodiesel masih mengandung asam lemak bebas, berarti biodiesel bersifat korosif dan dapat menimbulkan jelaga atau kerak di injektor mesin diesel.

# Angka penyabunan (Saponification Number) adalah banyak mili gram KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu gram contoh biodiesel.

# Kadar ester (Ester Content) adalah banyak kadar ester dalam persentase pada satu sample.

Read More ..

BIODIESEL

Biodiesel adalah mono alkyl ester dari asam lemak yang dihasilkan dari minyak tumbuhan atau lemak hewan. Minyak tumbuhan yang dapat diolah menjadi biodiesel jumlahnya puluhan. Jenis tumbuhan yang dapat diolah menjadi biodiesel dapat dilihat pada lampiran 1.

Biodiesel dihasilkan dengan proses transesterifikasi. Transesterifikasi adalah proses bereaksinya molekul trigeliserida dengan alkohol dan sebagai katalisator adalah (KOH, NaOH atau NaOCH­₃) untuk menghasilkan minyak lemak (biodiesel) dan gliserol sebagai produk sampingan. Alkohol yang umum digunakan adalah methanol dan ethanol. Methanol banyak digunakan, karena harganya yang lebih murah dari pada ethanol

Read More ..

Pembentukan Microbubble Pada Venturi Tube





Mekanisme terbentuknya microbubble pada venturi tube merupakan fenomena yang terjadi akibat adanya penurunan tekanan ( preassure drop ) akibat peningkatan kecepatan pada leher venturi dan tegangan geser yang terjadi di sepanjang venturi tube. Bubble diinjeksikan akan didispersikan setelah melewati leher venturi.

Bubble diinjeksikan di konvergen venturi yang kemudian akan melewati leher venturi tube dan akan mengalami perbedaan tekanan yang signifikan setelah itu akan didispersikan di divergen menjadi ukuran yang lebih kecil dalam toleransi mikron.

Pada venturi tube kecepatan aliran dapat diketahui dengan menggunakan persamaan kontinuitas dengan memperhitungkan perbandingan luas area outlet dengan luas area di leher venturi

Read More ..

Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds
Aliran fluida di dalam sebuah pipa mungkin merupakan aliran laminar atau aliran turbulen. Osborne Reynolds (1842-1912), ilmuwan dan ahli matematika Inggris, adalah orang yang pertama kali membedakan dua klasifikasi aliran ini dengan menggunakan sebuah peralatan sederhana seperti pada Gambar di atas.

Jika air mengalir melalui sebuah pipa berdiameter D dengan kecepatan rata-rata V, sifat-sifat berikut ini dapat diamati dengan menginjeksikan zat pewarna yang mengambang seperti ditunjukkan. Untuk ”laju aliran yang cukup kecil” guratan zat pewarna (sebuah garis-gurat) akan tetap berupa garis yang terlihat jelas selama mengalir, dengan hanya sedikit saja menjadi kabur karena difusi molekuler dari zat pewarna ke air di sekelilingnya. Untuk suatu ”laju aliran sedang” yang lebih besar, guratan zat pewarna berfluktuasi menurut waktu, ruang dan olakan putus-putus dengan perilaku tak beraturan muncul di sepanjang guratan. Sementara itu, untuk ”laju aliran yang cukup besar” guratan zat pewarna dengan sangat segera menjadi kabur dan menyebar di seluruh pipa dengan pola yang acak. Ketiga karakteristik ini, yang masing-masing disebut sebagai aliran laminar, transisi dan turbulen.

Untuk aliran pipa parameter tak berdimensi yang paling penting adalah bilangan Reynolds, Re adalah perbandingan antara efek inersia dan viskos dalam aliran. Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang menyatakan perbandingan antara gaya inersia dan gaya viskos di dalam fluida. Karakteristik aliran pipa tergantung pada nilai bilangan Reynolds.

Read More ..