PROSES DAN PEMODELAN PROSES PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK SAWIT SECARA KONTINYU DENGAN REACTIVE-DISTILLATION MENGGUNAKAN KATALIS KALIUM DALAM KARBON AKTIF

YANO SURYA PRADANA, Prof. Ir. Arief Budiman, M.S., D.Eng.

2013 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Biodiesel adalah bahan bakar alternatif yang dihasilkan dari sumber daya alam terbarukan dan ramah lingkungan. Namun, saat ini harga biodiesel masih relatif tinggi karena tingginya harga bahan baku dan biaya operasi teknologi proses. Salah satu cara mengatasi permasalahan tersebut adalah menggunakan teknologi proses dengan biaya operasi yang rendah dan ramah lingkungan. Reactive-distillation menggunakan katalis padat adalah inovasi teknologi proses yang menggabungkan proses reaksi kimia dan distilasi dalam satu unit dengan katalis padat serta mengurangi limbah sisa katalis. Dengan melihat teknologinya, reactive-distillation dapat diterapkan sebagai teknologi proses produksi biodiesel. Pada penelitian ini, dipelajari teknologi proses produksi biodiesel dari minyak sawit secara kontinyu dengan reactive-distillation menggunakan katalis kalium dalam karbon aktif. Proses produksi dilakukan pada reactive-distillation column yang berisi katalis padat dan dilengkapi dengan pre-mixer dan reboiler. Penelitian ini mempelajari pengaruh perbandingan molar pereaksi metanol terhadap minyak sawit (4:1-8:1) dan suhu reaksi (50-60oC) terhadap konversi trigliserida. Teknologi proses produksi biodiesel dari minyak sawit dengan reactive- distillation menggunakan katalis kalium dalam karbon aktif dapat meningkatkan konversi trigliserida dari teknologi proses konvensional. Dari data penelitian diperoleh kondisi optimum pada perbandingan molar metanol terhadap minyak sawit 6:1 dan suhu reaksi 60oC dengan konversi trigliserida mencapai 0,8269. Sedangkan pemodelan proses produksi biodiesel dengan reactive-distillation menggunakan katalis kalium dalam karbon aktif pada keadaan steady state dapat didekati dengan laju reaksi keseimbangan order dua ke arah produk dan orde dua ke arah reaktan serta perpindahan massa dikendalikan oleh mekanisme secara konveksi.

Biodiesel is an alternative fuel produced from renewable sources and environmentally friendly. However, the current price of biodiesel is still relatively high due to the high price of virgin vegetable oil and operating cost of process technology. The possible way to overcome these problems is by using low operating cost and environmentally friendly of process technology. Reactive- distillation using solid catalyst is innovation of process technology by combining chemical reaction and distillation process in a single unit using solid catalyst and reducing catalyst residual waste. Therefore, it can be applied as low operating cost and environmentally friendly of process technology for biodiesel production. Process technology of continuously biodiesel production from palm oil with reactive distillation using potassium in activated carbon catalyst has been studied. The production process was carried out on reactive-distillation column containing solid catalyst and completed by pre-mixer and reboiler. The effect of reaction condition such as molar ratio of methanol to palm oil (4:1-8:1) and reaction temperature (50-60oC) was also investigated. Process technology of biodiesel production from palm oil with reactive- distillation using potassium in activated carbon catalyst could increase triglyceride conversion compared to conventional process technology. Molar ratio of methanol to palm oil 6:1 and reaction temperature of 60oC with triglyceride conversion 0.8269 were the optimum condition obtained. The process modeling of biodiesel production with reactive-distillation using potassium in activated carbon catalyst in steady state condition could be approximated by a second order heterogeneous reaction mechanism toward product and second order toward reactant and convection mass transfer mechanism.

Kata Kunci : Biodiesel, reactive-distillation, katalis padat, kalium dalam karbon aktif, pemodelan proses.