Transesterifikasi Biodiesel

Perhitungan dan Analisis Neraca Massa Pembuatan Biodiesel Menggunakan Pelarut Alkohol (Metanol dan Etanol) dari 1 Liter Minyak Sawit

 

Pertanyaan :

Berapa Volume (dalam liter) alkohol yang digunakan untuk melarutkan 1 liter minyak sawit agar bisa menjadi produk biodiesel pada proses transesterifikasi dengan menurut sesuai kesetimbangan transesterifikasi :

            Trigliserida + 3 Alkohol )=> Gliserol + 3 Ester

Gambar 1. Kesetimbangan Rumus Kimia Transesterifikasi menggunakan Metanol

 

Sumber : Hikmah dan Zuliyana (2010).

Dengan asumsi sendiri : Dalam 1 liter minyak sawit terdapat kandungan gliserida 97%, FFA 1,76% dan air  1,24%. Tranesterifikasi dilakukan pada suhu 60^oC (Hikmah dan Zuliyana, 2010). Densitas Minyak  Sawit (ρ) 0,895 (CV. Purnama Jaya, 2014). Trigliserida tersusun atas Asam Palmitat, Asam Stearat dan Asam Oleat.

Asumsi jika dalam Trigliserida mengandung :

a.    Asam Palmitat (Lemak Jenuh)

Massa Molekul 256,42 g/mol     (Kemenperin, 2007).

b.    Asam Stearat (Lemak Jenuh)

Massa Molekul 284,47 g/mol     (Kemenperin, 2007).

c.    Asam Oleat (Lemak Tak Jenuh)

Massa Molekul 282,4614 g/mol  (Kemenperin, 2007).

Jadi, Massa Molekul (Mr) Trigliserida = 823,3514 g/mol

Penyelesaian :

A.  Penyelesaian Trigliserida

1)      Densitas Trigliserida (ρ)     : 0,895

2)      Mr Trigliserida                    : 823,3514 g/mol

Kandungan Minyak Sawit

ü V_Gliserida                 = 97% x 1 liter

= 97% x 1000 cm³

= 970 cm³

ü V_FFA                       = 1,76% x 1 liter

= 1,76% x 1000 cm³

= 17,6 cm³

ü V_Air                   = 1,24% x 1 liter

= 1,24% x 1000 cm³

= 12,4 cm³

Ø   ρ = m / V

m       = ρ.V

          = 0,895 (gr / cm³) x 970 (cm³)

          = 868,15 gr

           

Ø   mol = m / Mr

mol    = 868,15 (gr) / 823,3514 (gr / mol)

          = 1,05 mol

B.  Menggunakan Pelarut Metanol

1)      Densitas metanol    : 0,753649 gr/cm³ (DDB, 2014).

2)      Mr metanol             : 32,04 gr/mol (Perry dalam Hikmah dan Zuliyana, 2010).

Menurut persamaan   : Trigliserida + 3 Alkohol è Gliserol + 3 Ester

Maka                            : 1,05 (mol) Trigliserida + 3 x 1,05 (mol) Metanol

                                      : 1,05 (mol) Trigliserida + 3,15 (mol) Metanol

Ø mol    = m / Mr

m       = mol x Mr

          = 3,15 (mol) x 32,04 (gr / mol)

          = 100,926 gr

Ø  ρ     = m / V

V       = m / ρ

          = 100,926 (gr) / 0,753649 (gr / cm³)

          = 76,06 cm³

             = 76,06 x 10^-3 liter

          = 0,076 liter

Gambar 2. Densitas metanol pada berbagai suhu

Sumber : DDB (Dortmund Data Bank)

C.  Menggunakan Pelarut Etanol

1)      Densitas etanol       : 0,74771 gr/cm³ (DDB, 2014).

2)      Mr etanol                : 46,07 gr/mol (Wikipedia, 2014).

Menurut persamaan   : Trigliserida + 3 Alkohol è Gliserol + 3 Ester

Maka                            : 1.05 (mol) Trigliserida + 3 x 1,05 (mol) Etanol

                                      : 1,05 (mol) Trigliserida + 3,15 (mol) Etanol

Ø mol    = m / Mr

m       = mol x Mr

     = 3,15 (mol) x 46,07 (gr / mol)

     = 145,1205 gr

Ø  ρ     = m / V

V       = m / ρ

     = 145,1205 (gr) / 0,74771 (gr / cm³)

     = 194 cm³

      = 194 x 10^-3 liter

     = 0,194 liter

Gambar 3. Densitas etanol pada berbagai suhu

Sumber : DDB (Dortmund Data Bank)

Kesimpulan

1. Untuk melarutkan minyak sawit 1 liter agar menjadi Biodiesel membutuhkan Alkohol jenis Metanol sebesar 0,076 liter.
2. Untuk melarutkan minyak sawit 1 liter agar menjadi Biodiesel membutuhkan Alkohol jenis Etanol sebesar 0,194 liter.
3. Alkohol dapat melarutkan Minyak Sawit dengan perbandingan 3 : 1 dalam ukuran mol. Tapi untuk ukuran liter terbalik, jumlah Minyak Sawit cenderung lebih banyak dibanding Alkohol, namun juga diperhatikan komposisi Minyak Sawit (komponen asam lemak pembentuk Trigliserida, densitas Alkohol dan Trigliserida). 

Referensi

CV Purnama Jaya. 2014. CRUDE PALM OIL ( CPO ) / MINYAK KELAPA SAWIT MENTAH. http://www.itrademarket.com/cv_purnamajaya/3095176/crude-palm-oil-cpo-minyak-kelapa-sawit-mentah.htm diakses tanggal 12 maret 2014

DDB. 2014. Saturated Liquid Density. http://ddbonline.ddbst.de/DIPPR105DensityCalculation/DIPPR105CalculationCGI.exe diakses tanggal 12 maret 2014

Hikmah, Maharani N dan Zuliyana. 2010. PEMBUATAN METIL ESTER (BIODIESEL) DARI MINYAK DEDAK DAN METANOL DENGAN PROSES ESTERIFIKASI DAN TRANSESTERIFIKASI. Skripsi. UNDIP. Semarang

Kemenperin. 2007. Gambaran Sekilas Industri Minyak Kelapa Sawit. Kemenperin

Wikipedia. 2014. Etanol. http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol diakses tanggal 12 maret 2014

 

UNDUH FILE : http://filecloud.io/z5gduk7y