Abstrak — B iodiesel  merupakan  alternatif  dari  bahan  bakar fosil  yang  bersumber  dari  minyak  nabati  atau  lemak  hewani. Pengembangan  biodiesel  mengalami  kendala  diantaranya adalah  tingginya  harga  bahan  baku  dan  biaya  produksi  yang mengakibatkan  harga  jual  biodiesel  yang  dihasilkan  belum mampu bersaing dengan minyak diesel berbasis minyak bumi. Salah satu upaya dalam pencarian bahan baku yang ekonomis dengan  menggunakan  low  cost  feed  stock  contohnya  minyak jelantah.  Biodiesel  dari  minyak  jelantah  ini  dipandang  lebih ekonomis dari segi biaya bahan baku dibandingkan CPO, dan dapat  memanfaatkan  limbah  rumah  tangga  sehingga mengurangi  polusi  di  lingkungan.  Terdapat  3  tahapan  utama dalam  proses  pembuatan  biodiesel  dari  minyak  jelantah, antara  lain  tahap pre-treatment  bahan  baku,  reaksi transesterifikasi  dan  pemurnian.  Produksi  diawali  dengan tahap  pre-tratment  limbah  minyak  jelantah  yaitu  tahap degumming,  bleaching,  filter  kotoran,  evaporasi,  reaksi esterifikasi  dan  penetralan.  Selanjutnya  dilakukan  tahapan utama yaitu pembentukan biodiesel dengan reaksi transesterifikasi.  Setelah  itu  dilakukan  pemurnian  produk dengan  evaporasi  biodiesel  dan  merecovery  metanol  dengan distilasi  pada  produk  gliserol  sehingga  didapatkan  produk utama  biodiesel  dan  produk  samping  gliserol.  Pembiayaan pabrik  biodiesel  dari  minyak  jelantah  berasal  dari  40%  dana pribadi  dan  60%  pinjaman  dari  Bank.  Dengan  perincian analisa ekonomi sebagai berikut: Nilai Net Present Value positif dan  nilai  Internal  rate  of  Return  sebesar  26,98%  dan  bunga bank  12%,  Pay  Out  Time  dalam  4,3  tahun,  dan  Titik  Impas sebesar  30,68%.  Dilihat  dari  sensitivitas  terhadap  IRR,  harga jual produk berpengaruh besar dalam nilai IRR.
Kata Kunci — Biodiesel, Minyak Jelantah, Transesterifikasi.

## I. PENDAHULUAN
EIRING  perkembangan  zaman  di  era  modern  ditandai dengan  perkembangan  teknologi  dan  juga  kebutuhan energi  yang  berkembang  dengan  pesat.  Peningkatan kebutuhan  energi  saat  ini  membuat  energi  dari  fosil  (tidak terbarukan)  semakin  berkurang  dari  waktu  ke  waktu. Menipisnya cadangan minyak bumi ini berkebalikan dengan meningkatnya kebutuhan energi terutama di era modern ini. Pertambahan  jumlah  penduduk  yang  disertai  dengan peningkatan  kesejahteraan  masyarakat  berdampak  pada makin  meningkatnya  kebutuhan  akan  sarana  transportasi dan  aktivitas  industri.  Produksi  minyak  bumi  di  Indonesia selama  10  tahun  terakhir  menunjukkan  kecenderungan menurun,  dari  346  juta  barel  pada  tahun  2009  menjadi sekitar  283  juta  barel  di  tahun  2018.  Penurunan  produksi tersebut  disebabkan  oleh  sumur-sumur  produksi  utama minyak bumi yang umumnya sudah tua, sementara produksi sumur  baru  relatif  masih  terbatas.  Tanpa  adanya  temuan cadangan  minyak  bumi  baru,  maka  dalam  11–12  tahun
kedepan Indonesia tidak mampu memproduksi minyak bumi [1].  Dalam  hal  ini  biodiesel  merupakan  energi  alternatif untuk mengatasi kelangkaan bahan bakar fosil.
Biodiesel  merupakan  bahan  bakar  yang  terbuat  dari minyak  tumbuhan  atau  lemak  hewan.  Biodiesel  terdiri  dari campuran  mono-alkyl  ester  yang  berasal  dari  asam  lemak dengan rantai panjang. Biodiesel juga dikenal dengan bahan bakar  ramah  lingkungan  karena  menghasilkan  emisi  gas buang  yang  relatif  lebih  bersih  dibandingkan  dengan  solar. Selain  itu,  penggunaan  biodiesel  umumnya  mudah,  karena tidak  perlu  memodifikasi  mesin  diesel  [2].  Sebagai  bahan bakar  alternatif,  biodiesel  dapat  digunakan  dalam  bentuk murni  atau  dicampur  dengan  minyak  diesel  pada perbandingan tertentu.
Biodiesel  yang  dibuat  dengan  bahan  baku  minyak jelantah  memiliki  yield  sebesar  94%.  Minyak  jelantah mengandung  senyawa-senyawa  yang  bersifat  karsinogenik, yang  terjadi  selama  proses  penggorengan.  Minyak  jelantah merupakan triester gliserol dari asam lemak jenuh dan tidak jenuh.  Hampir  semua  minyak  goreng  murni  mengandung 98%  trigliserida  sedangkan  2%  merupakan  komponen  non- trigliserida  seperti  monogliserida,  tokoferol,  asam  lemak bebas,  fosfolipid,  digliserida,  serta  sedikit  komponen  zat warna [3].
Pembuatan  biodiesel  dari  minyak  jelantah  semakin  pesat dengan  dilarangnya  pemakaian  minyak    jelantah    untuk campuran    pakan    ternak,    karena    sifatnya    yang karsinogenik   (suatu   bahan   yang   dapat   mendorong atau menyebabkan   kanker) [4]. Alasan dikembangkan biodiesel dari minyak jelantah adalah proses ini  lebih ekonomis  jika dipandang    dari    segi    biaya    bahan    baku    dibanding menggunakan  minyak    sawit    murni    (CPO),    karena minyak    jelantah    merupakan    minyak    sisa    yang  kurang termanfaatkan.  Hal  yang  mendukung  perkembangan biodiesel dari minyak jelantah adalah Pola konsumsi minyak goreng  masyarakat  yang  sebagian  besar    menggunakan minyak    goreng    kelapa    sawit    untuk    menggoreng makanan    yang  akan    dikonsumsi.  Hal  ini  merupakan    titik awal    dalam    penyediaan    bahan    baku  pembuat    biodiesel secara  kontinu.
Biodiesel sendiri dari tahun ketahun semakin berkembang guna  memenuhi  kebutuhan  energi  dan  bahan  bakar. Perkembangan  tersebut  juga  diikuti  oleh  konsumsi,  dan ekspor  yang  semakin  besar  pula  tiap  tahunnya.  Dengan cadangan  Bahan  Bakar  Minyak  (BBM)  yang  terbatas, peningkatan  konsumsi  secara  alami  akan  berpengaruh terhadap meningkatnya  impor  dan  subsidi untuk memenuhi kebutuhan energi nasional. Berdasarkan Peraturan Pemerintah  No.  79  yang  disahkan  pada  tahun  2014

## S

## Pra Rancangan Pabrik Biodiesel dari Minyak Jelantah Menggunakan Metode Transesterifikasi dengan Kapasitas 50.000 Ton/Tahun
Caroline Fernanda Sutanto, Fernando Pujiadhi Wiryawan, dan Firman Kurniawansyah Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
e-mail : edof82@gmail.com
mengenai  Kebijakan  Energi  Nasional,  kebutuhan  minyak buki,  batubara,  gas,  dan  energi  baru  dan  terbarukan  (EBT) secara kumulatif akan meningkat hampir 5 kali lipat selama periode  2015-2050.  Kebutuhan  bioenergi  diperkirakan meningkat  hingga  14%  dari  bauran  energi  primer. Pertumbuhan  dari  biodiesel  di  Indonesia  dari  tahun  2010 hingga 2018 dapat dilihat pada Tabel 1.
Biodiesel  banyak  dibutuhkan  oleh  Negara  Indonesia  dan juga  Dunia.  Biodiesel  yang  menggunakan  bahan  baku minyak  jelantah  masih  jarang  diproduksi.  Minyak  jelantah atau waste  cooking  oil yang  merupakan  limbah  dari penggorengan  ini  sangat  karsiogenik  dan  dapat  merusak lingkungan jika dibuang ke lingkungan langsung. Banyaknya  peluang  pengumpulan  minyak  jelantah,  juga mendukung  terbentuknya  pabrik  biodiesel  ini.  Sehingga dapat dibuat kesimpulan bahwa pabrik biodiesel menggunakan minyak jelantah ini layak untuk didirikan.
Seleksi proses yang dapat dipilih dalam proses pembuatan biodiesel  adalah  reaksi  transesterifikasi.  Ada  3  jenis transesterifikasinya antara lain transesterifikasi menggunakan  katalis  asam,  katalis  basa  dan  dengan superkritis metanol.
Proses  transesterifikasi  yang  dipilih  adalah  proses transesterifikasi  menggunakan  katalis  basa  dimana  proses berlangsungnya  reaksi  lebih  cepat  yaitu  sekitar  1  jam, dilakukan  pada  tekanan  1  atm  dan  suhu  63 o C.  Proses transesterifikasi  dengan  katalis  basa  dapat  dilakukan menggunakan  perbandingan  rasio  alkohol/minyak  6  : 1dengan konversi yang  tinggi  hingga 99,5%. Namun reaksi menggunakan  katalis  basa  memiliki  kekurangan  yaitu
sensitif  terhadap  adanya  asam  lemak  bebas  dan  juga  air, oleh  karena  itu  sebelum  reaksi  transesterifikasi  dilakukan maka perlu dilakukan reaksi esterifikasi [5].
Reaksi esterifikasi mengacu pada reaksi asam karboksilat, dalam  hal  ini  asam  lemak  dengan  alkohol  untuk menghasilkan  ester.  Reaksi  esterifikasi  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor,  yaitu  jumlah  pereaksi  metanol  dan  asam lemak  bebas,  waktu  reaksi,  suhu,  konversi  katalis  dan kandungan  air  pada  minyak.  Reaksi  esterifikasi  dilakukan pada tahap produksi biodiesel dengan menggunakan minyak yang  memiliki  kadar  asam  lemak  bebas  lebih  dari  2% dimana  reaksi  ini  bertujuan  untuk  menurunkan  kadarnya hingga kurang dari 2%. Reaktan metanol digunakan dengan berlebih  agar  proses  konversi  dapat  berjalan  sempurna. Semakin  tinggi  jumlah  metanol  yang  digunakan  dan kandungan  asam  lemak  bebas  pada  minyak,  maka  semakin tinggi  rendemen  metil  ester  serta  semakin  kecil  kandungan asam lemak bebas di akhir reaksi [6].

## II. KAPASITAS DAN LOKASI PABRIK
Pabrik  biodiesel  dari  minyak  jelantah  ini  ditargetkan untuk  mulai  beroperasi  pada  tahun  2023.  Dalam  penentuan kapasitas  pabrik  yang  akan  dibuat,  maka  diambil  data estimasi  produksi,  import,  eksport  dan  konsumsi  biodiesel pada tahun 2023 yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Pada  Tabel  2  menunjukkan  bahwa  produksi  biodiesel belum  mencukupi  kebutuhan  ekspor  dan  konsumsi,  oleh karena  itu  terdapat  potensi  pendirian  pabrik  biodiesel terutama  menggunakan  minyak  jelantah  dalam  rangka pemenuhan  kebutuhan  eksport  dan  konsumsi  pada  tahun
Tabel 1.
Data perkembangan biodiesel di Indonesia dari tahun 2010 hingga 2018 (juta liter)
Data Perkembangan 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Produksi 780 1.812 2.270 2.950 3.500 1.200 3.500 2.800 5.600 Impor 0 0 5 24 0 0 0 0 28 Ekspor 563 1.440 1.608 1.942 1.569 343 476 187 1.772 Konsumsi 223 359 669 1.048 1.845 860 3.008 2.572 3.950 Tabel 2. Estimasi konsumsi dan produksi pupuk organik Tahun Produksi (juta liter)
Import
(juta liter) Export (juta liter) Konsumsi (juta liter) 2023 159266,5 0 5252729,65 134192,94
Gambar 1. Diagram balok pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.
2023.  Berdasarkan  data  yang  telah  diproyeksikan,  maka ditetapkan bahwa pabrik biodiesel dari minyak jelantah yang akan dibangun ini memiliki kapasitas 50.000 ton/tahun.
Dalam penentuan l  okasi  pabrik  ada  3  aspek utama yang dipertimbangkan  yaitu  aspek  produksi  dan  distribusi  yang terdiri  dari  ketersediaan  bahan  baku,  lokasi  pemasaran, aksesibilitas  dan  fasilitas  transportasi,  aspek  sumber  daya alam  (SDA)  dan  sumbe  daya  manusia  (SDM)  yang  terdiri dari sumber energi lisrik, ketersediaan air dan sumber tenaga kerja.  Dan  aspek  hukum  dan  topografi  yaitu  hukum  dan peraturan  serta  iklim  dan  topografi  [7].  Berdasarkan  aspek- aspek  tersebut,  ditetapkan  3  alternatif  lokasi  pabrik  yaitu provinsi  Jawa  Timur,  Jawa  Barat  dan  Provinsi  Kalimantan Timur,  kemudian  dilakukan  pembobotan  berdasarkan metode Analytical  Hierarchy  Process (AHP),  sehingga ditetapkan  lokasi  pendirian  pabrik  berada  di  Kota  Gresik, Provinsi Jawa Timur.
Pertimbangan Gresik sebagai lokasi pabrik karena jumlah restoran  dan  hotel  sebanyak  4.169  buah  sebagai  sumber bahan baku minyak jelantah sehingga tidak kesulitan dalam pemenuhan  kebutuhan  bahan  baku  serta  mengurangi transportation  cost, terdapat  3  titik  lokasi  pencampuran  B- 30  sebagai  tempat  penjualan  biodiesel  nantinya,  dan memiliki jumlah angkatan kerja yang belum bekerja sekitar 850 ribu orang dengan UMR sebesar Rp 1.868.777,-.Jumlah energi listrik dan air yang memadai di daerah Gresik karena merupakan  daerah  industri,  serta  transportasi  yang  mudah dijangkau  dengan  33  pelabuhan.  Lokasi  pabrik  biodiesel dari  minyak  jelantah  ini  akan  didirikan  berada  di  Gending, dekat  Segoromadu,  Kecamatan  Kebomas,  Kabupaten Gresik, Jawa Timur.

## III. URAIAN PROSES
Proses  pembuatan  biodiesel  dari  minyak  jelantah  dengan metode  reaksi  transesterifikasi  menggunakan  katalis  basa meliputi beberapa tahap yang dapat dilihat pada Gambar 1.

## A. Tahap Pre-Treatment Bahan Baku
Tahap pre-treatment terdiri  dari  beberapa  proses  yaitu proses  degumming,  proses  bleaching,  proses  penyaringan
atau filtrasi, proses evaporasi, proses esterifikasi dan proses penetralan.  Bahan  baku  utama  yang  digunakan  adalah minyak  jelantah  dan  metanol  sebagai  pereaksi,  yang didukung  oleh  beberapa  bahan  penunjang  seperti  H 3 PO 4 , bleaching earth , H 2 SO 4 , dan KOH.
Bahan baku utama yaitu minyak jelantah akan ditampung pada tangki penyimpanan dan dipanaskan hingga suhu 70 o C sebelum dialirkan ke tangki mixer degumming. Pada tangki ini  minyak  akan  ditambah  dengan  H 3 PO 4 sehingga  terjadi reaksi  degumming  pada  suhu  70 o C.  Kandungan  fosfolipid yang tinggi dalam minyak jelantah ini akan bereaksi dengan asam  fosfat  sehingga  menghasilkan  gum  fosfat  dan CaHPO4. Asam fosfat yang digunakan memiliki konsentrasi sebesar  85%.  Setelah  itu  minyak  jelantah  akan  masuk  ke tangki  bleaching  untuk  mengadsorbsi  impurities  dan  gumm dari  proses  degumming.  Pada  proses  ini  dilakukan  dengan penambahan bleaching earth sebagai pengadsorbsi. Keluaran  tangki  bleaching  ini  akan  masuk  ke  filter  press untuk  memisahkan  kotoran  dalam  minyak  jelantah.  Filter yang  digunakan  berjenis plate  and  frame .  Setelah  disaring dari kotoran maka minyak jelantah akan dievaporasi hingga kandungan airnya habis. Evaporator yang digunakan berupa steam  heated  evaporator  dimana  pemanas  yang  digunakan adalah  steam.  Dalam  evaporator  ini,  minyak  jelantah  akan diuapkan  pada  suhu  105 o C  dan  tekanan  1  atm.  Pada  suhu 105 o C  ini  diharapkan  penguapan  air  pada  minyak  jelantah dapat  maksimum  teruapkan  sehingga  tercapai  minyak dengan kandungan air yang rendah. Setelah dari evaporator, minyak  jelantah  akan  dialirkan  memenggunakan  pompa menuju  pendingin  berjenis  shell  and  tube.  Cooler  ini  akan mendinginkan  suhu  minyak  jelantah  dari  105 o C  menjadi 63 o C  menggunakan  media  berupa  air  pendingin  yang memiliki suhu 30 o C.
Selain  minyak  jelantah  sebagai  bahan  baku  utama,  ada juga  asam  sulfat,  KOH  dan  Metanol  sebagai  bahan  baku penunjang.  Karena  reaksi  dilakukan  pada  suhu  63 o C  maka setiap  bahan  yang  akan  masuk  ke  reaktor  akan  dipanaskan terlebih  dahulu.  Metanol  sebagai  bahan  baku  penunjang yang  disimpan  pada  tangki  penyimpanan  tertutup  dengan tekanan  1  atm  dan  suhu  30 o C.  Metanol  dialirkan  untuk dipanaskan menggunakan heat exchanger berjenis sheel and tube ,  yang  mengubah  suhu  methanol  dari  30 o C  menjadi 63 o C.  Selain  metanol,  asam  sulfat  yang  berada  di  tangki penyimpanan  tertutup  dengan  kondisi  operasi  30 o C  dan tekanan 1 atm, juga dipanaskan terlebih dahulu
Gambar  2.  Mekanisme  reaksi  transesterifikasi  menggunakan  katalis basa.
Gambar 3. Reaksi transesterifikasi.
Tabel 3. Spesifikasi hasil produk biodiesel Spesifikasi Standar Hasil Kadar Abu 0,02 % 0,00005% Angka Asam 0,5 mg KOH/g 0,018 mg KOH/g Gliserol Total 0,24 % 0,232% Trigliserida Mak 0,8% 2,676% Kadar Biodiesel Min 96,5% 96,86%
menggunakan heat  exchanger berjenis double  pipe yang akan memanaskan asam sulfat dari suhu 30 o C menjadi suhu 63 o C menggunakan media pemanas steam.

## B. Tahap Esterifikasi
Pada  proses  ini  minyak  jelantah  yang  sudah  didinginkan akan direaksikan dengan methanol karena asam lemak bebas yang  terkandung  dalam  minyak  jelantah  lebih  dari  2%. Proses  ini  dinamakan  proses  esterifikasi,  yang  mereaksikan asam lemak bebas dalam  minyak  jelantah dengan methanol berlebih  sehingga  menghasilkan  biodiesel  dan  air  [8]. Metanol  yang  digunakan  memiliki  kemurnian  98%  dengan perbandingan  stoikiometri  metanol  dan  minyak  adalah  6:1 agar  hasil  biodieselnya  semakin  banyak  dan  banyak  asam lemak  bebas  yang  bereaksi  sehingga  kandungannya  dalam minyak  jelantah  akan  menurun.  Proses  esterifikasi  ini  akan dibantu  dengan  katalis  asam  sulfat  dengan  kemurnian  98% sebesar  1%  dari  jumlah  volume  minyak  jelantah  yang  akan direaksikan.  Reaksi  akan  dilakukan  pada  suhu  63 o C  dan tekanan 1 atm menggunakan reaktor alir tangki berpengaduk, hingga menghasilkan minyak jelantah dengan kandungan  asam  lemak  bebas  yang  rendah  sekitar  kurang dari  0,5%.  Reaktor  ini  merupakan  reaktor  kontinyu  dengan pengadukan  yang  rendah  sehingga  semua  kandungan  asam lemak bebas dapat berekasi dengan metanolnya. Reaktor ini mengunakan  jaket  pendingin  karena  reaksi  esterifikasi  ini merupakan  reaksi  eksothermal  atau  mengeluarkan  panas, sehingga  untuk  menjaga  suhu  reaksi  pada  reaktor  konstan, maka  jaket  pendingin  diperlukan.  Konversi  reaksi  reactor esterifikasi  sebesar  98%  [9].  Produk  Reaktor  esterifikasi berupa  biodiesel,  H 2 O,  Triolein  dan  reaktan  yang  tidak terkonversi  seperti  metanol  dan  katalis  asam  sulfat.  Hasil reactor  ini  akan  dilanjutkan  untuk  masuk  tahap  reaksi netralisasi. Reaksi Esterifikasi :
R-COOH + CH3OH → R-COOCH3 + H2O

## FFA       metanol        metil ester      air

## C. Tahap Netralisasi
Setelah  melalui  tahap  esterifikasi  yang  benuansa  asam, sebelum  memasuki  tahap  transesterifikasi  yang  bernuansa basa,  maka  diperlukan  tahapan  penetralan  agar  reaktor transesterifikasi tidak terkorosi akibat adanya garam. Tahap penetralan  ini  dengan  panambahan  katalis  KOH  sebagai basa  kuat  sehingga  bereaksi  dengan  asam  sulfat  sehingga akan menghasilkan garam. Proses penetralan ini berlangsung pada tangki berpengaduk agar KOH dan H 2 SO 4 dapat  bercampur  dengan  sempurna  sehingga  biodiesel  dan sisa  reaktan  yang  tidak  bereaksi  bernuansa  netral.  Reaksi Penetralan atau penggaraman yaitu:
𝐻 2 𝑆𝑂 4 (𝑙) + 2𝐾𝑂𝐻 (𝑠) →   𝐾 2 𝑆𝑂 4 (𝑠) + 2𝐻 2 𝑂 (𝑙)
Dari  reaksi  penetralan  ini  akan  terbentuk  garam  K 2 SO 4 yang  baik  untuk  dibuat  pupuk.  Semakin  tinggi  suhu  reaksi yang digunakan maka semakin banyak massa pupuk Kalium Sulfat yang terbentuk, dan semakin lama waktu pengadukan, maka semakin banyak juga molekul – molekul yang reaktan yang bereaksi sehingga pupuk Kalium sulfat yang terbentuk juga  semakin  banyak  [10].  Tangki  penetralan  ini berlangsung  pada  suhu  keluaran  reaktor  esterifikasi  yaitu bersuhu  63 o C  dan  akan  dijaga  pada  suhu  tersebut  dengan diberi  jaket  pendingin  karena  reaksi  penetralan  ini  bersifat
eksotermal atau mengeluarkan panas, reaksi juga berlangsung  pada  tekanan  1  atm.  Tangki  ini  dilengkapi dengan  pengaduk  yang  berputar  perlahan  sehingga  dengan adanya  pengadukan,  maka  garam  yang  terbentuk  tidak dibiarkan  untuk  mengendap  dibawah,  namun  akan  terbawa aliran menuju tahap selanjutnya untuk dipisahkan.
Setelah  dari  tangki  penetralan,  selanjutnya  akan dipisahkan  menggunakan  filter  press.  Filter  Press  ini berjenis  Plate  and  Frame  yang  akan  memisahkan  garam Kalium  Sulfat  sebagai  padatan  dengan  cairan  yang  berupa biodiesel, air, minyak jelantah, dan metanolnya. Cairan yang terpisahkan  akan  melewati  medium  filter  dan  akan ditampung  terlebih  dahulu  di  tangki  penampungan sementara.  Garam  Kalium  Sulfat  yang  berupa  padatan  ini akan  terperangkap  pada  medium  filter  dan  akan  menjadi cake  untuk  masuk  ke  dalam  waste  water  treatment  dan diolah  sebelum  dibuang  ataupun  dijual  ke  pabrik  pupuk. Cairan  yang  berhasil  lolos  akan  dipompakan  ke  reaktor Transesterifikasi menuju tahap transesterifikasi.

## D. Tahap Transesterifikasi
Sebelum  masuk  ke  tahap  transesterifikasi,  katalis  KOH akan dicampurkan terlebih dahulu dengan metanol di mixer. Mixer  yang  digunakan  berupa  tangki  berpengaduk  dengan pengaduk  berupa  tree  blade propeller.  Setelah  dicampurkan pada  tangki  pencampuran  atau  mixer,  methanol  dan  KOH tersebut akan dipompakan menuju Reaktor Transesterifikasi.
Pada  produksi  biodiesel,  prinsip  proses  transesterifikasi adalah mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan gliserida  dengan  alkohol  (methanol)  menjadi  metil  ester. Reaksi Transesterifikasinya tertera pada Gambar 3.
Reaksi  transesterifikasi  dipengaruhi  oleh  faktor  internal dan faktor eksternal, dimana faktor internal meliputi kondisi yang berasal dari minyak, seperti kadar air dan asam lemak bebas.  Faktor  eksternal  yang  berpengaruh  antara  lain  jenis katalis  dan  konsentrasinya,  perbandingan  molar  antara alkohol  dengan  minyak  dan  jenis  alkohol,  suhu  dan  lama reaksi  [11].  Molekul  trigliserida  (triglyceride)  dari  minyak nabati akan bereaksi dengan molekul alkohol rantai pendek, melepaskan  molekul  ester,  dan  terkonversi  menjadi digliserida (diglyceride), kemudian monogliserida (monoglyceride) dan terakhir jadi gliserol (glycerol) [12].
Katalis  basa  seperti  NaOH  akan  terdisosiasi  membentuk ion-ion  seperti  Na+  dan  OH-,  yang  akan  bereaksi  dengan alkohol untuk membentuk alkoksida aktif. Sebagai nukleofil kuat,  alkoksida  ini  akan  segera  menyerang  atom  karbonil dari trigliserida, dan akan terbentuk intermediate yang tidak stabil. Atom oksigen akan memberikan sepasang elektron ke atom  karbonil  sehingga  membentuk  ikatan  rangkap  dua. Molekul  alkil  ester  kemudian  akan  terdisosiasi  dari intermediate  tetrahedral.  Langkah  ini  akan  terulang  lagi pada  digliserida  dan  monogliserida,  hingga  menghasilkan molekul gliserol [12]. Proses ini diilustrasikan di Gambar 2.
Reaktor  transesterifikasi  berupa Continuous  Stirred  Tank Reactor (CSTR)  dan  reaktan–reaktan  akan  masuk  dari bagian  atas  reaktor  yang  kemudian  akan  dilakukan pengadukan  di  dalam  reaktor  untuk  homogensisasi  dan pengontakkan antar reaktan sehingga dapat bereaksi dengan optimal.  Kondisi  operasi  pada  reaktor  transesterifikasi adalah  suhu  63 o C  dan  tekanan  1  atm  selama  60  menit. Dalam  reaktor  ini  memiliki  konversi  yang  cukup  tinggi
hingga 99,5% dengan rasio molar antar alkohol dan minyak 6 : 1 dan konsentrasi KOH 1% wt dari minyak. Produk dari reaktor ini berupa metil ester, gliserol, methanol yang belum tereaksi, dan minyak yang belum tereaksi yang pada proses selanjutnya  akan  dilakukan  pemisahan  untuk  menghasilkan produk utama dan produk samping. Reaktor transesterifikasi ini dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pendingin karena reaksinya yang eksotermis [13].

## E. Tahap Pencucian
Biodiesel  dari  hasil  Transesterifikasi  memiliki  kadar katalis yang tinggi sehingga dapat terbentuk sabun sehingga perlu  untuk  dilakukan  pencucian.  Pencucian  menggunakan air hangat pada suhu sekitar 60 o C.Pencucian yang dilakukan dengan  menggunakan  air  hangat  ini  bertujuan  untuk melarutkan  sabun  yang  ada  pada  biodiesel  karena  katalis basa.
Pada  proses  ini,  alat  yang  digunakan  berupa washing column yang bekerja pada suhu 60 o C dan tekanan 1 atm. Air bersih untuk pencucian di-spray dari bagian atas kolom dan akan berkontak dengan biodiesel. Air yang di-spray ini akan turun  sepanjang  lapisan  biodiesel  dengan  melarutkan  sisa- sisa  katalis  dan  kotoran.  Pada  kolom  pencucian  ini  juga dilakukan  pengadukan  mekanis  untuk  mengontakkan  air dengan  biodiesel  agar  proses  pencucian  berjalan  optimal. Hasil  cucian  Biodiesel  ini  kemudian  dialirkan  ke  dekanter untuk tahap pemisahan II.
Tahapan  pemisahan  ini  berfungsi  untuk  memisahkan produk utama yang diinginkan dengan produk samping yaitu memisahkan biodiesel dengan gliserol dan methanol. Tahap pemisahan  ini  dilakukan  menggunakan  decanter  berupa centrifugal  separator  yang  memanfaatkan  prinsip  gerakan sentrifugal dan perbedaan berat jenis dari zat. Zat yang lebih berat  yang  pada  proses  ini  adalah  gliserol,  methanol  dan katalis  akan  terpisah  dari  biodiesel  dan  keluar  di  bagian bawah decanter, sedangkan metil ester akan keluar di bagian atas  decanter.  Karena  komponen  biodiesel  mempunyai densitas  yang  berbeda  dan  tidak  saling  melarutkan  maka akan  diperoleh  dua  lapisan  di  dalam  decanter.  Lapisan  atas merupakan  komponen  dengan  densitas  yang  lebih  kecil (light  component)  atau  disebut  fraksi  ringan,  yaitu  metil ester  (biodiesel),  sedangkan  lapisan  bawah  atau  27  fraksi berat  (heavy  component)  berupa  bahan-bahan  sisa  reaksi yaitu  dimana  jumlah  terbanyak  berupa  methanol,  katalis, gliserol,dan  air.  Lapisan  atas  yang  keluar  akan  menuju tahapan  evaporasi,  sedangkan  lapisan  bawah  akan  menuju heater  untuk  dipanaskan  hingga  suhu  91,8 o C  sebagai  suhu feed  dalam  kolom  distilasi.  Dalam  kolom  distilasi  metanol yang  terikut  dalam  air  dan  gliserol  akan  dipisahkan  dan direcovery  kembali  ke  dalam  sistem,  sedangkan  gliserol menjadi produk samping.

## F. Tahap Pengeringan (Drying)
Produk  biodiesel  akan  masuk  ke  tahap  pengeringan menggunakan  evaporator.  Biodiesel  dari  tahap  penyaringan II  masih  mengandung  sedikit  metanol  dan  juga  air,  oleh sebab  itu  diperlukan  proses  pemisahan  berdasarkan perbedaan  titik  didih  menggunakan  evaporator.  Dengan adanya  perbedaan  titik  didih,  campuran  metanol  dan  air akan menguap terlebih dahulu dan menjadi produk atas dari evaporator,  sedangkan  produk  bawahnya  berupa  biodiesel dengan  kemurnian  98,6  %  sesuai  produk  yang  diinginkan.
Evaporator  ini  akan  memanaskan  hingga  menguapkan larutan  –  larutan  yang  masuk  dengan  titik  didih  dari campuran metanol dan air dengan tekanan 1 atm, evaporator yang  digunakan  adalah  evaporator  berjenis  steam  heated evaporator.
Setelah  biodiesel  dipanaskan  untuk  menghilangkan  sisa air dan mendapatkan kemurnian yang lebih tinggi, dilakukan pendinginan  biodiesel  pada  shell  and  tube  heat  exchanger hingga  suhunya  turun  dari  105 o C  menjadi  suhu  30 o C.  Dari cooler  atau  pendingin, biodiesel  dengan  kemurnian  96,86% sesuai yang diinginkan akan masuk ke tangki penyimpanan akhir  sebelum  dijual  ke  PT.  Pertamina.  Spesifikasi  produk biodiesel dari minyak jelantah yang dihasilkan terdapat pada Tabel 3.

## IV. NERACA MASSA
Berdasarkan  perhitungan  neraca  massa  dengan  asumsi pabrik  beroperasi  24  jam  selama  330  hari  per  tahun, dibutuhkan  bahan  baku  limbah  minyak  jelantah  sebanyak 8.354,78  kg/jam,  metanol  sebanyak  769,96  kg/jam,  KOH sebanyak  137,39  kg/jam,  Asam  Sulfat  sebanyak  68,64 kg/jam,  bleaching  earth  sebanyak  115,35  kg/jam  dan  asam fosfat  sebanyak  4,85  kg/jam.  Pabrik  biodiesel  dari  minyak jelantah  ini  akan  menghasilkan  biodiesel  sebanyak 6.402,528  kg/jam  dan  gliserol  kotor  sebanyak  3.352,848 kg/jam.

## V. ANALISIS EKONOMI
Dari  hasil  perhitungan  pada  neraca  ekonomi  didapatkan Total Cost Investment pabrik ini sebesar Rp  596.469.076.025,- dengan  bunga  bank  12%  per  tahunnya.  Selain  itu,  diperoleh IRR  sebesar  26,98%  dan  BEP  sebesar  30,68%  dimana pengembalian modalnya selama 4,3 tahun. Umur dari pabrik ini diperkirakan  selama  10  tahun  dengan  masa  periode pembangunannya  selama  2  tahun  dan  operasi  pabrik  ini  330 hari/tahun.

## VI. KESIMPULAN
Dari hasil yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut
1. Perencanaan Operasi  :  kontinyu,  24  jam/hari,  selama 330 hari/tahun
2. Kapasitas Produksi : 50.000 ton/tahun
3. Bahan Baku Utama : 66.169,836 ton minyak jelantah
/ tahun dan 6.098,067 ton metanol / tahun
4. Lokasi Pabrik :  Gending,  Kabupaten  Gresik, Jawa Timur 5. Umur Pabrik : 10 tahun 6. Masa Konstruksi : 2 tahun
7. Analisa Ekonomi:
a. Permodalan
Modal Tetap (FCI) : Rp 477.175.260.820,- Modal Kerja (WCI) : Rp 119.293.815.205,- Investasi Total (TCI) / CAPEX : Rp 596.469.076.025,-
Biaya  Produksi  Total  /  OPEX  :  Rp  10.151,81,-  per liter biodiesel
b. Penerimaan Hasil Penjualan per tahun : Rp 1.021.012.279.144,-
c. Rentabilitas Bunga Bank : 12 %
Laju Inflasi : 10 %
d. Kelayakan Ekonomi
Net Present Value (NPV) : +Rp 466.224.728.907,- Laju Pengembalian Modal (IRR) : 26,98 %
Waktu Pengembalian Modal (POT) : 4,3 tahun Break Even Point (BEP) : 30,68 %

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  H.  Dewantoro  and  F.  Asri,  “Pra  Rancangan  Pabrik  Biodiesel  Dari Minyak  Jelantah  Dengan  Proses  Esterifikasi  Dan  Transesterifikasi Kapasitas 7.500 Ton/Tahun,” Departemen Teknik Kimia: Universitas Islam Indonesia, 2018.
[2]  D.  Y.  Tomasila  and  P.  H.  Suharti,  “Analisa  Ekonomi  pra  rancangan pabrik  kimia  pembuatan  biodiesel  berbahan  baku  minyak  jelantah dengan  katalis  KOH  kapasitas  37.000  ton/tahun,” DISTILAT  J. Teknol. SEPARASI , vol. 6, no. 2, pp. 373--380, 2020.
[3]  P.  Ebong,  D.  Owu,  and  E.  Isong,  “Influence  of  palm  oil  (elaesis guineensis)  on  health,” Plant  Foods  Hum.  Nutr. ,  vol.  53,  no.  3,  pp. 209--222, 1999.
[4]  A.  Hanafie,  A.  Haslinah,  Qalaman,  and  A.  Made,  “Permodelan karakteristik  biodiesel  dari  minyak  jelantah,” ILTEK  J.  Teknol. ,  vol. 12, no. 2, pp. 1775--1779, 2017.
[5]  P.  R.  Dewati,  A.  H.  Purbohandono,  and  A.  Budiman,  “Pre-treatment
process of biodiesel production from waste cooking oil,” Eksergi , vol. 11, no. 1, pp. 57--61, 2013.
[6]  M.  Nasikin  and  W.  Nurhayanti,  “Penggunaan  metode  netralisasi  dan pre-esterifikasi untuk mengurangi asam lemak bebas pada CPO (crude palm oil) dan pengaruhnya terhadap yield metilester,” J. Teknol. , vol. 1, 2004.
[7]  M.  S.  Peters,  K.  D.  Timmerhaus,  and  R.  E.  West, Plant  Design  and Economics for Chemical Engineers . New York: McGraw-Hill, 2003.
[8]  R.  Efendi,  H.  A.  N.  Faiz,  and  E.  R.  Firdaus,  “Pembuatan  Biodiesel Minyak Jelantah Menggunakan Metode Esterifikasi– Transesterifikasi Berdasarkan  Jumlah  Pemakaian  Minyak  Jelantah,”  in Prosiding Industrial Research Workshop and National Seminar , 2018, pp. 402-- 409.
[9]  N.  Suleman  and  M.  Paputungan,  “Esterifikasi  dan  transesterifikasi stearin sawit untuk pembuatan biodiesel,” J.  Tek. ,  vol.  17,  no.  1,  pp. 66--77, 2019.
[10]  I.  Aziz,  S.  Nurbayti,  and  B.  Ulum,  “Esterifikasi  asam  lemak  bebas dari minyak goreng bekas,” J. Kim. Val. , vol. 2, no. 2, 2011.
[11]  N.  H.  Maharani  and  Zuliyana,  “Pembuatan  Metil  Ester  (Biodiesel)
Dari  Minyak  Dedak  Dan  Metanol  Dengan  Proses  Esterifikasi  dan Transesterifikasi,” Departemen Teknik Kimia: Universitas Diponegoro, 2011.
[12]  D.  N.  Modi,  “Biodiesel  production  using  supercritical  methanol,” Chemical  Engineering  Department:  Missouri  University  of  Science and Technology, 2010.
[13]  D.  A.  Setyawardhani,  S.  Distantina,  H.  Henfiana,  and  A.  S.  Dewi, “Pembuatan  Biodiesel  dari  Asam  Lemak  Jenuh  Minyak  Biji  Karet,” Departemen Teknik Kimia: Universitas Diponegoro, 2010.