Abstrak —Biodiesel  dapat  digunakan  sebagai  energi  alternatif pengganti  Bahan  Bakar  Minyak  untuk  jenis  diesel  /  solar mendukung  mandatori  pemerintah  terkait  pemakaian  Biodiesel (B30). oleh karena itu, Biodiesel mulai berkembang cepat sejalan dengan pelaksanaan kebijakan mandatori BBN yang mengamanatkan  campuran  BBN  ke  BBM  sebesar  30%  (B30)  . Keuntungan  apabila  menggunakan  bahan  baku  minyak  goreng bekas yakni biaya produksi lebih hemat 35 persen dibandingkan biodiesel  dari  CPO.  dikarenakan  Apabila  1,2  juta  kiloliter biodiesel dari kelapa sawit diganti dengan minyak jelantah yang dikumpulkan dari sektor rumah  tangga, bisa menghemat sekitar Rp4,2  triliun.  Metode  yang  paling  umum  digunakan  untuk memproduksi biodiesel yaitu menggunakan metode transesterifikasi  dikarenakan  metodenya  relatif  sederhana  tanpa membutuhkan  peralatan  yang  rumit  serta  tahapan  reaksi  yang lebih  singkat  dengan  tetap  menjaga  kualitas  produk  biodiesel sesuai  standar.  Oleh  sebab  itu,  akan  didirikan  Pabrik  biodiesel dengan  bahan  baku  minyak  goreng  bekas  dan  methanol  dengan proses  transesterifikasi  dengan  kapasitas  40.000  ton/tahun  di Kawasan  Industrial  Banyuwangi  di  Kecamatan  Wongsorejo, Kabupaten  Banyuwangi,  Provinsi  Jawa  Timur.  Produk  yang dihasilkan  yakni  biodiesel  98%  dan  produk  samping  berupa crude gliserin.  Dengan desain umur pabrik selama 10 tahun serta masa  konstruksi  2  tahun  didapatkan  bahwa  Internal  Rate  of Return (IRR) sebesar 26,29 % lebih besar dari pada bunga bank yang sebesar 9,95%. kemudian Rate of Investment setelah pajak sebesar  35,21%,  Pay  Back  Periode  2,7  Tahun  serta  Break Even Point (BEP) 30,8%.
Kata  Kunci —  Biodiesel;  minyak  goreng  bekas;  transesterifikasi; katalis homogen

## I. PENDAHULUAN
AHAN bakar seperti minyak bumi (fosil) diperhitungkan kurang  lebih  60  tahun  lagi  akan  habis  bila  dieksploitasi secara  masif  buat  memperlambat  serta  meminimalkan ketergantungan  akan  bahan  bakar  olahan  minyak  bumi  bisa dilakukan dengan menggunakan biodiesel yang bahan bakunya sangat  mungkin  buat  dikembangkan  lebih  lanjut.  Adapun biodiesel  bisa  dibedakan  menjadi  2  yaitu  dari  asalnya  yakni tumbuhan  dan  hewan.  Beberapa  penelitian  membagikan hasilnya yakni bilangan cetana (CN) dari biodiesel relatif lebih tinggi dibandingkan minyak diesel (solar). Angka cetana buat minyak diesel yakni 45, sedangkan 62 buat yang berbasis dari kelapa sawit, 51 buat jarak pagar serta 62,7 buat yang berbasis dari kelapa sayur [1].
Biodiesel  juga  memiliki  sifat  fisika  dan  kimia  yang  mirip seperti  minyak  solar  maka  dari  itu  bisa  dipakai  menjadi
alternatif buat tunggangan bermesin diesel. Jika dibandingkan dengan  solar,  biodiesel  mempunyai  keistimewaan,  yaitu:  (i) meminimalkan  ketergantungan  kebutuhan  impor  minyak  dari negara luar (ii) mampu diproduksi pada pedesaan, (iii) ramah akan  lingkungan  sebab  biodiesel  tidak  memiliki  unsur  sulfur maka  menyebabkan  tidak  adanya  emisi  SOx,  (iv)  biodiesel bisa  didapatkan  dari  hasil  pertanian,  sehingga  bisa diperbaharui,  (v)  aman  di  segi  penyimpanan  dan  transportasi sebab  tidak  mengandung  racun.  (vi)  memiliki  angka  cetane yang  tinggi,  (vii)  biodegradabel:  jauh lebih cepat terurai  oleh mikroorganisme dibandingkan minyak bumi [2].
Berbagai  macam  sumber  minyak  bisa  digunakan  selaku bahan  baku  dari  biodiesel,  seperti  dari  minyak  nabati contohnya minyak kelapa, minyak sawit, minyak goreng bekas serta sebagainya [2].
Minyak  goreng  bekas  (waste  cooking  oil)  ialah  golongan limbah minyak nabati dari aneka macam jenis minyak goreng, seperti  minyak  dari  sayur,  dari  jagung,  dari  samin  serta sejenisnya.  Definisi  minyak  jelantah  ialah  minyak  sisa penggorengan dari kegiatan  rumah tangga atau sudah diambil manfaatnya, umumnya sudah menjadi berwarna coklat, tekstur nya mengental dan mengandung asam lemak bebas yang besar (FFA).  Minyak  jelantah  dapat  mengandung  senyawa  yang karsinogenik  dan  berbahaya  untuk  tubuh.  Karena itu  minyak goreng  bekas  sudah  tidak  bisa  digunakan  lagi  untuk  proses pengolahan yang pada akhirnya menjadi limbah yang terbuang [4].
Penelitian tentang bahan bakar nabati pun terus berkembang dengan  memanfaatkan  beragam  lemak  nabati  menjadi  alkil ester  asam  lemak.  Perkembangan  ini  mencapai  puncaknya dipertengahan  tahun  80-an  dengan  ditemukannya  alkil  ester asam  lemak  yang  memiliki  karakteristik  yang  hampir  sama dengan  minyak  diesel  fosil  purbakala  yang  dikenal  degan biodiesel.
Pemanfaatan  energi  hijau  memang  merupakan  kebutuhan yang  sulit  untuk  dihindari  lagi.  Akan  tetapi  pada pengembangannya  tanaman  bahan  bakar  nabati  membuat usaha  perkebunan  tidak  hanya  ditujukan  untuk  memenuhi kebutuhan  pangan  semata,  tetapi  juga  untuk  memenuhi kebutuhan  akan  suplai energi sehingga dilakukan suatu upaya untuk  memanfaatkan  minyak  bekas (minyak jelantah) sebagai bahan bakar biodiesel untuk memenuhi kebutuhan energi kita.
Minyak  jelantah  merupakan  sisa  penggunaan  dari  produk minyak  bumi.  Minyak  jelantah  mempunyai  karakteristik  yang

## Pra Desain Pabrik Biodiesel dari Minyak Goreng Bekas dengan Proses Transesterifikasi
Achmad Rizaldi, Tahan Aprijal Simamora, Rachmad Ramadhan Yogaswara, Nove Kartika Erliyanti dan Erwan Adi Saputro*
Program Studi Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur *e-mail : erwanadi.tk@upnjatim.ac.id
B
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 10, No. 2, (2021) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) F259
hampir  sama  dengan  karakteristik  yang  dimiliki  oleh  minyak bumi.  Hal  ini  tentunya  jika  diteliti  lebih  lanjut  bisa  saja ditingkatkan  nilai  gunanya  hingga  minyak  jelantah  tersebut mampu diproses sehingga menghasilkan bahan baku alternatif untuk  pembuatan  biodiesel.  Oleh  karena  itu,  maka  harus dilakukan  penelitian  untuk  meningkatkan  nilai  guna  minyak jelantah  sehingga  bisa  diproses  untuk  menghasilkan  sumber bahan baku alternatif biodiesel. Minyak jelantah yang tadinya hanya  dibuang  begitu  saja  akan  lebih  baik  ketika  dapat ditingkatkan nilai mutunya [5].
Salah  satu  kendala  yang  dihadapi  dalam  penggunaan biodiesel  sekarang  ini  adalah  harganya yang lebih mahal dari bahan  bakar  solar.  Untuk  itu  diperlukan  cara  untuk  menekan biaya produksi biodiesel. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah  menggunakan  bahan  baku  yang  berasal  dari  minyak goreng  bekas.  Minyak  ini  secara  ekonomis  sudah  tidak diperhitungkan  lagi  dan  cenderung  dibuang  sebagai  limbah karena  selain  merusak  citra  makanan  yang  diolah  jugadapat merusak kesehatan manusia [6].
Proses  yang  paling  umum  digunakan  di  industri  biodiesel adalah  transesterifikasi  (Gambar  1).  Proses  transesterifikasi trigliserida  dengan  katalis  dapat  dibagi  dua,  proses transesterifikasi dengan katalis homogen dan katalis heterogen. Sedangkan  proses  yang  paling  umum  digunakan  adalah transesterifikasi  trigliserida  dengan  katalis  basa  homogen. Proses  katalitik  basa  homogen  lebih  unggul  dari  proses katalitik  asam  (misalnya  asam  sulfat,  H 2 SO 4 )  dalam mengkatalisis  reaksi  transesterifikasi  karena  membutuhkan waktu  reaksi  yang  lebih  cepat  Meskipun  demikian,  proses katalitik  basa  homogen  memiliki  beberapa  kekurangan. Penggunaan  katalis  basa  homogen  untuk  transesterifikasi memiliki  kelemahan  dalam  hal  pemisahan  yang  kompleks, pemurnian  produk,  dan  selektivitasnya  yang  bergantung  pada kandungan  asam  lemak  bebas  (ALB)  dari  bahan  baku  Oleh karena itu, dibutuhkan tenaga kerja dan air yang banyak untuk netralisasi, proses pemisahan produk biodiesel, dan pemisahan katalis  yang  akibatnya  menciptakan  masalah  ekonomi  dan lingkungan.  Untuk  mengatasi  kelemahan  dari  proses  katalitik homogen tersebut, katalis heterogen adalah alternatif yang baik untuk  penggantian  katalis  homogen.  Oleh  karena  itu,  studi tentang  katalis  heterogen  menarik  perhatian  peneliti  sebagai cara  untuk  mengatasi  kekurangan  dari  proses  katalitik  basa homogen.  Selain  katalis  heterogen,  proses  transesterifikasi tanpa  katalis  juga  menjadi  perhatian  peneliti  dalam  rangka mengatasi masalah kekurangan katalis basa homogen [7].
Gambar 1.  Reaksi transesterifikasi biodiesel [3].
Berbagai  penelitian  biodiesel  dari  minyak  goreng  bekas sudah  banyak  dilakukan  diantaranya  penelitian  Aziz  dkk  [8] dengan  metode  proses  transesterifikasi  berbahan  minyak goreng bekas, methanol serta zeolite yang diaktifasi. Variable penelitian  yaitu  waktu  reaksi  serta  konsentrasi  zeolite mendapatkan  hasil  kondisi  operasi  terbaik  didapatkan  saat waktu reaksi nya pada 5 jam dengan konsentrasi zeolit sebesar 1% serta Yield biodiesel sebesar 12%.
Analisa  terhadap  minyak  goreng  bekas  yang  akan  diproses menjadi  biodiesel.  Dari  analisa  yang  dilakukan  didapatkan asam  lemak  penyusun  minyak  goreng  bekas  adalah  asam palmitat  0,9194  %,  asam  oleat  0,0437  %,  asam  margarat 40,3816 %, asam stearat 0,0943 % dan asam linoleat 58,5611 %.  Berbagai  penelitian  sudah  dilakukan  untuk  mendapatkan biodiesel  dari  minyak  goreng  bekas.  Penelitian  selama  ini hanya  menggunakan  proses  secara batch. Dari  segi  ekonomi proses ini kurang menguntungkan karena biaya investasi lebih mahal dan membutuhkan volume reaktor yang besar. Selain itu juga  membutuhkan  waktu  untuk start-up dan shut-down proses.  Untuk  itu  perlu  dilakukan  proses  secara  sinambung sehingga  dapat  mereduksi  biaya,  volume  reaktor  dan  waktu proses [9].
Penelitian  Buchori  [9]  dengan  metode  proses  catalytic cracking  berbahan  minyak  goreng  bekas,  asam  sulfat  serta zeolite  yang  diaktifasi.  Variable  penelitian  yaitu  konsentrasi asam  sulfat  serta  ukuran  katalis  zeolite  mendapatkan  Hasil terbaik  diperoleh  dengan  kondisi  operasi  katalis  zeolite  alam yang berukuran 0.125 mm yang diaktivasi dengan asam sulfat konsentrasi 4N.
Penelitian  Suriani  dkk  [10]  dengan  metode  proses transesterifikasi  berbahan  minyak  goreng  bekas,  methanol serta  natrium  hidroksisa.  Variable  penelitian  yaitu  massa adsorben  bentonit  untuk  pemurnian  biodiesel  mendapatkan Hasil  terbaik  dengan  kondisi  massa  adsorben  bentonit  3% dengan Yield biodiesel sebesar 91,73%.
Penelitian  Arifin  dkk  [11]  dengan  metode  proses transesterifikasi  berbahan  minyak  goreng  bekas,  methanol serta  cangkang  bekicot  sebagai  katalis.  Variable  penelitian yaitu  konsentrasi  jumlah  katalis  serta  konsentrasi  adsorben magnesium silikat untuk pemurnian mendapatkan hasil terbaik didapatkan  dengan  yield  63%  dengan  konsentrasi  katalis seberat 6% serta magnesium silikat seberat 1%.
Sepanjang  ini,  minyak  goreng  bekas  cuma  terbuang  serta tidak  termanfaatkan,  lalu  menjadi  limbah.  Padahal.  minyak jelantah  bisa  dimanfaatkan  sebagai  bahan  pengganti  dari minyak  CPO  di  program  Negara  biodiesel  Indonesia.  tidak sekedar bernilai inovatif serta ekonomis, langkah ini, juga bisa meminimalkan limbah lingkungan, memberikan dampak untuk perekonomian,  baik  buat  kesehatan,  serta  mengurangi  emisi gas  rumah  kaca,  hingga mendukung  dari  aspek pembangunan wilayah.
Indonesia  mempunyai  potensi  yang  tinggi  untuk memanfaatkan  minyak  goreng  bekas  menjadi  bahan  baku pembuatan biodiesel. Sisa konsumsi minyak goreng Indonesia relatif  tinggi  Karena  Uni  Eropa  menghasilkan  22,7  juta  ton, USA kurang lebih 16 juta ton, serta Negara India 23 juta ton. Sayangnya,  hanya  kurang  lebih  18,5  persen  yang  bisa dikumpulkan menjadi bahan baku minyak jelantah.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 10, No. 2, (2021) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) F260
Manfaatnya,  dari  segi  biaya  untuk  produksi  lebih menghemat  35%.  apabila  1,2  juta  kiloliter  biodiesel  berasal dari  minyak  CPO  dialihkan  menggunakan  minyak  jelantah yang  sudah  dikumpulkan,  itu  dapat  menghemat  lebih  kurang Rp4,2 T.
Menurut  pandangan  dari  Vice  President  Strategic  planning Pertamina,  Prayitno,  menjelaskan  bahwa  masih  terdapat sesuatu  yang  wajib  diperhitungkan  pada  penggunaan  minyak goreng  bekas.  Yakni  dalam  pengelompokan  minyak  goreng bekas  skala  industry,  logistik  serta  handling.  namun,  kita mampu  mengetahui  bagaimana  cara  mereka  untuk mengumpulkan minyak goreng bekas [4].
Pemanfaatan  Energi Baru  Terbarukan  (EBT) di sektor transportasi  menunjukkan  bahwa biodiesel mulai berkembang lebih  besar  dengan  cepat  dari  tahun  ke  tahun sejalan dengan pengaplikasiannya  kebijakan  mandatori  dari BBN yang mengharuskan campuran
BBN ke
BBM sebanyak 30% (B30) [12].
Tujuan  perancangan  pabrik  biodiesel  ini  diantaranya  yaitu untuk  memanfaatkan  kembali  minyak  goreng  bekas  menjadi produk  yang  lebih  bernilai  dan  bermanfaat  seperti  energi terbarukan  biodiesel.  Kemudian  untuk  mendukung  mandatori program  pemerintah  terkait  pengunaan  bahan  bakar  nabati (BBN)  ke  BBM  sehingga  akan  mampu  menekan  angka kebutuhan impor minyak diesel solar.

## II. KAPASITAS PRODUKSI DAN SELEKSI PROSES
Dalam  Penentuan  Kapasitas  Produksi  Biodiesel  diambil data kebutuhan diesel nasional dari kementrian ESDM [12].
Terlihat  data  kebutuhan  diesel  nasional  pada  tahun  2013 sampai tahun 2018 dalam Tabel 1. Kemudian data dalam tabel 1  tersebut  diplot  di  excel  untuk  membuat  grafik  untuk memperkirakan kebutuhan pada tahun dimana pabik biodiesel ini beroperasi yakni pada tahun 2022, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 menunjukkan bahwa terjadi penurunan dari tahun 2013  hingga 2016, namun terjadi kenaikan dari setelah tahun 2016  hingga  sekarang  memiliki  potensi  kenaikan  akan kebutuhan solar nasional.
Gambar 2. Kebutuhan diesel nasional.
Dari data diatas didapatkan persamaan yaitu: y = 566.0714x 2 - 2,282,379.6429x + 2,300,647,894.2857  (1)
dimana: x = Tahun y = Kebutuhan Diesel Nasional
Pabrik  Biodiesel  ini  direncakan  beroperasi  pada  tahun 2022,  sehingga  untuk  mencari  kebutuhan  pada  tahun  2022, maka  x  =  2022.  Sehingga  didapatkan  kebutuhan  diesel  (y) sebesar  50.118  Ton  Liter.  untuk  mendukung  mandatory pemerintah  terkait  pemakaian  biodiesel,  kami  merancang pabrik  dengan  kapasitas  produksi  pabrik,  diambil  80%  dari kebutuhan biodiesel nasional pada tahun 2022, sehingga:
Kapasitas Produksi pabrik = 80% x 50.118 Ton Liter = 40.000 Ton Liter / Tahun
Dalam  perancangan  suatu  pabrik,  penentuan  lokasi  pabrik merupakan  salah  satu  faktor  utama  dalam  menentukan keberhasilan  suatu  pabrik.  Penentuan  ini  juga  ditinjau  dari, segi ekonomis yaitu berdasarkan pada Return On Investment, yang merupakan presentase pengembalian modal tiap tahun.
Daerah  operasi  ditentukan  oleh  faktor  utama  seperti  bahan baku  persediaan  air  listrik  dan  bahan  bakar  kemudian  iklim serta pemasaran, sedangkan tepatnya lokasi pabrik yang dipilih ditentukan  oleh  faktor  –  faktor  khusus  seperti  transportasi, buruh dan tenaga kerja.
Setelah mempelajari dan mempertimbangkan faktor – faktor yang  mempengaruhi  penentuan  lokasi  tersebut,  maka  pabrik yang direncanakan  ini didirikan di daerah Kawasan Industrial Banyuwangi di Kecamatan Wongsorejo, Kabupaten Banyuwangi, Provinsi Jawa Timur.
Macam-  macam  proses  dalam  pembuatan  dari  Biodiesel seperti pada Tabel 2 dapat dilakukan dengan 3 proses, yaitu: 1. Proses Mikro Emulsi
2. Proses Pirolisis
3. Proses Transesterifikasi
Tabel 1. Kebutuhan Diesel nasional Tahun Ton Liter 2013 34300 2014 32900 2015 30100 2016 29300 2017 30300 2018 32200

## JURNAL TEKNIK ITS Vol. 10, No. 2, (2021) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) F261

## 1.Proses Mikro Emulsi
Metode  mikro  emulsi  merupakan  salah  satu  upaya  untuk menurunkan  viskositas  minyak  nabati  yang  kemudian  dapat digunakan  sebagai  bahan  bakar  mesin  diesel.  Metode  ini dilakukan dengan mencampur minyak nabati ke dalam larutan methanol, 2-oktanol dan cetane improver dengan perbandingan 52,7  :  13,3  :  33,3  :  1  .untuk  menstabilkannya  perlu ditambahkan  surfaktan  dan  kosurfaktan  yang  berfungsi menurunkan  tegangan  antar  muka  campuran  menjadi  sangat rendah.[13]

## 2.Proses Pirolisis
Pirolisis  adalah  proses  dekomposisi  minyak  nabati  secara termal  atau  dapat  juga  menggunakan  bantuan  katalis  untuk memutuskan  rantai  hidrokarbon.  Pemutusan  rantai  minyak nabati  secara  katalik  dilakukan  dengan  menggunakan  katalis yang  biasa  digunakan  pada  pemutusan  rantai  minyak  bumi, yaitu SiO 2 atau Al 2 O 3 pada temperatur 450-850 O C. Produknya kemudian  difraksionasi  untuk  menghasilkan  biodiesel,  syngas serta arang.
Keuntungan produk biodiesel dari metode ini adalah adanya kemiripan  dengan  struktur  bahan  bakar  diesel  dari  minyak bumi,  tetapi  kelemahan  metode  ini  adalah  karena  prosesnya tidak  boleh  terdapat  oksigen,  maka  bahan  bakar  yang dihasilkan  tidak  teroksigenasi  dan  peralatan  yang  digunakan pada metode ini relatif mahal [13].
Tabel 2. Metode produksi biodiesel [13]. Parameter Mikro emulsi Pyrolisis Transesterifikasi Bahan baku Minyak kedelai, methanol, dan cetane number Minyak nabati Minyak nabati dan methanol Kondisi operasi Suhu 30 C Suhu 500 C 1 Atm Waktu reaksi 30 menit Suhu 60-70 C 1 Atm Waktu reaksi 30-60 menit Konversi - 50% arang 30% syngas 20% biodiesel 95-99 % Biodiesel Katalis Tween 80, oleique, Labrasol SiO 2 Al 2 O 3 NaOH
produk Biodiesel Arang, syngas,biodiesel Biodiesel

## 3.Proses Transesterifikasi
Proses transesterifikasi ialah proses dari reaksi kimia antara alkohol  yang  bereaksi  dengan  senyawa  trigliserida  dari minyak,  alkohol  yang  dipergunakan  pada  proses  ini  ialah methanol  serta  menggunakan  bantuan  katalis  basa  homogen (NaOH).  Reaksi  transesterifikasi  menggunakan  katalis  basa lebih cepat serta juga seringkali dipergunakan secara komersil dari pada menggunakan katalis asam [13].
Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida  dalam  minyak  nabati  atau  lemak  hewani  dengan alkohol  rantai  pendek  seperti  metanol  atau  etanol  yang menghasilkan  metil  ester  asam  lemak  (Fatty  Acids  Methyl Esters  /FAME)  atau  biodisel  dan  gliserol  (gliserin)  sebagai produk  samping.  Katalis  yang  digunakan  pada  proses transeterifikasi  adalah  basa/alkali.  Jenis  katalis  yang  biasa digunakan  diantaranya  seperti  Natrium  hidroksida  (NaOH) atau  kalium  hidroksida  (KOH).  Katalis  NaOH  lebih  kuat mengkatalisis  reaksi  transesterifikasi  dibandingkan  KOH, sebab  pada  konsentrasi  yang  sama  tampak  bahwa  katalis NaOH  lebih  mampu menurunkan viskositas  lebih rendah  dari pada  katalis  KOH.  Namun  demikian.  kekurangan  katalis NaOH  adalah  kemudahan  terbentuknya  sabun  sebagai  hasil samping  reaksi,  sehingga  perlu  penanganan  khusus  pada proses pencucian [14].
Apabila bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang  mengandung  kadar  asam  lemak  bebas  (FFA)  tinggi (yakni lebih dari 2%) maka perlu dilakukan proses esterifikasi terlebih  dahulu  untuk  menurunkan  kadar  asam  lemak  bebas hingga sekitar 2% supaya menghindari proses penyabunan saat dilakukan proses transesterifikasi [3].
Dari  beberapa  metode  pembuatan  biodiesel,  metode Transesterifikasi adalah metode yang sering digunakan karena relatif sederhana tanpa membutuhkan peralatan yang rumit dan juga  bahan  –  bahan  yang  diperlukan  dapat  diperoleh  dengan mudah, konversi reaksi nya tinggi serta produk yang dihasilkan memiliki yield yang tinggi sehingga lebih menguntungkan dari pada metode proses yang lainnya. Maka dari itu, perancangan pabrik biodiesel ini memilih proses Transesterifikasi.

## III. URAIAN PROSES
Proses pembuatan Biodiesel dengan Proses transesterifikasi dengan  menggunakan  katalis  basa  homogen  dimulai  dengan memasukkkan  semua  bahan  baku  yakni  minyak  dengan methanol  dalam  reactor  dibantu  dengan  penggunaan  katalis NaOH  yang  berfungsi  untuk  mempercepat  terjadinya  reaksi transesterifikasi.  dimana  bahan  baku  minyak  goreng  bekas yang  digunakan  berfase  liquid  dan  methanol  juga  berfase liquid.  Kemudian  secara  garis  besar  operasi  proses  seperti dalam Gambar 3-5 dibagi menjadi 3 bagian yaitu:
a. Tahap persiapan bahan
b. Tahap reaksi
c. Tahap pemurnian

## 1. Tahap persiapan bahan
Gambar 3.  Area persiapan bahan baku.
Bahan baku Minyak Goreng Bekas ditampung dalam tangki penampung Minyak goring bekas (F- 110) dipanaskan dengan bantuan  steam  hingga  suhunya  65 0 C.  Bahan  baku  minyak goreng  bekas  yang  masih  tinggi  FFA  nya  tersebut  kemudian dimasukkan ke dalam Mixer II (M-140) yang beroperasi pada suhu 65 0 C dengan tekanan 1 atm dengan ditambahkan karbon aktif yang bertujuan untuk menurunkan kadar FFA nya supaya nanti  reaksi  Transesterifikasi  dapat  berjalan  optimal  serta meminimalkan  reaksi  penyabunan.  Kemudian  dialirkan menuju filter press (H-150) yang berfungsi untuk memisahkan bahan baku minyak goreng bekas yang sudah berkurang kadar FFA  nya  dengan  karbon  aktif,  selanjutnya  minyak  goreng bekas  tersebut  dialirkan  kedalam  reaktor  (R-210)  dengan penambahan  larutan  Methanol  dan  NaOH  yang  sebelumnya sudah dicampur dalam Mixer I (M-130).
2.Tahap Reaksi
Gambar 4.  Area sintesis biodiesel.
Di  dalam  reaktor  (R-210)  dan  reactor  (R-220)  yang beroperasi  pada  suhu  65 0 C,  Trigliserida  yang  terkandung dalam  minyak  goreng  bekas  selanjutnya  bereaksi  dengan metanol  98%  yang  menyebabkan  terjadinya  reaksi transesterifikasi  sehingga  terbentuklah  produk  Methyl  Ester (Biodiesel)  dan  produk  samping  gliserin  dengan  konversi reaksi  sebesar  97%.  Selanjutnya  produk  Methyl  ester, Gliserin,  air,  FFA,   N a O H   maupun  methanol  dan trigliserida  sisa  dipisahkan  menggunakan  decanter  dan kolom       destilasi.

## 3.Tahap Pemurnian
Gambar 5.  Area pemurnian biodiesel.
Campuran  produk  Methyl  Ester  yang  keluar  dari  reactor masuk  ke  dalam  decanter  (H-310)  untuk  dipisahkan  dengan gliserinnya.  Prinsip  pemisahan  dalam  decanter  menggunakan perbedaan densitas  antara gliserin dan methyl ester. Gliserin, NaOH dan air akan keluar sebagai produk bawah (under flow) yang kemudian ditampung dalam tangki penampung (F- 360). Sedangkan  methyl  ester  yang  masih  mengandung  FFA, Trigliserida  dan  Methanol  sisa,  dipisahkan  menggunakan kolom  destilasi  I  (D-320).  Bahan  yang  memiliki  titik  didih lebih  rendah  akan  menguap  sebagai  produk  atas  (Methanol dan  Trigliserida).  Sedangkan  produk  methyl  ester  dan  FFA akan  keluar  sebagai  produk  bawah  yang  akan  didinginkan terlebuh dahulu menggunakan cooler (E-330) hingga bersuhu 30 0 C  dan  selanjutnya  dialirkan  ke  dalam  tangki penampung produk methyl ester (F-350).
Campuran methanol  Trigliserida kemudian dipisahkan lagi menggunakan kolom destilasi II (D-340) yang bertujuan untuk memurnikan  methanol.  Selanjutnya  methanol  yang  memiliki titik didih lebih rendah menjadi produk atas yang kemudian di recycle  kembali  ke  dalam  reaktor  (R-210).  Trigliserida  yang menjadi  bottom  produk  dialirkan  ke  Waste  Treatment  Plant (WTP) [15].
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 10, No. 2, (2021) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) F263

## IV. MATERIAL BALANCE
Berdasarkan  hasil  perhitungan  dari  material  balance  Pra Desain  Pabrik  Biodiesel  dari  Minyak  Goreng  Bekas  dengan Proses Transesterifikasi, diperoleh bahwa dengan feed minyak goreng  bekas  sebanyak  6329,6928  Kg/Jam,  pabrik  ini  dapat menghasilkan  produk  Biodiesel  sebanyak  5050,5051  Kg/jam atau 40.000 Ton/tahun.
Pada  alat  utama,  reaktor  yang  digunakan  yaitu  reaktor  alir tangki  berpengaduk,  feed  bahan  masuk  reaktor  dari  Filter Press  diantaranya  Trigliserida  sebesar  5233,5546  kg/jam, Asam Lemak Bebas sebesar 40,9008 kg/jam dan H 2 O sebesar 20,2776  kg/jam.  Dari  Mixer  I  diantaranya  Metanol  sebesar 1769,8719  kg/jam,  H 2 O  sebesar  36,1198  kg/jam  dan  NaOH sebesar  52,3355  kg/jam.  Lalu  terjadi  reaksi  transesterifikasi didalam  reaktor  kemudian  terbentuklah  metil  ester  sebesar 5101,0767  kg/jam  dan  produk  samping  gliserin  547,7298 kg/jam  dengan  bahan  trigliserida  sisa  sebesar  157  kg/jam, asam  lemak  bebas  sisa  sebesar  40,9008  kg/jam,  H 2 O  sisa sebesar 56,3975 kg/jam, methanol sisa 1197,6133 kg/jam dan NaOH sebesar 52,3355 kg/jam.

## V. ANALISIS EKONOMI
Dengan  desain  umur  pabrik  selama  10  tahun,  didapatkan Internal  Rate  of  Return  (IRR)  sebesar  26,29  %  yang  dimana nilainya lebih besar dari bunga pinjaman bank sebesar 9.95%. Kemudian didapatkan Pay Out Time (POT) sebesar 2.7 tahun dan Break Even Point (BEP) sebesar 30,8 %.

## VI. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  hasil  yang  telah  diuraikan  pada  bab-bab  sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Perencanaan Operasi   : kontinyu, 24 jam/hari, 330 hari 2. Kapasitas Produksi  : 40.000 ton/tahun
3. Bahan Baku
Minyak Goreng Bekas   : 6329,6928 Kg/Jam Methanol             : 589,9573 Kg/Jam 4. Produk Biodiesel             : 5050,5051 Kg/Jam Gliserin              : 721.4288 Kg/Jam 5. Umur Pabrik         : 10 tahun
6. Masa Konstruksi    : 2 tahun
7. Analisa Ekonomi:
a) Pembiayaan
• Modal Tetap (FCI)     : Rp 334.984.131.183
• Modal Kerja (WCI)    : Rp 145.303.679.512
• Investasi Total(TCI)  : Rp 480.287.810.695
• Biaya Produksi Total   : Rp 581.214.718.049
b) Penerimaan
• Hasil Penjualan       : Rp 771.851.614.049
c) Rehabilitasi Perusahaan • Laju Pengembalian Modal (IRR)    : 26,29 % • Waktu Pengembalian Modal (POT) : 2,7 tahun • Break Even Point (BEP)           : 30,8 %
Dari  hasil  uraian  diatas,  dari  segi  teknis  dan  ekonomis terlihat  bahwa  IRR  sebesar  26,29  %  berada  di  atas  bunga pinjaman  bank  sebesar  9,95  %.  Jangka  waktu  pengembalian modal  (POT)  selama  2,7  tahun,  lebih  kecil  dari  waktu pengembalian  modal  yang ditetapkan  pemberi pinjaman yaitu 10  tahun.  Berdasarkan  kondisi  seperti  ini,  pabrik  Biodiesel dari minyak goreng bekas ini layak untuk didirikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].    Darmanto, 2006, analisa biodiesel minyak kelapa sebagai bahan bakar alternative minyak diesel, Jurnal Traksi, 4(2): 64.
[2].    Putri dkk, 2012, studi proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa (coconut oil) dengan bantuan gelombang ultrasonik, Jurnal Rekayasa Proses, 6(1): 20-25.
[3].    Arita dkk, 2008, pembuatan metil ester asam lemak dari cpo off grade dengan  metode  esterifikasi-transesterifikasi,  Jurnal  Teknik  Kimia, 15(2): 34-43.
[4].    Elfadina, 2021, analisa minyak goreng bekas sebagai biodiesel, Jurnal Teknik, 1(2): 21.
[5].      Padil  dkk,  2010,  pembuatan  biodiesel  dari  minyak  kelapa  melalui reaksi  metanolisis  menggunakan  katalis  caco3  yang  dipijarkan, Jurnal Natur Indonesia, 13(1): 27-32.
[6].    Wahyudin  dkk,  2018,  tinjauan  perkembangan  proses  katalitik heterogen  dan  non-katalitik  untuk  produksi  biodiesel,  Jurnal Keteknikan Pertanian , 6(2): 123-136.
[7].    Elisabeth,  2001,  biodiesel  sawit,  bahan  bakar  alternatif  ramah lingkungan, warta penelitian dan pengembangan pertanian, 23.
[8].    Aziz  dkk,  2012,  Penggunaan  Zeolit  Alam  sebagai  Katalis  dalam Pembuatan Biodiesel, Jurnal Valensi, 2 (4): 511-515.
[9].    Buchori,  2007,  Pembuatan  Biodiesel  Dari  Minyak  Goreng  Bekas Dengan Proses Catalytic Cracking, Jurnal Teknik, 28 (2): 10.
[10].  Suriaini  Dkk,  2016,  Proses  Dry  Washing  Biodiesel  Dari  Minyak Jelantah  Menggunakan  Bentonit,  Prosiding  Seminar  Nasional  Hasil Riset  dan  Standardisasi  Industri  VI,  Fakultas  Teknik,  Universitas Syiah Kuala.
[11].  Arifin  Dkk,  2016,  Produksi  Biodiesel  Dari  Minyak  Jelantah Menggunakan Katalis Heterogen Cangkang Bekicot (Achatina Fulica) Dengan Metode Pencucian Dry Washing, Jurnal Rotor, 9(2): 15.
[12].    Kementrian  ESDM,  2019,  outlook  energy  indonesia  2019,  Jakarta: DEN
[13].  Zhang  dkk,  2003,  biodiesel  production  from  waste  cooking  oil, Bioresource Technology, 89(1):1-16
[14].    Joelianingsih  dkk,  2006,  Perkembangan  proses  pembuatan  biodiesel sebagai bahan bakar nabati (bbn), Bogor: Institut Pertanian Bogor.
[15].    Jackam  et  al.,  2010,  Production  of  biodiesel  and  glycerin  from  high free fatty acid feedstocks, US patent no.US 7,806,945 b2.