Judul: Kajian Penggunaan Static Mixing Reactor pada Proses Produksi Biodiesel secara Katalitik dengan Sistem Continue
Abstrak: Biodiesel merupakan bahan bakar diesel yang diproduksi dari metil ester atau monoalkil ester yang diturunkan dari asam lemak atau minyak nabati dimana bahan bakunya dapat diperbaharui. Sampai saat ini, dua metode yang banyak digunakan dalam proses produksi biodiesel adalah metode katalitik dan non-katalitik. Kedua metode ini memiliki kelemahan dan kelebihan masing-masing. Proses produksi biodiesel dengan metode katalitik membutuhkan katalis untuk menurunkan energi aktivasi dan pengadukan untuk proses pencampuran antara trigliserida dan metanol, namun metode ini memerlukan rigorous stirring (pengadukan yang kuat) karena sifat trigliserida dan metanol yang immiscible (sulit untuk saling campur). Pengadukan yang baik dapat menghasilkan campuran yang homogen dan mengurangi pemakaian katalis pada proses produksi biodiesel. Penelitian ini menggunakan prototipe static mixing reactor yaitu reaktor yang didalamnya terdapat static mixer berfungsi sebagai pengaduk sekaligus pencampuran dan KOH sebagai katalis untuk memproduksi biodiesel. Penggunaan static mixing reactor pada proses produksi biodiesel umumnya dilakukan menggunakan sistem batch, penggunaan sistem ini memiliki beberapa kendala antara lain memerlukan tempat yang luas untuk kapasitas besar dan adanya jeda waktu untuk proses produksi selanjutnya. Tujuan dari penelitian ini adalah merancangan static mixing reactor dengan sistem continue pada proses produksi biodiesel secara katalitik dan mencari panjang static mixer yang dibutuhkan pada proses produksi biodiesel dengan sistem continue untuk menghasilkan kadar metil ester sesuai standar yang sudah ditetapkan. Penelitian diawali dengan penentuan perbandingan molaritas antara trigliserida dan perhitungan sifat fisik dari bahan yang digunakan yaitu minyak palm olein (Refined Bleached Deodorized Palm Olein – RBDPO) dan metanol. Kemudian dilakukan analisis rancangan, perancangan ulang prototipe static mixing reactor , dan pengujian prototipe static mixing reactor. Proses produksi biodiesel secara katalitik yang dilakukan pada penelitian ini dilakukan secara transesterifikasi menggunakan minyak goreng (RBDPO) dan metanol dengan perbandingan molar 1:6. Katalis yang digunakan katalis KOH 0.5%, dan suhu reaksi 65oC. Reaktor static mixer yang digunakan untuk proses pencampuran dan pengadukan terdiri dari dua reaktor static mixer. Sistem produksi yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan sistem continue, dengan kondisi yang dirancang untuk mengetahui pengaruh panjang static mixer terhadap nilai kadar metil ester yang dihasilkan yaitu kondisi transien dan steady state. Input perlakuan yang dikaji adalah melewatkan bahan pereaktan sebanyak satu kali ketika suhu tercapai (A0 = 2 static mixer), dilewatkan dua kali (A1 = 4 static mixer), dilewatkan tiga kali (A2 = 6 static mixer), dan dilewatkan empat kali menuju reaktor static mixer (A3 = 8 static mixer). Static mixer yang digunakan terdiri dari 6 segmen berbentuk heliks yang dihasilkan melalui puntir dengan sudut puntir 180o, dengan dimensi tiap segmen yaitu: panjang 4.55 cm, diameter 3.85 cm, dan tebal 0.35 cm. Selanjutnya, biodiesel yang dihasilkan pada tiap perlakuan dianalisis. Parameter yang dianalisis meliputi kadar metil ester, angka asam, angka penyabunan, gliserol total, dan yield biodiesel. Hasil penelitian pada kondisi transien dan steady state menunjukan bahwa penggunaan static mixer pada masing-masing perlakuan dapat meningkatkan nilai kadar metil ester. Kondisi transien nilai kadar metil ester tertinggi diperoleh pada perlakuan 4 kali pelewatan static mixing reactor (A3= 8 static mixer) menghasilkan kadar metil ester sebesar 97.92% w/w, angka asam 0.31 mg KOH/g, angka penyabunan 202 mg KOH/g, gliserol total 0.85%, dan yield 98.26% w/w,.
Keyword: biodiesel, katalik, static mixing reactor, static mixer, kadar metil ester, yield