LAMPIRAN. ALB Kadar Air Bilangan Penyabunan Angka Asam. Tabel L.2 Komposisi asam lemak dari CPO low grade

Transkripsi

1 LAMPIRAN LAMPIRAN 1. DATA PERCOBAAN L.1.1 Data Bahan Baku CPO low grade Tabel L.1 Bahan baku CPO low grade Analisa Hasil ALB Kadar Air Bilangan Penyabunan Angka Asam 4,19 % 0,02 % 192,82 ml KOH/g 8,38 % Tabel L.2 Komposisi asam lemak dari CPO low grade Asam Lemak % Berat Asam laurat 0,34 Asam Miristat 1,06 Asam Palmitat 44,30 Asam Palmitoleinat 0,17 Asam Stearat 4,57 Asam Oleat 37,69 Asam Linoleat 11,34 Asam Arakidat 0,37 Asam Gadoleinat 0,14 Tabel L.3 Komposisi CPO low grade MG (% berat) DG (% berat) TG (% berat) Ester (% berat) - 1,43 89,80 3,39 L.1.2 Data Hasil Transesterifikasi Katalis Tabel L.4 Hasil pembentukan ME dengan analisa GC Komposisi % Li yang di-doping TG DG MG ME G CaO 0 67,50 12,46 1,19 13,13 0,55 Li/CaO 1 0,00 0,00 0,24 90,88 0,88 Li/CaO 4 0,55 2,20 2,19 88,31 1,29 42

2 L.1.3 Data Chromatogram Analisis GC dari Hasil Transesterifikasi CPO low grade dengan Katalis Li/CaO Dengan Doping Li 1 % Gambar L.1 Chromatogram Analisis GC dari Hasil Transesterifikasi CPO low grade dengan Katalis Li/CaO Dengan Doping Li 1 % 43

3 L.1.4 Data Peak Area Peak# Ret.Time Area Height Area% Name gli ester ester mono internal Total

4 LAMPIRAN 2. CONTOH PERHITUNGAN L.2.1 Perhitungan Mol CH 3 OH Jumlah CPO low grade yang digunakan adalah 300 g. n CPO n CH OH n CH OH 4,23 mol 3 low grade g 850 g/mol n CH OH 3 L.2.2 Perhitungan Massa CH 3 OH n m M r m 4,23 mol 32 g mol m 135,36 g CH3OH L.2.3 Perhitungan Volume CH 3 OH ρ m v 0,79 g ml v 171,34 ml 135,36 g v L.2.4 Perhitungan Jumlah Katalis yang Digunakan m katalis 2,5 300 g 7,5 g 100 L.2.5 Perhitungan Massa Li (dalam bentuk LiNO 3 ) yang di-doping ke dalam CaO % Li = 1%, m CaO = 10 g Ar Li = 6,939 g/mol Mr LiNO 3 = 68,934 g/mol m Li = 1% 10g 0,100 g 45

5 Mr LiNO m 3 Li m LiNO3 = Ar = Li g 68,934 0,100 g mol 6,939 g mol 0,993 g Perhitungan massa LiNO % spare adalah sebagai berikut: m LiNO3 = m LiNO3 + (0,2)(m LiNO3 ) = (1,2)(m LiNO3 ) = (1,2)(0,993 g) = 1,192 g Perhitungan yang sama digunakan untuk variasi 4 % Li. L.2.6 Perhitungan Konsentrasi Ion Li + (dalam bentuk LiNO 3 ) yang di-doping ke dalam CaO V H2O = 60 ml N LiNO3 = n. M = (1) = m LiNO 3 Mr V 68,934 LiNO 3 pelarut 1,192 g1.000 g 60 mol ml = 0,288 N Perhitungan yang sama digunakan untuk variasi 4 % Li. L.2.7 Perhitungan Potensi Ekonomi Produk Harga beberapa bahan: Harga CPO Low Grade = Rp 2.500/ kg (berdasarkan informasi yang bersifat informal) Harga CH 3 OH = Rp 8.000/ liter = Rp / kg [4] Harga LiNO 3 = Rp / kg [3] Harga CaO = Rp 1.500/ kg [3] Harga H 2 O = Rp 2.500/ kg [3] 46

6 Harga ME = Rp / kg [5] Biaya bahan baku proses utama: Biaya pembelian CPO low grade = (0,3 kg)(rp 2.500/ kg) = Rp 750,- Biaya pembelian CH 3 OH = (0,135 kg)(rp / kg) = Rp 1.373,- Biaya bahan baku pembuatan katalis Li/CaO: Biaya pembelian LiNO 3 = (0,0012 kg)(rp / kg) = Rp 26,- Biaya pembelian CaO = (0,01 kg)(rp 1.500/ kg) = Rp 15,- Biaya pembelian H 2 O = (0,06 kg)(rp 2.500/ kg) = Rp 150,- Maka, total harga pembelian bahan baku adalah Rp 2.314,- (katalis Li/CaO) dan Rp 2.288,- (katalis CaO) Harga biodiesel (ME) adalah Rp /kg. Perolehan ME terbaik pada penelitian = 90,88% (katalis Li/CaO 1%). Perolehan ME oleh Herawan (2008) = 78,90% (katalis CaO). Harga jual ME = (90,88 %)(0,3 kg)(rp / kg) = (0,27 kg)(rp / kg) = Rp 2.999,- (katalis Li/CaO) Harga jual ME = (78,90 %)(0,3 kg)(rp / kg) = (0,23 kg)(rp / kg) = Rp 2.604,- (katalis Li/CaO) Daya listrik digunakan untuk beberapa alat proses, yaitu: oven, furnace, stirrer, reaktor, dan centrifuge. Sedangkan tarif dasar listrik untuk industri dengan kapasitas VA adalah Rp 886,- per kwh [12]. Daya untuk oven 1,4 kw [8]. Waktu optimum pengeringan katalis 14 jam. Daya yang digunakan = (1,4 kw)(14 h) = 19,6 kwh Biaya listrik = (19,6 kwh)(rp 886,-) = Rp ,- 47

7 Alat Tabel L.5 Perhitungan biaya listrik alat proses penelitian Kapasitas Daya Waktu Tarif per maks. (kg) (kw) (jam) kwh (Rp) Biaya (Rp) Oven 90,00 [8] 1,40 [8] 14,00 866, ,- Furnace 80,00 [6] 2,40 [6] 4,00 866, ,- Stirrer 10,00 [11] 1,07 [11] 2,00 866, ,- Reaktor 5,00 [9] 2,80 [9] 3,50 866, ,- Centrifuge 1,50 [2] 1,65 [2] 0,33 866,- 487,- Total biaya listrik ,- Perhitungan nilai keuntungan produksi ME adalah sebagai berikut. Nilai keuntungan produksi = Harga jual (Biaya bahan + Biaya Listrik) Nilai keuntungan produksi = Rp 2.999,- Rp (2.314, ,-) = Rp ,- (katalis Li/CaO) Nilai keuntungan produksi = Rp 2.604,- Rp (2.288, ,-) = Rp ,- (katalis CaO) Selain itu, biaya lain-lain (misalkan biaya pengemasan) diasumsikan tidak diperhitungkan dalam kajian sederhana ini. Dari analisa biaya produksi ME dapat dilihat bahwa proses transesterifikasi belum mampu memberikan nilai tambah maka dilakukan simulasi sederhana terhadap analisa biaya untuk mengetahui kapasitas produksi minimal. Perhitungannya adalah sebagai berikut. Bahan baku CPO low grade = 90,00 kg (perkiraan bahan baku minimal) n CPO n CH OH n CH OH 1.270,59 mol 1,27 kmol 3 low grade g 850 g/mol n CH OH n m M r 3 m 1,27 kmol 32 g mol m 40,66 kg CH3OH 48

8 Rasio perhitungan pada penelitian: LiNO 3 CaO = 1,192 g = 1,2 g = 10 g H 2 O = 60 ml = 60 g = (6)(m CaO ) (LiNO 3 + CaO) = 11,2 g LiNO 3 = 1,2/11,2 = 0,11 CaO = 10/11,2 = 0,89 Jumlah katalis = 7,5 g Totalbahan katalis Jumlah katalis Totalbahan katalis Jumlah katalis 11,2 g 1,49 (katalis Li/CaO) 7,5 g CPO low grade = 90,00 kg Katalis Li/CaO Jumlah katalis = 2, g 7,5 g 1,33(katalis CaO) 90,00 kg 2,25 kg Total bahan katalis = (1,49)(2,25 kg) = 3,36 kg LiNO 3 CaO H 2 O Katalis CaO = (0,11)(3,36 kg) = 0,36 kg = (0,89)(3,36 kg) = 3,00 kg = (6)(3,00 kg) = 18,00 kg Total bahan katalis = (1,33)(2,25 kg) = 3,00 kg CaO H 2 O Bahan = (1,00)(3,00 kg) = 3,00 kg = (6)(3,00 kg) = 18,00 kg Tabel L.6 Perhitungan biaya bahan baku pada simulasi Massa (kg) Biaya Biaya (Rp) Li/CaO CaO satuan (Rp) Li/CaO CaO CPO low grade 90,00 90, , , ,- Metanol 40,66 40, , , ,- LiNO 3 0, , ,- - CaO 3,00 3, , , ,- H 2 O 18,00 18, , , ,- Total biaya pembelian bahan , ,- 49

9 Alat Tabel L.7 Perhitungan biaya listrik alat proses pada simulasi Kapasitas Daya Waktu Tarif per K)* maks. (kg) (kw) (jam) kwh (Rp) Biaya (Rp) Oven 90,00 [8] 1,40 [8] 14,00 866,- 1, ,- Furnace 80,00 [6] 2,40 [6] 4,00 866,- 1, ,- Stirrer 10,00 [11] 1,07 [11] 2,00 866,- 2, ,- Reaktor 5,00 [9] 2,80 [9] 3,50 866,- 26, ,- Centrifuge 1,50 [2] 1,65 [2] 0,33 866,- 61, ,- Total biaya listrik ,- )* K adalah faktor kali perhitungan biaya listrik alat sebagai asumsi bahwa daya listrik yang dibutuhkan akan bertambah dengan meningkatnya kapasitas produksi. Pada perhitungan di atas, biaya listrik proses yang menggunakan katalis Li/CaO adalah Rp ,-, sedangkan biaya listrik proses yang menggunakan katalis CaO adalah Rp ,- Kapasitas maksimal alat (kg) K Total bahan produksi(kg) berikut. Kapasitas maksimal alat (kg) Total bahan produksi(kg) 1 K 1 Biaya listrik = (K)(Tarif per kwh)(daya) Dimana bahan-bahan yang diproses pada masing-masing alat adalah sebagai Oven : LiNO 3, CaO dan H 2 O Furnace : LiNO 3 dan CaO Stirrer : LiNO 3, CaO dan H 2 O Reaktor : CPO low grade, CH 3 OH, LiNO 3 dan CaO Centrifuge : ME, CPO low grade sisa, LiNO 3 dan CaO Tabel L.8 Perhitungan kajian ekonomi pada simulasi Penggunaan katalis Kajian ekonomi Li/CaO CaO Biaya pembelian bahan baku (Rp) , ,- Biaya listrik (Rp) , ,- Total biaya (Rp) , ,- Harga jual produk ME (Rp) , ,- Nilai keuntungan (Rp) , ,- Dari hasil simulasi sederhana lanjutan, kedua proses belum mampu memberikan nilai keuntungan. Kemudian, dilakukan simulasi sederhana lanjutan dengan menaikkan harga jual metil ester menjadi Rp / kg (di atas harga pasaran) untuk mengetahui hubungan antara nilai keuntungan dan bahan baku CPO low grade. 50

10 Tabel L.9 Perhitungan hubungan antara jumlah bahan baku dan nilai keuntungan Nilai keuntungan (Rp) CPO low grade (kg) Li/CaO CaO , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Nilai Keuntungan (Rp) Bahan Baku CPO low grade (kg) Katalis Li/CaO Katalis CaO Gambar L.2 Simulasi bahan baku CPO low grade terhadap nilai keuntungan 51

11 LAMPIRAN 3. FOTO PERCOBAAN L.3.1 Impregnasi Basah (a) (b) Gambar L.3 Impregnasi basah untuk berbagai variasi pen-doping-an Li: (a) 1% dan (b) 4% L.3.2 Pra-Kalsinasi (a) (b) Gambar L.4 Katalis pra-kalsinasi untuk berbagai variasi pen-doping-an Li: (a) 1% dan (d) 4% 52

12 L.3.3 Pasca Kalsinasi (a) (b) Gambar L.5 Katalis pasca kalsinasi untuk berbagai variasi pen-doping-an Li: (a) 1% dan (d) 4% L.3.4 Penghalusan & Pengayakan (a) (b) Gambar L.6 Penghalusan dan pengayakan: (a) penghalusan; dan (b) pengayakan 60 mesh 53

13 L.3.5 Reaktor (a) (b) (c) (d) Gambar L.7 Reaktor transesterifikasi bertekanan: (a) reaktor; (b) stirrer; (c) rangkaian reaktor + strrier; dan (d) rangkaian lengkap reaktor 54

14 L.3.6 Sentrifugasi ME + Katalis Li/CaO 1% (a) (b) Gambar L.8 Sentrifugasi ME + katalis Li/CaO 1%: (a) sebelum; dan (b) sesudah L.3.7 Sentrifugasi ME + Katalis Li/CaO 4% (a) (b) Gambar L.9 Sentrifugasi katalis ME + katalis Li/CaO 4%: (a) sebelum; dan (b) sesudah 55