Penggunaan Impeler Five-Blade dan Pitched-Blade Turbin Dalam Upaya Peningkatan Rendemen dan Kualitas Biodiesel yang Diproduksi Dari Residu Minyak Dalam Spent Bleaching Earth (SBE) Secara In Situ

Abstract

Seiring berkembangnya industri minyak nabati, kebutuhan akan bleaching earth khususnya bentonit setiap tahun meningkat. Disisi lain bentonit merupakan bahan adsorben yang tidak dapat diperbaharui dan penggunaannya akan menghasilkan limbah yang banyak dan berpotensi sebagai bahan pencemar lingkungan. Tingginya kandungan minyak nabati pada spent bleaching earth (SBE) sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel. Metode yang dikembangkan dalam penelitian ini adalah proses pembuatan biodiesel langsung dari bahan yang mengandung minyak dan lemak berupa SBE yang disebut proses esterifikasi dan transesterifikasi in situ. Esterifikasi dan transesterifikasi in situ merupakan proses konversi minyak dalam SBE dilangsungkan secara simultan tanpa melakukan ekstraksi minyak di awal proses. Teknik ini lebih efisien dan lebih mempersingkat waktu proses dibandingkan dengan teknik konvensional karena proses konversi bahan baku dilakukan secara simultan sampai menjadi biodiesel. Selama proses reaksi esterifikasi dan transesterifikasi in situ berlangsung dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti bahan baku, jenis pelarut, rasio pelarut, jenis dan konsentrasi katalis, waktu reaksi, suhu reaksi, kecepatan pengadukan dan yang tidak kalah penting adalah desain dari model impeler yang digunakan. Model impeler yang digunakan mempunyai peranan penting selama proses konversi berlangsung. Model impeler harus disesuaikan dengan sifat dan karakteristik bahan yang akan diaduk. Perhitungan dalam melakukan desain model impeler yang tepat dapat menghasilkan interaksi antara rasio pelarut dengan bahan dan dihasilkan pencampuran yang baik sehingga proses konversi dapat berjalan dengan efektif dan efisien. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan model impeler turbin (five-blade turbin dan pitched-blade turbin) dan variasi rasio metanol/heksan/bahan (6:0:1; 5:1:1, 4:2:1) terbaik untuk menghasilkan rendemen dan mutu biodiesel yang diproduksi secara in situ pada reaktor 10 liter. Tahapan proses esterifikasi in situ dilakukan selama 3 jam dilanjutkan dengan transesterifikasi in situ 1 jam. Proses produksi biodiesel dilakukan dengan menggunakan variasi metanol/heksan/bahan yaitu 6:0:1 (B1), 5:1:1 (B2), dan 4:2:1 (B3) (v/v/b) yang akan diaduk menggunakan model impeler five- blade turbin (Al) dan pitched-blade turbin (A2). Proses produksi berlangsung pada suhu 65°C dengan kecepatan pengadukan 650 rpm. Proses ini menggunakan katalis jenis asam sulfat dan katalis basa natrium hidroksida pada konsentrasi 1,5% terhadap bahan. Selama proses esterifikasi in situ berlangsung dilakukan pengambilan sampel untuk pengujian kadar asam lemak bebas minyak yang terkandung dalam SBE terhadap satuan penelitian. Penurunan kadar asam lemak bebas bahan selama esterifikasi 90 menit sebesar 0,55% hingga pada esterifikasi 180 menit kadar asam lemak bebas bahan menurun menjadi 0,2%. Berdasarkan hasil penelitian, kondisi proses esterifikasi-transesterifikasi in situ yang terbaik diperoleh karena terjadi kontak antara SBE dengan pelarut dengan sangat baik sehingga konversi yang terjadi maksimal. Kondisi proses tersebut dihasilkan dengan menggunakan model impeler pitched- blade turbin dengan variasi rasio metanol/heksan/bahan 6:0:1. Kondisi ini menghasilkan rendemen dan karakteristik biodiesel terbaik. Rendemen yang diperoleh sebesar 90,17%. Karakteristik biodiesel yang dihasilkan antara lain densitas 0,85 mg/ml, viskositas 6 cSt, bilangan asam 0,77 mg KOH/gram, bilangan penyabunan 287,59 mg KOH/gram, kadar gliserol total 0,21%, kadar ester alkil 99,76%, dan kadar air dan sedimen (negatif). Karakteristik yang diperoleh sesuai dengan Standar Biodiesel Indonesia dimana nilai densitas 0,850-0,890 mg/ml, viskositas 2,3-6,0 cSt, bilangan asam max. 0,8 mg KOH/gram, kadar ester alkil min. 96,5%, kadar gliserol total max. 0,24%, dan kadar air dan sedimen max. 0,05%....