Analisis rasio energi daur ulang panas pada produksi biodiesel secara non-katalitik

Abstract

Energy consumption in non-catalytic biodiesel production is still high, and needs to be reduced to the optimum level. It can be accomplished by recirculating the heat being used in the process by using heat exchanger. The objective of this study is to analyze the energy ratio of the system as influenced by the heat recirculation through a heat exchanger. This experiment used a superheated methanol vapor method for non-catalytic biodiesel production. The study was started with the determination and calculation of physical and thermal properties of materials to be used (palm olein, methanol, and methyl ester), continued with the designing of the heat exchanger, the experiment itself, and the energy ratio analysis. The process was occured in semi-batch mode with 3 levels of methanol flow rate, i.e., 1.5, 3.0, and 4.5 mL/minute, at reaction temperature of 290 °C. The results show that heat recirculation by using heat exchanger can increase the energy ratio from 0.84 to 1.03, according to the definition that energy ratio is the ratio between energy content of the biodiesel to the total energi of the feedstock and the process energy. If the energy ratio is defined as the ratio between the increase in energy content of the biodiesel from its feedstock to the process energy, the energy ratio was found to be 7.85, 2.98, and 2.87 for the respective methanol flow rate of 1.5, 3.0, and 4.5 mL/min.

Konsumsi energy pada produksi biodiesel non-katalitik masih tinggi sehingga perlu dilakukan pengurangan sampai tingkat yang optimum. Hal ini dapat dilakukan dengan mensirkulasi panas yang digunakan dalam proses dengan menggunakan alat penukar panas. Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis rasio energy dalam system sebagai akibat dari resirkulasi panas melalui alat penukar panas. Penelitian ini menggunakan metode uap methanol super-panas (super-heated methanol vapor; SMV) untuk produksi biodiesel secara non-katalitik. Kajian diawali dengan penentuan dan perhitungan sifat termal dan fisik bahan yang digunakan (palm olein, methanol, dan methyl ester), dilanjutkan dengan perancangan penukar panas, pengambilan data, dan analisis rasio energy. Proses berlangsung secara semi-batch dengan tiga tingkat laju aliran methanol, 1,5, 3,0, dan 4,5 mL/menit, dan suhu reaksi 290 °C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa resirkulasi panas melalui alat penukar panas dapat meningkatkan rasio energy dari 0,84 menjadi 1,03, sesuai dengan definisi bahwa rasio energy adalah perbandingan antara kandungan energy biodiesel terhadap jumlah kandungan energy minyak umpan dan energi yang diperlukan untuk proses. Jika rasio energy didefinisikan sebagai perbandingan antara peningkatan kandungan energy dari minyak umpan menjadi biodiesel terhadap energy proses, maka diperoleh rasio energy 7,85, 2,98, dan 2,97 untuk masing- masing laju aliran methanol 1,5, 3,0, dan 4,5 mL/menit.