1
Deskripsi
REAKTOR TRANS-ESTERIFIKASI BERPENGADUK DENGAN SISTEM BATCH SEMI KONTINUE 5
Bidang Teknik Invensi
Invensi ini berhubungan dengan reaktor untuk mengkonversi 10
minyak
nabati
menjadi
bahan
bakar
yakni
biodiesel
berkualitas
manggunakan system batch semi continue dan berpengaduk. Metode ini digunakan agar larutan cepat uniform.
Latar Belakang Invensi 15
Perkembangan ekonomi dan industri mengakibatkan 2 miliar orang di dunia menggunakan energi listrik. Sama halnya di Indonesia, dengan banyaknya jumlah penduduk yang ada di Indonesia juga berpengaruh terhadap banyaknya pasokan listrik yang dibutuhkan. Sebagian besar 20
pembangkit
tenaga
listrik
yang
diterapkan
di
Indonesia
adalah
menggunakan bahan bakar fosil seperti biodiesel. Sehingga jumlah penggunaan bahan bakar biodiesel sangat besar. Ketergantungan
akan
bahan
bakar
ini
juga
dikuatkan
pernyataan Makmuri selaku kepala bagian penanganan 25
oleh
limbah BPPT
“Semakin besarnya konsumsi masyarakat Indonesia terhadap produk dari minyak bumi dan batu bara. Hal ini diperkirakan akan terus meningkat pada tahun berikutnya, sehingga mengakibatkan persediaan bahan bakar fosil di Indonesia semakin menipis”. Oleh karena itu ketergantungan bahan bakar biodiesel harus diminimalisir. Salah satunya yaitu dengan
30
cara memanfaatkan potensi alam (hewan atau tanaman) sebagai bahan baku penghasil biodiesel yang dapat diperbarui. Misalnya minyak sawit, minyak jelantah, minyak jarak, dan m inyak kedelai (Rahayu, 2005; Zuhdi dkk,2003). Tetapi diperkirakan bahan baku tersebut belum mencukupi stok kebutuhan biodiesel pada masa yang akan datang, karena masih
35
dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia sebagai bahan baku kebutuhan pangan.
2
Kriteria
yang
dibutuhkan
sebagai
alternatif
bahan
baku
biodiesel adalah mudah tumbuh, mudah dikembangkan secara luas, dan mengandung minyak nabati yang cukup besar. Potensi tumbuhan lain yang masih belum terjamah adalah tanaman algae. Algae mengandung vegetable 5
oil (minyak nabati) yang sangat tinggi, bahkan beberapa diantaranya, mempunyai kandungan minyak lebih dari 50 % (Briggs, 2004).Dengan demikian kami termotivasi untuk memunculkan ide pembuatan biodiesel dari algae yang dikembangbiakan pada kolam berisi air laut yang berdekatan dengan pabrik pembangkit listrik yang hasilnya akan
10
dijadikan sebagai alternatif supply bahan bakar.
Ringkasan Invensi
Invensi ini diusulkan pada prinsipnya adalah sebuah reaktor 15
konversi biodiesel dengan sistem batch semi kontinu dan berpengaduk yang memudahkan dalam pembuatan biodiesel dengan cara yang mudah, cepat, dan praktis. Dengan adanyasistem batch semi kontinu pada reaktor pengkonversi minyak mentah menjadi biodisel, bahan utama yaitu minyak mentah dapat
20
berpindah dari tangki pertama ke tangki kedua sebagai tangki reaktor dengan mengatur kecepatan alir dengan menggunakan valve yang ada, begitu juga penambahan katalis pada tangki ketiga dapat dilakukan dengan cara yang sama. Menggunakan sistempenggaduk pada tangki reaktor dan tangki
25
pencucian, adanya pengaduk pada tangki reaktor akan mempercepat proses reaksi, sedangkan fungsi pengaduk pada tangki pencucian berfungsi untuk mempercepat proses pemisahan zat zat inert yang terkandung pada larutan atau mempercepat proses pencucian. Kecepatan pengadukan dan arah putaran pengadukan dapat diatur dengan tombol
30
yang ada. Reaktor untuk mengkonversi minyak menjadi biodisel ini dibagi menjadi empat bagian dan tiap bagian tersebut dihubungkan oleh pipa yang
kecepatan
alirnya
dapat
diatur
dengan
menggunakan
valve,sedangkan untuk sistem pengadukan dapat juga dapat diatur 35
kecepatannya dan arah putarannya dapat berbalik arah.
3
Uraian Singkat Gambar
Untuk 5
memudahkan
pemahaman
mengenai
inti
invensi
ini,
selanjutnya akan diuraikan perwujudan invensi melalui gambar-gambar terlampir. Gambar 1, adalah tampak depan dari rangkaian tanki dan reaktor konversi biodiesel sesuai dengan invensi ini. Gambar 2, adalah tampak samping miring dari rangkaian tanki dan
10
reaktor konversi biodiesel sesuai dengan invensi ini.
Uraian Lengkap Invensi
Sebagaimana telah dikemukan pada latar belakang invensi bahwa 15
peningkatan produksi listrik oleh pembangkit meningkat seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat maupun industri dalam penggunaan listrik. Dengan demikian mengakibatkan ketergantungan bahan bakar untuk proses produksinya. Hal ini berakibat peningkatan emisi gas buang. Oleh karena itu, pembangkit di Indonesia meranahkan program
20
penurunan emisi gas buang dengan memanfaatkan lahan kosong seluas 20 hektar untuk membudidayakan algae. Dengan pertumbuhan algae ini selanjutnya
dikonversi
menjadi
biodiesel
menggunakan
reaktor
trans-esterifikasi. Invensi ini sebagai sarana dasar solutif pada permasalahan tersebut. Mengacu pada Gambar 1, yang memperlihatkan suatu rangkaian alat
25
yang terdiri dari tanki-tanki, pipa-pipa, valve-valve globe, kaki empat sebagai penyangga, dan control panel yang berfungsi sebagai pengontrol kinerja mixer pada tanki katalis tank, reactor tank, dan wash tank. Terdapat reaktor trans-esterifikasi dengan kapasitas 5 30
liter menggunakan prisip kerja reaktor Column Steerer Tank Reactor (CSTR)(tanki no.3). Reaktor invensi ini, terdapat pengaduk berjenis six
blade
turbine
yang
bertujuan
mempermudah
dan
homogenitas pada fluida yang direaksikan. Pengaduk
memepercepat invensi ini
berbahan plastic yang bertujuan untuk mencegah terjadinya korosi. 35
Rector Trans-esterifikasi invensi ini (tanki no.3) dilengkapi
4
heating jacket dengan aliran searah ( co-current )yang bekerja dalam 0
kondisi suhu 60-65 C. Energi panas pada rector invensi memanfaatkan panas buang dari economizer pembangkit. Untuk uji coba dalam skala pilot, digunakan saturated steam yang dialirkan pada lubang input 5
heating jacket. Dalam prinsip kerjanya, terjadi perpindahan panas secara konduksi dari fluida pemanas yaitu saturated steam ke tanki bagian dalam. Tanki bagian dalam yang menerima panas tersebut, mengalami perpindahan panas secara konveksi ke fluida campuran yang direaksikan di dalam tanki
10
reaktor trans-esterifikasi.
Tanki pencucian no.4 pada gambar berfungsi sebagai pencucian
biodiesel
yang
merupakan
output
tanki
proses rector
trans-esterifikasi. Di dalam wash tank ditambahkan air, sehingga kandungan methanol di dalam biodiesel akan terlarut dengan air. Dengan demikian, kandungan air pada biodiesel mengalami penurunan. Kandungan 15
air dalam biodiesel harus terjaga, karena iar dapat menagkibatkan biodiesel bersifat korosif. Pemasangan selang kapiler pada tanki pencucian
(wash tank
no.4)berfungsi sebagai level indicator untuk mengetahui keadaan dua fase antara biodiesel dan air sehingga mempermudah dalam pengontrolan 20
proses pemisahan biodiesel dan air berdasarkan beda densitas dari dua fluida tersebut. Pembuatan alat konversi biodiesel ini tidak menggunakan pompa. Perpindahan fluida dari tanki satu ke tanki yang lain memanfaatkan gaya gravitasi bumi dengan memanfaatkan perbedaan ketinggian pada
25
tanki base oil dan tanki katalis tank. Pengaduk (agitator no.5-7) pada tanki-tanki reangkaian konversi biodiesel ini memiliki fungsi kerja dua arah yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Hal ini, bertujuan untuk mengkondisikan proses pencampuran menjadi turbulansi. Sehingga proses homogenitas
30
pada campuran menjadi semakin cepat.
5
Klaim
1. Reaktor trans-esterifikasi untuk kenversi biodiesel dengan sistem 5
batch
semi kontinu pada invensi ini terdiri dari 3 komponen utama,
yaitu :
10
-
Tanki reaktor
-
Agitator
-
Tanki pencucian
2. Suatu tanki rekator sesuai dengan klaim 1, pada tanki reaktor terdapat heating jaket sebagai alat pemanas yang dimana dalam proses pemanasannya menggunakan
panas
buang
dari
economizer
yang
disalurkan
melalui
cerobong ruang bakar.
3. Suatu tanki reaktor sesuai dengan klaim 1, dipasangkan heating jacket 15
dengan pemanas saturated steam dengan arah aliran searah (co-current).
4. Sebuah agitator yang sesuai dengan klaim 1, merupakan alat pengaduk bersirip 6 bilah yang dapat bergerak dua arah yaitu searahn jarum jam dan berlawanan arah melalui panel kontrol. 5. Sebuah agitator yang sesuai dengan klaim 1, dipasang pada tanki 20
reaktor, tanki katalis, dan tanki pencucian. 6. Tanki pencucian yang sesuai dengan klaim 1, dilengkapi selang kapiler putih yang berguna sebagai level indikator pengontrolan proses pemisahan dua fase antara air dengan minyak biodiesel. 7. Tanki reaktor dan tanki pencucian sesuai dengan klaim 1, berbahan
25
besi
yang
dilapisi
terjadinya korosi.
30
oleh
pelapis
galvanis
untuk
menghambat
6
Abstrak
REAKTOR TRANS-ESTERIFIKASI BERPENGADUK DENGAN SISTEM BATCH SEMI KONTINUE 5
Sebuah reaktor konversi minyak mentah menjadi biodiesel dengan sistem batch semi kontinue dan berpengaduk. Kecepatan alir dan kecepatan pengadukan yang dapat diatur serta sistem pengaduk yang dapat berbalik arah akan mempercepat larutan dalam tangki reaktor 10
tercampur secara uniform. Sangat mudah digunakan tidak memerlukan waktu yang lama dalam prosesnya.
7
2 1
5
10
5
15
7 20 3
Gambar 1. 6
25
Gambar 1. 30
4
8
1
2
5
6 4
3 7
Gambar 2.
