LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. DATA PERCOBAAN L.1.1 Data Bahan Baku CPOlow grade Tabel L.1 Bahan baku CPOlow 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 CPOlow grade Asam Lemak
% Berat
Asam laurat Asam Miristat Asam Palmitat Asam Palmitoleinat Asam Stearat Asam Oleat Asam Linoleat Asam Arakidat Asam Gadoleinat
0,34 1,06 44,30 0,17 4,57 37,69 11,34 0,37 0,14
Tabel L.3 Komposisi CPOlow grade MG
DG
TG
Ester
(% berat)
(% berat)
(% berat)
(% berat)
-
1,43
89,80
3,39
L.1.2 Data Hasil Transesterifikasi
Katalis
CaO Li/CaO Li/CaO
Tabel L.4 Hasil pembentukan ME dengan analisa GC Komposisi % Li yang di-doping
TG
DG
MG
ME
G
0 1 4
67,50 0,00 0,55
12,46 0,00 2,20
1,19 0,24 2,19
13,13 90,88 88,31
0,55 0,88 1,29
42
Universitas Sumatera Utara
L.1.3 Data Chromatogram Analisis GC dari Hasil Transesterifikasi CPOlow grade dengan Katalis Li/CaO Dengan Doping Li 1 %
Gambar L.1 Chromatogram Analisis GC dari Hasil Transesterifikasi CPOlow grade dengan Katalis Li/CaO Dengan Doping Li 1 %
43
Universitas Sumatera Utara
L.1.4 Data Peak Area Peak#
Ret.Time
Area
Height
Area%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Total
1.332 3.154 4.992 6.510 7.721 9.230 9.505 9.702 10.147 10.341 12.400 13.724 18.468
3035 7231 2032 7714 22150 742845 1050 21944 1012 2154 1691 1960 3710 818528
2318 3633 865 3720 4384 14268 279 7852 385 1006 639 524 2241
0.3708 0.8835 0.2483 0.9424 2.7061 90.7537 0.1283 2.6810 0.1236 0.2631 0.2066 0.2394 0.4532
44
Name gli
ester ester
mono internal
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN 2. CONTOH PERHITUNGAN L.2.1 Perhitungan Mol CH3OH Jumlah CPOlow grade yang digunakan adalah 300 g.
n CPO low grade n CH 3 OH
1 12
300 g 1 850 g/mol n CH 3 OH 12 n CH 3 OH 4,23 mol
L.2.2 Perhitungan Massa CH3OH n
m Mr m 32 g mol 135,36 g
4,23 mol m CH3OH
L.2.3 Perhitungan Volume CH3OH
m v 0,79 g
ρ
135,36 g ml v v 171,34 ml
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 LiNO3) yang di-doping ke dalam CaO % Li = 1%, mCaO = 10 g Ar Li = 6,939 g/mol Mr LiNO3 = 68,934 g/mol mLi = 1% 10g 0,100 g
45
Universitas Sumatera Utara
mLiNO3 =
Mr
LiNO 3
m
ArLi
Li
68,934 g 0,100 g mol = 0,993 g 6,939 g mol
Perhitungan massa LiNO3 + 20 % spare adalah sebagai berikut: mLiNO3 = mLiNO3 + (0,2)(mLiNO3) = (1,2)(mLiNO3) = (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 LiNO3) yang di-doping ke dalam CaO VH2O = 60 ml NLiNO3 = n . M
m LiNO 3 1.000 = (1) MrLiNO 3 Vpelarut
1,192 g 1.000 = 60 ml 68,934 g mol = 0,288 N Perhitungan yang sama digunakan untuk variasi 4 % Li.
L.2.7 Perhitungan Potensi Ekonomi Produk Harga beberapa bahan: Harga CPOLow Grade
= Rp 2.500/ kg (berdasarkan informasi yang bersifat
informal) Harga CH3OH
= Rp 8.000/ liter = Rp 10.127/ kg [4]
Harga LiNO3
= Rp 22.000/ kg [3]
Harga CaO
= Rp 1.500/ kg [3]
Harga H2O
= Rp 2.500/ kg [3]
46
Universitas Sumatera Utara
Harga ME
= Rp 11.000/ kg [5]
Biaya bahan baku proses utama:
Biaya pembelian CPOlow grade
= (0,3 kg)(Rp 2.500/ kg) = Rp 750,-
Biaya pembelian CH3OH
= (0,135 kg)(Rp 10.127/ kg) = Rp 1.373,-
Biaya bahan baku pembuatan katalis Li/CaO:
Biaya pembelian LiNO3
= (0,0012 kg)(Rp 22.000/ kg) = Rp 26,-
Biaya pembelian CaO
= (0,01 kg)(Rp 1.500/ kg) = Rp 15,-
Biaya pembelian H2O
= (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 11.000/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 11.000/ kg) = (0,27 kg)(Rp 11.000/ kg) = Rp 2.999,- (katalis Li/CaO)
Harga jual ME
= (78,90 %)(0,3 kg)(Rp 11.000/ kg) = (0,23 kg)(Rp 11.000/ 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 1.300 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 17.366,-
47
Universitas Sumatera Utara
Alat
Tabel L.5 Perhitungan biaya listrik alat proses penelitian Kapasitas Daya Waktu Tarif per Biaya
Oven Furnace Stirrer Reaktor Centrifuge
maks. (kg)
(kW)
90,00 [8] 80,00 [6] 10,00 [11] 5,00 [9] 1,50 [2]
1,40 [8] 2,40 [6] 1,07 [11] 2,80 [9] 1,65 [2]
(jam)
kWH (Rp)
14,00 866,4,00 866,2,00 866,3,50 866,0,33 866,Total biaya listrik
(Rp) 17.366,8.506,1.896,8.683,487,36.937,-
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,- + 36.937,-) = – Rp 36.252,- (katalis Li/CaO)
Nilai keuntungan produksi
= Rp 2.604,- – Rp (2.288,- + 36.937,-) = – Rp 36.621,- (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 CPOlow grade = 90,00 kg (perkiraan bahan baku minimal)
n CPO low grade n CH 3 OH
1 12
90.000 g 1 850 g/mol n CH 3 OH 12 n CH 3 OH 1.270,59 mol 1,27 kmol n
m Mr m 32 g mol 40,66 kg
1,27 kmol m CH3OH
48
Universitas Sumatera Utara
Rasio perhitungan pada penelitian: LiNO3
= 1,192 g = 1,2 g
CaO
= 10 g
H2O
= 60 ml = 60 g = (6)(mCaO)
(LiNO3 + CaO) = 11,2 g LiNO3
= 1,2/11,2 = 0,11
CaO
= 10/11,2 = 0,89
Jumlah katalis = 7,5 g Total bahan katalis 11,2 g 1,49 (katalis Li/CaO) Jumlah katalis 7,5 g Total bahan katalis 10 g 1,33 (katalis CaO) Jumlah katalis 7,5 g
CPOlow grade = 90,00 kg Katalis Li/CaO Jumlah katalis =
2,5 90,00 kg 2,25 kg 100
Total bahan katalis = (1,49)(2,25 kg) = 3,36 kg LiNO3
= (0,11)(3,36 kg) = 0,36 kg
CaO
= (0,89)(3,36 kg) = 3,00 kg
H2O
= (6)(3,00 kg) = 18,00 kg
Katalis CaO Total bahan katalis = (1,33)(2,25 kg) = 3,00 kg CaO
= (1,00)(3,00 kg) = 3,00 kg
H2O
= (6)(3,00 kg) = 18,00 kg
Bahan CPOlow grade Metanol LiNO3 CaO H2O
Tabel L.6 Perhitungan biaya bahan baku pada simulasi Massa (kg) Biaya (Rp) Biaya Li/CaO
CaO
satuan (Rp)
90,00 90,00 2.500,40,66 40,66 10.127,0,36 22.000,3,00 3,00 1.500,18,00 18,00 2.500,Total biaya pembelian bahan
49
Li/CaO 225.000,411.752,7.917,4.500,45.001,694.170,-
CaO 225.000,411.752,4.500,45.001,686.252,-
Universitas Sumatera Utara
Alat Oven Furnace Stirrer Reaktor Centrifuge
Tabel L.7 Perhitungan biaya listrik alat proses pada simulasi Kapasitas Daya Waktu Tarif per K)* maks. (kg) (kW) (jam) kWH (Rp) 90,00 [8] 80,00 [6] 10,00 [11] 5,00 [9] 1,50 [2]
1,40 [8] 2,40 [6] 1,07 [11] 2,80 [9] 1,65 [2]
Biaya (Rp)
14,00 4,00 2,00 3,50 0,33
866,1,00 17.366,866,1,00 8.506,866,2,14 4.050,866,26,58 230.804,866,61,50 29.969,Total biaya listrik 290.694,)* 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 290.694,-, sedangkan biaya listrik proses yang menggunakan katalis CaO adalah Rp 290.626,Kapasitas maksimal alat (kg) K Total bahan produksi (kg) Kapasitas maksimal alat (kg) 1 K 1 Total bahan produksi (kg) Biaya listrik = (K)(Tarif per kWH)(Daya) Dimana bahan-bahan yang diproses pada masing-masing alat adalah sebagai berikut. Oven : LiNO3, CaO dan H2O Furnace : LiNO3 dan CaO Stirrer : LiNO3, CaO dan H2O Reaktor : CPOlow grade, CH3OH, LiNO3 dan CaO Centrifuge : ME, CPOlow grade sisa, LiNO3 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)
694.170,290.694,984.864,-
686.252,290.626,976.878,-
Harga jual produk ME (Rp)
899.732,-
781.110,-
– 85.132,-
– 195.768,-
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 12.050/ kg (di atas harga pasaran) untuk mengetahui hubungan antara nilai keuntungan dan bahan baku CPOlow grade.
50
Universitas Sumatera Utara
Tabel L.9 Perhitungan hubungan antara jumlah bahan baku dan nilai keuntungan Nilai keuntungan (Rp) CPOlow grade (kg) Li/CaO CaO 90 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.000
751,3.709,33.290,62.870,91.498,116.499,141.500,166.501,191.502,216.503,241.504,-
– 121.207,– 131.800,– 237.729,– 343.658,– 450.231,– 560.662,– 671.093,– 781.525,– 891.956,– 1.002.387,– 1.112.818,-
400
600
300.000 Nilai Keuntungan (Rp)
100.000 -100.000 0
200
800
1.000
-300.000 -500.000 -700.000 -900.000 -1.100.000 -1.300.000
Bahan Baku CPO low grade (kg) Katalis Li/CaO
Katalis CaO
Gambar L.2 Simulasi bahan baku CPOlow grade terhadap nilai keuntungan
51
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
