Bahan ajar SATOP

1. BIODIESEL
MARYAM, STP, MP
AGRO-INDUSTRIAL ENGINEERING DEPARTMENT

2. Bahan Bakar Nabati
 Bahan Bakar Nabati adalah bahan bakar yang berasal dari
bahan-bahan nabati dan/atau dihasilkan dari bahan-bahan
organik lain
 Bahan Bakar Nabati terdiri dari Biodiesel, Bioetanol dan Minyak
Nabati Murni.

3. Biodiesel
 Biodiesel adalah bahan bakar nabati untuk aplikasi mesin/motor diesel berupa ester metil
asam lemak (fatty acid methyl ester/FAME) yang terbuat dari minyak nabati atau lemak
hewani melalui proses esterifikasi/transesterifikasi.
 Baku biodiesel berasal dari Minyak Sawit (CPO). Selain dari CPO, tanaman lain yang
berpotensi untuk bahan baku biodiesel antara lain tanaman jarak, jarak pagar, kemiri, dan
lain-lain.
 Proses pembuatan biodiesel umumnya menggunakan reaksi metanolisis (transesterifikasi
dengan metanol) yaitu reaksi antara minyak nabati dengan metanol dibantu katalis basa
(NaOH, KOH, atau sodium methylate) untuk menghasilkan campuran ester metil asam
lemak dengan produk samping gliserol.

4. Skema proses produksi biodiesel

5. Kegunaan Biodiesel
 Biodiesel digunakan sebagai energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak
untuk jenis diesel/solar.
 Biodiesel dapat diaplikasikan baik dalam bentuk 100% (B100) atau campuran
dengan minyak solar pada tingkat konsentrasi tertentu seperti B20

6. Perkembangan implementasi Program
Mandatori Biodiesel
 Program mandatori biodiesel sudah mulai diimplementasikan pada tahun
2008 dengan kadar campuran biodiesel sebesar 2,5%.
 Secara bertahap kadar biodiesel meningkat hingga 7,5% pada tahun 2010.
 Pada periode 2011 hingga 2015 persentase biodiesel ditingkatkan dari 10%
menjadi 15%.
 Selanjutnya pada tanggal 1 Januari 2016, ditingkatkan kadar biodiesel hingga
20% (B20).

8. Tujuan implementasi Program
Mandatori BBN
 Memenuhi komitmen Pemerintah untuk mengurangi emisi GRK (Gas Rumah Kaca) sebesar
29% dari BAU (Bussiness as Usual) pada 2030;
 Meningkatkan ketahanan dan kemandirian energi;
 Stabilisasi harga CPO;
 Meningkatkan nilai tambah melalui hilirisasi industri kelapa sawit;
 Memenuhi target 23% kontribusi EBT (Energi Baru Terbarukan) dalam total energi mix pada
2025;
 Mengurangi konsumsi dan impor BBM;
 Mengurangi emisi GRK; dan
 Memperbaiki defisit neraca perdagangan.

9. Program B20
 Program B20 adalah program pemerintah untuk mewajibkan
pencampuran 20% Biodiesel dengan 80% bahan bakar minyak
jenis Solar

10. Pentahapan pencampuran biodiesel
untuk berbagai sektor

11. Penerapan program B20
 Wajib bagi sektor : usaha mikro, usaha perikanan, usaha pertanian, transportasi dan
pelayanan umum/ PSO (Public Service Obligation); transportasi non PSO; dan industri
dan komersial
 Program Biodiesel 20% (B20) berjalan dengan baik
 Saat ini terdapat 25 badan usaha BBN yang aktif berproduksi dengan total kapasitas
terpasang sebesar 12,06 juta KL/tahun.
 Pemanfaatan biodiesel tahun 2018 sebesar 3,75 juta KL dalam negeri telah berhasil
menurunkan impor solar sebesar 466.902 KL dan menghemat devisa sebesar US$1,89
Miliar USD atau Rp 26,27 Triliun.
 Pemanfaatan biodiesel tahun 2018 juga telah berhasil menurunkan emisi GRK dan
meningkatkan kualitas lingkungan sebesar 5,61 juta ton CO2

12. Isu-isu tentang biodiesel
 Apakah biodiesel dapat langsung digunakan pada mesin diesel biasa?
 Apakah benar biodiesel menyebabkan kerak pada tangki bahan bakar?
 Apakah benar penggunaan B20 menyebabkan kerusakan pada injektor?
 Bagaimana menghindari sludge yang mudah timbul pada biodiesel yang
didiamkan lama?

13. Dampak penggunaan biodiesel terhadap
lingkungan
 Penggunaan biodiesel dapat meningkatkan kualitas lingkungan karena
bersifat degradable (mudah terurai) dan emisi yang dikeluarkan lebih rendah
dari emisi hasil pembakaran bahan bakar fosil.
1. Kendaraan berbahan bakar B20 menghasilkan emisi CO yang lebih rendah
dibandingkan kendaraan B0. Hal ini dipengaruhi oleh lebih tingginya
angka cetane dan kandungan oksigen dalam B20 sehingga mendorong
terjadinya pembakaran yang lebih sempurna.
2. Kendaraan berbahan bakar B20 menghasilkan emisi Total Hydrocarbon
(THC) yang lebih rendah dibandingkan kendaraan B0. Hal ini disebabkan
pembakaran yang lebih baik pada kendaraan B20, sehingga dapat
menekan emisi THC yang dihasilkan

14. Negara yang sudah mengaplikasikan
program B20

15. Program B30
 Program B30 adalah program pemerintah untuk mewajibkan pencampuran 30%
Biodiesel dengan 70% bahan bakar minyak jenis Solar
 Peningkatan pencampuran biodiesel dengan bakan bakar minyak jenis solar
dilaksanakan karena melihat keberhasilan implementasi Program B20 dan selaras
dengan target pencampuran biodiesel.
 Penerapan B30 juga diharapkan dapat semakin mengurangi laju impor BBM
sehingga meningkatkan devisa negara

16. Persiapan yang dilaksanakan
pemerintah
 melakukan Revisi SNI Biodiesel;
 melakukan uji jalan/fungsi B30;
 memastikan kesiapan produsen biodiesel;
 memastikan metode sistem handling dan penyimpanan yang tepat;
 memastikan kesiapan infrastruktur; dan
 melakukan sosialisasi untuk memastikan penerimaan semua pihak terkait,
termasuk masyarakat.

17. Manfaat pelaksanaan Program Mandatori
B20 dan B30 bagi aspek ekonomi dan sosial

18. B100 = BIODIESEL = FAME
 B100 adalah istilah untuk Biodiesel yang merupakan bahan bakar nabati untuk aplikasi mesin/motor
diesel berupa ester metil asam lemak (fatty acid methyl ester/FAME) yang terbuat dari minyak nabati
atau lemak hewani melalui proses esterifikasi/transesterifikasi.
 Proses pembuatan Biodiesel umumnya menggunakan reaksi metanolisis (transesterifikasi dengan
metanol) yaitu reaksi antara minyak nabati dengan metanol dibantu katalis basa (NaOH, KOH, atau
sodium methylate) untuk menghasilkan campuran ester metil asam lemak dengan produk ikutan gliserol.
 Selain Biodiesel, Pemerintah juga telah mengatur BBN jenis lainnya yakni Bioetanol yang dikenal dengan
istilah E100 dan Minyak Nabati Murni atau dengan istilah O100 .
 Untuk pemakaiannya, Biodiesel dan Bioetanol akan dicampurkan dengan bahan bakar fosil pada
persentase tertentu. Dalam hal ini, untuk Biodiesel dicampurkan dengan Solar, sedangkan Bioetanol
dicampurkan dengan Bensin.

19. PRODUKSI BIODIESEL
 Hampir semua biodiesel diproduksi dalam proses kimia menggunakan proses transesterifikasi
dengan katalis basa sebagai proses yang paling ekonomis dan hanya membutuhkan suhu dan
tekanan rendah untuk menghasilkan konversi atau yield 98%.
 Proses transesterifikasi adalah proses pemindahan alkohol dari ester, namun yang digunakan
sebagai katalis (suatu zat yang digunakan untuk mempercepat laju reaksi) adalah alkohol atau
methanol.
 Selama proses esterifikasi, trigliserida direaksikan dengan alkohol dengan adanya katalis,
biasanya alkali kuat seperti natrium hidroksida. Alkohol bereaksi dengan asam lemak
membentuk ester mono-alkil, atau biodiesel, dan gliserol mentah.
 Dalam kebanyakan produksi, digunakan metanol atau etanol dengan menggunakan katalis baik
kalium atau natrium hidroksida. Kalium hidroksida telah ditemukan lebih cocok untuk produksi
biodiesel etil ester, meskipun dapat juga digunakan untuk produksi metil ester.

20. Reaksi Transesterifikasi

21.  Produk akhir dari reaksi adalah biodiesel dan gliserol.
 Keberhasilan reaksi transesterifikasi ditandai dengan pemisahan metil
ester (biodiesel) dan lapisan gliserol setelah waktu reaksi selesai.
 Biodiesel merupakan alternatif untuk bahan bakar
 Gliserol, produk samping lain yang penting, memiliki berbagai aplikasi
dalam minyak dan industri kimia seperti industri kosmetik, farmasi, dan
makanan

22. Pretreatment Bahan baku
 Minyak dengan kandungan FFA tinggi diperlukan pretreatment. FFA
tinggi  memicu pembentukan sabun, sabun menyulitkan proses
separasi.
 Keberadaan FFA dg nilai asam < 1.5 dapat diabaikan

23.  Solusi :
◦ Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H2O
◦ Esterifikasi:
 Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air akan menimbulkan sabun dan
meningkatkan FFA  harus dievaporasi dulu

24. Proses secara konvensional
• 20 % methanol dicampur dengan katalis (KOH 3.5
gr / liter minyak) menghasilkan metoksida (zat
berbahaya  jangan kena kulit atau terhirup)
• Minyak yang telah di pretreatment dicampur
dengan metoksida pada suhu 580C – 65 oC selama
60 menit dalam kondisi kedap udara (sehingga
methanol tidak menguap)

25. Reaktor biodiesel

26.  Hasil transesterifikasi diendapkan selama 8jam
untuk memisahkan ester dan gliserin
 Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna
mengakibatkan masih adanya zat antara yaitu
digliserida dan monogliserida (Zat ini
menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan
emulsifikasi selama pencucian)
 Ester yang dihasilkan masih mengandung
kontaminan (sisa katalis, sabun, dll) sehingga
harus dicuci

27. Metode Pencucian
Prinsip Dasar:
 Mengkontakkan biodiesel dengan air
sebaik mungkin secara hati-hati
Metode :
1. Pencucian Gelembung
2. Pencucian Kabut
3. Pencucian Pengaduk

28. Pencucian Gelembung
• Lama pencucian : 8 jam
• Lama pengendapan 1 jam
• Pengulangan min 3 kali
• Pencucian selesai jika pH air 7
 Udara ke atas membawa air  mengambil sabun dan
kontaminan lain
 Ketika gelembung sampai atas  pecah  air turun
dan membawa lebih banyak kontaminan

29. Pencucian kabut
• Pengadukan lebih sedikit di banding
gelembung  emulsifikasi dapat dicegah
• Memerlukan peralatan yang lebih rumit
• Pencucian ini dapat digabung dengan
pencucian gelembung pada akhir proses

30. Pencucian Pengaduk
Prosedur:
• Pengadukan selama 5 menit
• Pengendapan selama 1 jam
• Pemisahan air dari biodiesel
• Pengulangan pencucian

31. Pengeringan
 Tujuan: menurunkan kadar air sampai 0.05 %
Metode :
 Pengering biasa
 Pengering vakum
 Pemanasan pada biodiesel yang dikabutkan