Potensi Pengembangan Biodiesel di Indonesia

Hingga saat ini Indonesia masih sangat bergantung pada bahan bakar berbasis fosil sebagai sumber energi. Data yang didapat dari Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral menunjukkan bahwa dengan persediaan minyak mentah di Indonesia, yaitu sekitar 9 milyar barrel, dan dengan laju produksi rata-rata 500 juta barrel per tahun, persediaan tersebut akan habis dalam 18 tahun. Untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi dan memenuhi persyaratan lingkungan global, satu-satunya cara adalah dengan pengembangan bahan bakar alternatif ramah lingkungan.
Pemilihan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif berbasis pada ketersediaan bahan baku. Minyak rapeseed adalah bahan baku untuk biodiesel di Jerman dan kedelai di Amerika. Sedangkan bahan baku yang digunakan di Indonesia adalah crude palm oil (CPO). Selain itu, masih ada potensi besar yang ditunjukan oleh minyak jarak pagar (Jathropa Curcas) dan lebih dari 40 alternatif bahan baku lainnya di Indonesia.

Rancangan fasilias produksi biodiesel (INBT 2008)
Indonesia adalah penghasil minyak sawit terbesar kedua setelah Malaysia dengan produksi CPO sebesar 8 juta ton pada tahun 2002 dan akan menjadi penghasil CPO terbesar di dunia pada tahun 2012. Dengan mempertimbangkan aspek kelimpahan bahan baku, teknologi pembuatan, dan independensi Indonesia terhadap energi diesel, maka selayaknya potensi pengembangan biodiesel merupakan potensi pengembangan biodiesel sebagai suatu alternatif yang dapat dengan cepat diimplementasikan.
Walaupun pemerintah Indonesia menunjukkan ketertarikan yang besar terhadap pengembangan biodiesel, pemerintah tetap bergerak pelan dan juga berhati-hati dalam mengimplementasikan hukum pendukung bagi produksi biodiesel. Pemerintah memberikan subsidi bagi biodiesel, bio-premium, dan bio-pertamax dengan level yang sama dengan bahan bakar fosil, padahal biaya produksi biodiesel melebihi biaya produksi bahan bakar fosil. Hal ini menyebabkan Pertamina harus menutup sendiri sisa biaya yang dibutuhkan.
Sampai saat ini, payung hukum yang sudah disediakan oleh pemerintah untuk industri biofuel, dalam bentuk Keputusan Presiden ataupun Peraturan Perundang-undangan lainny, adalah sebagai berikuti:
Peraturan Presiden No. 5/2006 tentang Kebijaksanaan Energi Nasional
Instruksi Presiden No. 1/2006 tentang Pengadaaan dan Penggunaan Biofuel sebagai Energi Alternatif
Dektrit Presiden No. 10/2006 tentang Pembentukan team nasional untuk Pengembangan Biofuel
Peraturan Presiden Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional menyebutkan pengembangan biodiesel sebagai energi terbarukan akan dilaksakan selama 25 tahun, dimulai dengan persiapan pada tahun 2004 dan eksekusi sejak tahun 2005. Periode 25 tahun tersebut dibagi dalam tiga fasa pengembangan biodiesel. Pada fasa pertama, yaitu tahun 2005-2010, pemanfaatan biodiesel minimum sebesar 2% atau sama dengan 720.000 kilo liter untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar minyak nasional dengan produk-produk yang berasal dari minyak castor dan kelapa sawit.
Fasa kedua (2011-2015) merupakan kelanjutan dari fasa pertama akan tetapi telah digunakan tumbuhan lain sebagai bahan mentah. Pabrik-pabrik yang dibangun mulai berskala komersial dengan kapasitas sebesar 30.000 – 100.000 ton per tahun. Produksi tersebut mampu memenuhi 3% dari konsumsi diesel atau ekivalen dengan 1,5 juta kilo liter. Pada fasa ketiga (2016 – 2025), teknologi yang ada diharapkan telah mencapai level ‘high performance’ dimana produk yang dihasilkan memiliki angka setana yang tinggi dan casting point yang rendah. Hasil yang dicapai diharapkan dapat memenuhi 5% dari konsumsi nasional atau ekivalen dengan 4,7 juta kilo liter. Selain itu juga terdapat Inpres Nomor 1 Tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai bahan bakar lain. Hal-hal ini menunjukkan keseriusan Pemerintah dalam penyediaan dan pengembangan bahan bakar nabati. (Rahayu, 2006)
Hingga Mei 2007, Indonesia telah memiliki empat industri besar yang memproduksi biodiesel dengan total kapasitas 620.000 ton per hari. Industri-industri tersebut adalah PT Eterindo Wahanatama (120.000 ton/tahun – umpan beragam), PT Sumi Asih (100.000 ton/tahun – dengan RBD Stearin sebagai bahan mentah), PT Indo BBN (50.000 ton/tahun – umpan beragam), Wilmar Bioenergy (350.000 ton/tahun dengan CPO sebagai bahan mentah), PT Bakrie Rekin Bioenergy (150.000 ton/tahun) dan PT Musim Mas (100.000 ton/tahun). Selain itu juga terdapat industri-industri biodiesel kecil dan menengah dengan total kapasitas sekitar 30.000 ton per tahun, seperti PT Ganesha Energy, PT Energi Alternatif Indonesia, dan beberapa BUMN.

Produser biodiesel di Indonesia
Peluang untuk mengembangkan potensi pengembangan biodiesel di Indonesia cukup besar, mengingat saat ini penggunaan minyak solar mencapai sekitar 40 % penggunaan BBM untuk transportasi. Sedang penggunaan solar pada industri dan PLTD adalah sebesar 74% dari total penggunaan BBM pada kedua sektor tersebut. Bukan hanya karena peluangnya untuk menggantikan solar, peluang besar biodiesel juga disebabkan kondisi alam Indonesia. Indonesia memiliki beranekaragam tanaman yang dapat dijadikan sumber bahan bakar biodiesel seperti kelapa sawit dan jarak pagar. Pada saat ini, biodiesel (B-5) sudah dipasarkan di 201 pom bensin di Jakarta dan 12 pom bensin di Surabaya.
Sumber:
APEC Biofuels – http://www.biofuels.apec.org/
Biofuel Indonesia – http://www.biofuelindonesia.com/
Biodiesel AUSTINDO – http://bahasa.biodieselindonesia.com/indexx.php
Syamtori, Stanley. Biodiesel di Indonesia – http://dest-online.com/blog_stanley/2008/03/02/biodiesel-di-indonesia/

Metamaterial Penyusun Jubah Ajaib

Masih ingat dengan jubah gaib Harry Potter? Jubah warisan ayah penyihir asal Inggris tersebut menjadi ajaib karena kemampuannya menjadikan si pemakai jubah tidak keliatan. Sekarang, jubah gaib tidak lagi hanya ada dalam khayalan. Para peneliti telah mengembangkan metamaterial, bahan yang dapat membelokkan cahaya sehingga memungkinkan pemakai jubah ‘menghilang’ dalam udara.

Untuk pertama kalinya, tim peneliti University of California, Berkeley membuat metamaterial tersebut dalam struktur tiga dimensi. Material sejenis yang dikembangkan sebelum ini baru sanggup dibuat dalam struktur dua dimensi yang sangat tipis dan hanya dapat dibuktikan melalui pada riset laboratorium.

Metamaterial adalah material-material buatan yang tidak tersedia dalam alam. David Stubbe dalam artikelnya pada Berkeley Science Review menganalogikan material biasa sebagai bongkahan semen seukuran Manhattan, yang terbuat dari substansi-substansi yang kurang lebih sama. Lalu ia membandingkan dengan Manhattan yang sebenarnya sebagai metamaterial, di mana bongkaan semen tersebut disusun kembali menjadi bangunan dengan stuktur tata kota tertentu. Walaupun sama-sama terdiri dari semen, sebuah kota dengan gedung pencakar langit memiliki substruktur yang lebih kompleks dari bongkahan semen. Sebagai hasilnya, karakteristik keduanya juga berbeda.

Dengan mengganti semen dengan tembaga dan bangunan dengan kumparan dan kawat, kemudian menyusutkannya menjadi sekitar sepermilyar, itulah dasar dari metamaterial. Substruktur dari metamaterial (pengaturan dan ukutan kumparan dan kawat) itulah yang krusial. Ketika gelombang cahaya atau gelombang suara melalui struktur tersusun yang jauh lebih kecil daripada panjang gelombangnya (jarak antara satu gelombang dengan yang lainnya), gelombangg melewati stuktur tersebut seolah-olah struktur tersebut sama, tetapi dengan properties yang berbeda dari material konstituen. Pada akhirnya, gelombang tidak mengetahui adanya substruktur yang terpisah dan ‘melihat’ material yang sama sekali baru.

Metamaterial yang dikembangkan dalam komando Prof. Xiang Zhang ini membiarkan gelombang radio dan cahaya yang mengenainya untuk terus mengalir, bukannya dipantulkan. Seperti aliran air di sekitar batuan yang menonjol di permukaan sungai. Cahaya yang jatuh di atasnya selalu dibelokkan sehingga tak pernah memantul. Oleh karena itu, bayangan si pemakai jubah berbahan metamaterial ini seperti tidak terlihat oleh mata. Sesuai hukum fisika, benda hanya terlihat oleh mata jika terdapat cahaya yang dipantulkan benda dan jatuh ke retina mata.

Jika dikonstruksikan dengan benar, metamaterial dapat mencapai indeks refraksi negatif. Saat gelombang elektromagnetik seperti cahaya bergerak dari indeks medium yang rendah ke indeks medium yang lebih tinggi, gelombang tersebut belok menuju garis perpendikuler ke permukaan. Namun, juka cahaya memasuki material berindeks negatif, gelombang berbelok ke arah yang berlawanan, seolah-olah dipantulkan diluat garis perpendikuler.

Dalam studi yang telah dipublikasikan pada majalah Nature, tim ini membelokkan sinar merah menggunakan stack yang terdiri dari 21 layer yang terbuat dari perak dan magnesium florida yang berbentuk jaring ikan. Masing-masing layer memiliki ketebalan sekitar 10 nanometer.

Sumber:
http://www.kompas.com/read/xml/2008/08/11/22463024/jubah.menghilang.segera.menjadi.kenyataan
http://berkeley.edu/news/media/releases/2008/08/11_light.shtml
http://sciencereview.berkeley.edu/articles.php?issue=11&article=briefs_5

Biomass to Liquid.......

Fluidised bed gasifier umumnya tidak menjumpai pembatasan skala dan lebih fleksibel mengenai ukuran partikel umpan. Meskipun demikian, gasifier tersebut masih mempunyai batas spesifikasi umpan, karena resiko adanya slagging dan fouling, aglomerasi dan korosi. Temperature operasi fluidised bed gasifier dengan hembusan udara relative rendah (800-1000 C), yang mengakibatkan dekomposisi umpan kurang sempurna, meskipun waktu tinggalnya lama. Atmospheric atau pressurised circulating fluidised bed gasifier dengan hembusan oksigen dan gas atau char indirect gasifiers (gambar 3.3) dengan hembusan steam merupakan solusi yang lebih baik untuk produksi BTL. Kedua metode gasifikasi tersebut mereduksi jumlah nitrogen dalam gas produser secara signifikan. Pada metode pertama, hal tersebut terjadi karena penggantian udara dengan oksigen. Sedangkan pada metode kedua, nitrogen keluar pada gas cerobong (flue gas) bukan pada gas produsen, karena gasifikasi dan pembakaran dilakukan terpisah – energi untuk gasifikasi didapatkan dari pembakaran char dari gasifier pertama pada reaktor kedua.

Untuk mendapatkan ukuran partikel biomassa yang halus merupakan tantangan utama dari segi efisiensi energi dan biaya. Penggilingan kayu memerlukan lebih banyak energi dari pada penggilingan material lain, misalnya sekitar lima kali lebih besar dari pada penggilingan batu bara. Lebih susah lagi pencacahan biomassa rumput-rumputan menjadi partikel berukuran begitu kecil, meskipun masih mungkin dilakukan. Efisiensi energi gasifikasi lebih lanjut di reduksi dengan penghilangan gas inert (biasanya CO2) dalam jumlah besar dari gas produser. Jumlah gas inert dipengaruhi oleh densitas umpan – makin kecil densitas, makin banyak jumlah gas inert. Dengan begitu, alternative bentuk umpan biomassa (melalui pre-treatment) perlu dipikirkan untuk entrained flow gasifier. Pilihan pre-treatment biomassa yang mungkin adalah torrefaction, pyrolysis dan pra-gasifikasi.

Torrefaction merupakan perlakuan termal biomassa (terutama kayu) tanpa adanya oksigen selama 15-60 menit pada temperature 200-3000C dan tekanan atmosferik. Hasilnya, biomassa akan berubah menjadi produk yang mirip kokas. Tranformasi torrefaction adalah proses dengan efisiensi tinggi (konversi 85-95%). Energi yang dipakai pada torrefaction terbayar sepenuhnya dengan 8-10 kali lebih rendah konsumsi energi penggilingan kayu yang telah di torrefaction dibandingkan penggilingan kayu yang masih baru.

Pada pyrolysis, biomassa padat (terutama rumput-rumputan) diubah menjadi keadaan cairan material setengah jadi (pyrolysis slurry) yang kemudian diumpankan ke gasifier. Tidak seperti gasifikasi, pyrolysis merupakan degradasi termal tanpa adanya suplai pengoksidasi dari luar, Hasilnya, perolehan pyrolysis sebagian besar cairan (sampai 80% basis massa) dan beberapa tar dan char. Pyrolysis sangat cocok untuk biomassa rumput-rumputan karena pre-treatment alternatif (pencacahan) jauh lebih susah dan mahal dibandingkan kayu.

Setelah dipirolisis (pada low-temperature gasifier/NTV), gas pirolisis biomassa dan char (biocoke) diunpankan ke gasifier dan akan didapatkan gas bebas tar dengan kandungan CO dan H2 tinggi. Gas yang bersih didinginkan hingga 200 C dalam heat exchanger, dengan demikian meningkatkan efisiensi energi keseluruhan proses dengan memproduksi steam kualitas tinggi. Selanjutnya gas dibersihkan dari partikel debu (di deduster) dan dari komponen selain CO dan H2 (di washer). Pada akhirnya akan didapatkan syngas yang bersih, terdiri dari CO dan H2. Pembersihan gas secara cukup menunjukkan poin penting dalam produksi syngas dan BTL. Katalis dalam sintesis BTL dapat dengan mudah teracuni oleh logam alkali, halide, senyawa sulfur, CO2 dan sebagainya, meskipun dengan jumlah yang sangat kecil.

Atasi Limbah Oil Sludge dengan Teknologi Plasma

Dua bulan lalu, perairan Batam kedatangan tamu tak dikenal. Kapal tanker asing berbendera San Lorenzo, MT Seraya, berupaya mencurahkan sebanyak 6 ton sludge oil sisa daur ulang ke laut. Mereka membawa limbah tersebut tanpa dokumen lengkap. Perairan Batam memang berulang kali menjadi tempat pembuangan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) dari kapal, terutama kapal-kapal asing. Kasus pencemaran akibat oil sludge seperti ini juga pernah terjadi di Tarakan (Kalimantan Timur), Riau, Sorong (Papua), dan terakhir di Indramayu.
plasma

Tentu saja para pembuang limbah itu belum tahu tentang teknologi plasma. Teknologi plasma banyak diterapkan sebagai teknik pengolahan limbah, salah satunya limbah oil sludge. Oil sludge adalah endapan sedimentasi pada dasar tangki penyimpanan akibat oksidasi proses yang dipicu oleh kontak antara minyak, udara dan air. Oil sludge terdiri dari minyak (hidrokarbon), air, abu, karat tangki, pasir, dan bahan kimia lainnya.

Oil sludge dapat diolah lewat plasma suhu tinggi (thermal plasma). Thermal plasma adalah gas yang terionisasi dengan suhu tinggi diatas 10.000 û. Thermal plasma dapat dibuat dengan electric arc, yang terbentuk diantara dua elektroda, dalam sebuah alat yang disebut plasma torch. Dengan memasukkan gas seperti udara, argon, nitrogen, steam dan sebagainya ke dalam plasma torch, atom atau molekul gas akan bertumbukan dengan elektron yang terbentuk dalam electric arc. Hasil dari proses ini adalah panas dan gas terionisasi yang akan memproduksi thermal plasma jet dengan temperatur yang sangat tinggi. Plasma yang dihasilkan oleh plasma torch ini dipergunakan untuk menguapkan senyawa organik (hidrokarbon) yang terkandung dalam oil sludge. Senyawa organik yang menguap dapat dibentuk kembali dalam bentuk minyak, dan dapat dimanfaatkan.

Energi yang diperlukan dalam proses dibentuk dalam plasma torch. Gas yang dipergunakan dalam torch adalah argon atau nitrogen. Gas organik yang yang terbentuk dalam reaktor bersamaan dengan gas argon atau nitrogen kemudian dimasukkan ke dalam kondensor, untuk mengubah uap gas tadi menjadi cairan. Setelah melalui pendinginan dalam kondensor cairan yang terbentuk dari gas organik tadi adalah light oil yang 100% dapat dipergunakan kembali. Gas argon atau nitrogen sendiri dapat dipergunakan kembali dalam reaktor proses.

Normal operasi temperatur yang dipergunakan dalam proses ini adalah sekitar 800 hingga 1200 derajat Celcius. Kondisi dalam reaktor proses dikondisikan sedemikian rupa agar tidak terjadi proses oksidasi pada material hidrokarbon dan dapat mendukung proses pembentukan minyak pada kondensator. Residu yang dihasilkan dari proses ini akan bebas dari kandungan hidrokarbon, dan siap untuk dibuang ke TPA dengan aman.

Apabila pada oil sludge terkandung logam berat seperti timbal, proses lanjutan dengan plasma dapat dilakukan untuk mendaur ulang logam tersebut. Beberapa kelebihan dari pemanfaatan proses ini adalah energi efisiensinya dapat mencapai 80%. Hal ini jauh lebih tinggi dibandingkan pada proses yang menggunakan gas atau bahan bakar minyak lain yang hanya dapat mencapai 20%. Plasma proses akan lebih efektif jika diaplikasikan pada limbah oil sludge yang memiliki kandungan hydrocarbon di atas 10%. Selanjutnya, kandungan hydrocarbon pada residu yang dihasilkan berkisar dibawah 0.01% dari total hidrokarbon. Dengan penerapan plasma proses , maka limbah oil sludge dapat didaur ulang sehingga dapat menjadikan nilai tambah bagi industri perminyakan nasional.

Referensi: http://indeni.org/
Gambar: http://www.flickr.com/photos/25160595@N06/2374362016/
http://www.flickr.com/photos/miedo/62138622/

Gas Rumah Kaca Dalam Pembuatan Microchip

microcipSebuah senyawa kimia yang marak digunakan untuk membuat monitor layar datar, televisi dan mikrochip ternyata memiliki kemampuan 17.000 kali lebih parah menyebabkan global warming dibandingkan dengan karbon dioksida. Tim peneliti “atmospheric chemist” dari Universitas California-Irvne telah menemukan bahaya zat kimia ini dan mempublikasikannya pada jurnal Geophysical Research Letters.

Zat kimia yang dikenal dengan nama nitrogen trifluoride (NF3) dahulu kala hanya digunakan dalam pembuatan microchip, dengan kuantitas yang kecil dan tidak berbahaya. Akan tetapi pada tahun ini, NF3 dibuat besar-besaran karena dan digunakan pada indutri pembuatan LCD (Liquid Crystal Displays) pada telvisi layar datar dan monitor komputer. Diperkirakan, pada tahun 2010 produksi NF3 mencapai 8.000 ton per tahun, efek pemanasan global yang ditimbulkan dari NF3 sebanyak itu setara dengan 130 juta meter kubik CO2.

“Seiring dengan permintaan akan monitor layar datar, pasar NH3 akan semakin membesar,” tulis Michael J. Prathrt dan Juno Hsu, peneliti yang menyebut NH3 sebagai “missing greenhouse gas”.

NF3 pada mulanya diperkenalkan dalam pembuatan microchip sebagai bagian dari gerakan penanggulangan pemanasan global. Pada tahun 1997, pembuatan microchip masih menggunakan Perflorocarbons (PFCs) kemudian penggunaan PFCs dilarang setelah draft perjanjian internasional Protocol Kyoto ditandatangani. Perjajian tersebut berisi kesepakatan internasional untuk mengurangi produksi 6 gas penyebab utama pemanasan global yakni Carbon dioxide, Methane, PFCs, Nitrous oxide, Hydrofluorocarbons dan Sulfur hexafluoride. Karena pada masa itu produksi NF3 masih dalam kuantitas kecil, NF3 dianggap tidak terlalu penting untuk dituliskan didalam Protocol Kyoto.

Setelah keluar larangan penggunaan PFCs, industri pembuatan semikonduktor memutuskan untuk menggunakan NF3 sebagai pengganti PFCs walaupun telah diketahui bahwa NF3 memberikan efek pemanasan global yang jauh lebih berbahaya. Akan tetapi berita baik yang mereka kemukakan adalah apabila pada masa pembuatan PFCs dua pertiganya lepas ke atmosfer sebagai gas rumah kaca sedangkan pada pembuatan NF3 hanya 2 persen saja dari proses pembuatannya gas tersebut terlepas ke atmosfer.

Peneliti lain menambahkan, walaupun dalam proses pembuatan hanya sebagian kecil saja NF3 yang terlepas, masih ada kemungkinan lain NF3 terbebas ke udara misalnya pada proses trasportasi, penggunaan atau pembuangan. “Kita tidak tahu apakah 1 persen atau 20 persen gas NF3 yang terbebas keudara, tapi sekali kita melepaskannya, kita tidak akan pernah bisa mengurungnya kembali.”

Sumber:
LA times
Natural News

Ultrasonic Processing for Fast Biodiesel Production

Biodiesel is biodegradable, non-toxic, renewable, and has reduced emissions of CO, SO2, particulates, and hydrocarbons as compared to conventional diesel. Furthermore its properties are very close to petroleum-based diesel making it a possible substitute of conventional diesel in diesel engines. The most common method for producing biodiesel is transesterification of triglycerides or fatty acids with an alcohol in the presence of a strong catalyst (acid, base, or enzymatic), producing a mixture of fatty acid alkyl esters and glycerol (=glycerine). Glycerine (the heavier phase) will sink to the bottom, while biodiesel (the lighter phase) floats on top and can be separated.

At present, biodiesel is primarily produced in batch reactors in which the required energy is provided by heating accompanied by mechanical mixing. Since fats and alcohols are not totally miscible, the conventional transesterification reaction in batch processing is relatively slow, and phase separation of the glycerin is time-consuming. Whereas, ultrasonic processing used in biodiesel production delivers a biodiesel yield in excess of 99% in five minutes or less, compared to one hour or more using conventional batch reactor systems. This is what the Hielscher Ultrasound Technology offers. Hielscher is a small German company providing ultrasonic processing equipment for a variety of sonochemical applications, biodiesel production being one.
Ultrasonic Processing

Ultrasound is cyclic sound pressure with a frequency greater than the upper limit of human hearing. Ultrasound frequencies range from ~20 kHz to l0 MHz, with associated acoustic wavelengths in liquids of roughly 100-0.15 mm. The application of ultrasound to chemical reactions and processes is called sonochemistry. The chemical effects of ultrasound (sonochemical) in liquids derive from several nonlinear acoustic phenomena, of which cavitation is the most important. Acoustic cavitation is the formation, growth, and implosive collapse of bubbles in a liquid irradiated with sound or ultrasound. Acoustic cavitation can lead to implosive compression if treated under proper conditions which will produce inetense local heating, high pressures, enormous heating and cooling rates, and liquid jet streams. Ultrasonication provides the mechanical energy for mixing and the required activation energy for initiating the transesterification reaction. Ultrasonication can help to reduce the separation time from 5 to 10 hours required with conventional agitation, to less than 15 minutes, according to Hielscher. The ultrasonication also helps to decrease to amount of catalyst required by 50 to 60% due to the increased chemical activity in the presence of cavitation. Another benefit is the increase in purity of the glycerol.
Continuous Processing and Separation
A flow-chart showing a typical setup for the in-line sonication of oil for the conversion into biodiesel

A flow-chart showing a typical setup for the in-line sonication of oil for the conversion into biodiesel

Since ultrasonication could reduce the transesterification retention times to 5 min compared to over 1 hour or more necessary for conventional batch processing, this method could be effectively used for continuous production of biodiesel using plug-flow or continuous stirred tank reactor systems. In a setup for the continuous processing and continuous separation, the oil is circulated through a heater before it is mixed with the catalyst continuously using adjustable pumps.

In a setup for the continuous processing and continuous separation, the heated oil and the catalyst premix are mixed together continuously using adjustable pumps. The oil/catalyst heated mixture passes the flow cell, where it is being sonicated inline for approximately 5 to 30 seconds. The sonicated mix enters the reactor column with specific volume to give approximately 1 hour retention time in the column, just enough for the transesterification reaction to be completed. The reacted biodiesel/glycerin mix is pumped to the centriguge where it is separated into the biodiesel and glycerin fractions. Post-processing can be done continuously, too.
Cost Effective
The overall energy efficiency of the industrial ultrasonic devices is approx. 80-90% from the power plug into the liquid

The overall energy efficiency of the industrial ultrasonic devices is approx. 80-90% from the power plug into the liquid

The installation of Hielscher ultrasonic reactors into your biodiesel process line reduces your operational for the following reasons:

* Less excess methanol
The reduced methanol levels were able to be achieved due to enhanced reaction kinetics afforded by the Hielscher reactors
* Raw material savings
It is possible to switch to cheaper raw materials with poorer quality such as animal fats, recycled restaurant oils or waste oils, because the ultrasonic process intensification improves the conversion results for any feedstock.
* Less catalyst
Ultrasonic mixing improves the methanol-in-oil emulsification and generates more and smaller droplets.
This leads to a better distribution and increased catalyst efficiency. As a consequence, you can save up to 50% catalyst when compared with shear mixers or stirrers.
* Higher glycerine quality
A higher conversion rate and lower excess methanol lead to a much faster chemical conversion and to a sharper separation of the glycerin.
* Electric energy and heating
A comparisonin energy consumption between ultrasonic cavitation, high-shear mixing and hydrodynamic cavitation.

A comparison in energy consumption between ultrasonic cavitation, high-shear mixing and hydrodynamic cavitation.

Hielscher ultrasonic devices require s about 1.4kWh/m³. To achieve a similar result using hydrodynamic magnetic impulse cavitation, requires about 32.0kWh/m³. High-Shear mixing requires about 4.4kWh/m³. This means, that hydrodynamic impulse cavitation requires approx. 23 times more energy and high shear mixing approx. 3 times more energy than Hielscher ultrasonic devices to provide the same throughput.

Hielscher estimates that costs for ultrasonication in biodiesel processing will vary between €0.002 and €0.015 per liter (€0.008 to €0.06/gallon) when used in commercial scale, depending on the flow rate.
Reference: http://www.hielscher.com/ultrasonics/

Berkenalan dg Ekstraksi

Salah satu proses yang paling mendasar dari industri parfum adalah ekstraksi minyak-lemak. Contohnya dalam ekstraksi minyak atsiri dari biji pala (Myristica fragrans). Pertama-tama yang dilakukan adalah mengambil kandungan minyak-lemak dari bijinya, baru kemudian dilakukan pemurnian untuk mendapatkan minyak esensial atsirinya saja.

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya.

Ekstraksi padat cair atau leaching adalah transfer difusi komponen terlarut dari padatan inert ke dalam pelarutnya. Proses ini merupakan proses yang bersifat fisik karena komponen terlarut kemudian dikembalikan lagi ke keadaan semula tanpa mengalami perubahan kimiawi. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat larut dalam solven pengekstraksi. Ekstraksi berkelanjutan diperlukan apabila padatan hanya sedikit larut dalam pelarut. Namun sering juga digunakan pada padatan yang larut karena efektivitasnya. [Lucas, Howard J, David Pressman. Principles and Practice In Organic Chemistry]

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi adalah:

* Tipe persiapan sampel
* Waktu ekstraksi
* Kuantitas pelarut
* Suhu pelarut
* Tipe pelarut

Minyak dapat diekstraksi dengan perkolasi, imersi, dan gabungan perkolasi-imersi. Dengan metode perkolasi, pelarut jatuh membasahi bahan tanpa merendam dan berkontak dengan seluruh spasi diantara partikel. Sementara imersi terjadi saat bahan benar-benar terendam oleh pelarut yang bersirkulasi di dalam ekstraktor. Sehingga dapat disimpulkan:

* Dalam proses perkolasi, laju di saat pelarut berkontak dengan permukaan bahan selalu tinggi dan pelarut mengalir dengan cepat membasahi bahan karena pengaruh gravitasi.
* Dalam proses imersi, bahan berkontak dengan pelarut secara periodeik sampai bahan benar-banar terendam oleh pelarut. Oleh karena itu pelarut mengalir perlahan pada permukaan bahan, bahkan saat sirkulasinya cepat.
* Untuk perkolasi yang baik, partikel bahan harus sama besar untuk mempermudah pelarut bergerak melalui bahan.
* Dalam kedua prosedur, pelarut disirkulasikan secara counter-current terhadap bahan. Sehingga bahan dengan kandungan minyak paling sedikit harus berkontak dengan pelarut yang kosentrasinya paling rendah.

Metode perkolasi biasa digunakan untuk mengekstraksi bahan yang kandungan minyaknya lebih mudah terekstraksi. Sementara metode imersi lebih cocok digunakan untuk mengekstraksi minyak yang berdifusi lambat.

Ekstraksi bahan makanan biasa dilakukan untuk mengambil senyawa pembentuk rasa bahan tersebut. Misalnya senyawa yang menimbulkan bau dan/atau rasa tertentu.
Ekstraksi Soxhlet

Ekstraksi Soxhlet

Ada dua jenis ekstraktor yang lazim digunakan pada skala laboratorium, yaitu ekstraktor Soxhlet dan ekstraktor Butt. Pada ekstraktor Soxhlet, pelarut dipanaskan dalam labu didih sehingga menghasilkan uap. Uap tersebut kemudian masuk ke kondensor melalui pipa kecil dan keluar dalam fasa cair. Kemudian pelarut masuk ke dalam selongsong berisi padatan. Pelarut akan membasahi sampel dan tertahan di dalam selongsong sampai tinggi pelarut dalam pipa sifon sama dengan tinggi pelarut di selongsong. Kemudian pelarut seluruhnya akan menggejorok masuk kembali ke dalam labu didih dan begitu seterusnya. Peristiwa ini disebut dengan efek sifon.

Prinsip kerja ekstraktor Butt mirip dengan ekstraktor Soxhlet. Namun pada ekstraktor Butt, uap pelarut naik ke kondensor melalui annulus di antara selongsong dan dinding dalam tabung Butt. Kemudian pelarut masuk ke dalam selongsong langsung lalu keluar dan masuk kembali ke dalam labu didih tanpa efek sifon. Hal ini menyebabkan ekstraksi Butt berlangsung lebih cepat dan berkelanjutan (rapid). Selain itu ekstraksinya juga lebih merata. Ekstraktor Butt dinilai lebih efektif daripada ekstraktor Soxhlet. Hal ini didasari oleh faktor berikut:

* Pada ekstraktor Soxhlet cairan akan menggejorok ke dalam labu setelah tinggi pelarut dalam selongsong sama dengan pipa sifon. Hal ini menyebabkan ada bagian sampel yang berkontak lebih lama dengan cairan daripada bagian lainnya. Sehingga sampel yang berada di bawah akan terekstraksi lebih banyak daripada bagian atas. Akibatnya ekstraksi menjadi tidak merata. Sementara pada ekstraktor Butt, pelarut langsung keluar menuju labu didih. Sampel berkontak dengan pelarut dalam waktu yang sama.
* Pada ekstraktor Soxhlet terdapat pipa sifon yang berkontak langsung dengan udara ruangan. Maka akan terjadi perpindahan panas dari pelarut panas di dalam pipa ke ruangan. Akibatnya suhu di dalam Soxhlet tidak merata. Sedangkan pada ekstraktor Butt, pelarut seluruhnya dilindungi oleh jaket uap yang mencegah perpindahan panas pelarut ke udara dalam ruangan.

Referensi:
AOCS Official Method Am. 2-93. Determination of Oil Content in Oilseeds.
Lucas, Howard J, David Pressman. 1949. Principles and Practice In Organic Chemistry. New York: John Wiley and Sons, Inc.
Whitaker, M.C. 1915. The Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Easton: Eschenbach Printing Company.