Jurnal Rekayasa Proses
Not a member yet
238 research outputs found
Sort by
Sifat-Sifat Penyalaan dan Pembakaran Briket Biomassa, Briket Batubara dan Arang Kayu
Full text linkSecara umum, proses pembakaran padatan terdiri atas beberapa tahap yaitu pemanasan, pengeringan, devolatilisasi dan pembakaran arang. Faktor-faktor yang menentukan karakteristik pembakaran suatu briket adalah kecepatan pembakaran, nilai kalor, berat jenis dan banyaknya polusi atau senyawa volatil yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat penyalaan dari berbagai macam briket biomassa, arang kayu dan batubara yang meliputi kecepatan pembakaran, lama briket menyala sampai menjadi abu, waktu penyalaan awal, banyaknya asap atau senyawa volatil yang dihasilkan, nilai kalor dan lama waktu untuk mendidihkan 1 liter air. Penelitian dilakukan dengan membakar 250 gram setiap jenis briket. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tempurung kelapa memiliki lama menyala terpanjang yaitu 116 menit dengan kecepatan pembakaran 126,6 gram/detik dan nilai kalor tertinggi sebesar 5.779,11 kal/gram. Untuk mendidihkan 1 liter air, semua jenis briket yang diuji membutuhkan waktu antara 5 sampai 7 menit. Jika dibandingkan dengan briket batubara yang memiliki nilai kalor 6.058 kal/gram dan arang kayu dengan nilai kalor 3.583 kal/gram maka briket tempurung kelapa cukup baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif.
Kata kunci: briket, biomassa, batubara, uji pembakaran dan nilai kalor
In general, combustion of solid material consists of several steps including heating, drying, de-volatilization and burning of the charcoal. The factors that determine combustion characteristics of briquettes are the rate of combustion, heating value, density and amount of pollutants or volatile compounds produced. The present work aimed at determining combustion characteristics of various kinds of briquettes from biomass, wood charcoal and coal including the rate of combustion, duration of briquettes burn to ashes, the initial ignition, amount of smoke or volatile compounds produced, heating value and duration for boiling one liter of water. The experimental work was performed by burning 250 grams of each briquette. The results showed that coconut shell had the longest combustion duration (116 minutes) with a combustion rate of 126.6 grams/second. In comparison with other biomass briquettes and wood choarcoal, coconut shell had the highest heating values of 5,779.11 cal/gram which was close to heating value of coal briquette (6,058 cal/gram). All briquettes studied in the present work showed a reasonable duration and needed about 5 – 7 minutes to boil one litter of water.
Key words: briquette, biomass, coal, combustion test and heating value
Modifikasi Pati Ketela Pohon Secara Kimia dengan Oleoresin dari Minyak Jahe
Full text linkModifikasi pati akhir-akhir ini banyak dikembangkan dan dipakai untuk keperluan industri makanan, kertas dan tekstil. Modifikasi pati, khususnya secara kimia dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat fungsional pati, terutama jika untuk keperluan bahan dasar makanan. Modifikasi pati ketela pohon dilakukan dengan mereaksikan suspensi pati dengan minyak jahe yang mengandung zat aktif gingerol pada suhu kamar. Hasil percobaan modifikasi menunjukkan bahwa meningkatnya perbandingan antara pati/air/minyak jahe (b/v/v), menghasilkan pati termodifikasi dengan swelling power, kelarutan dan kerapatan cross-link yang lebih tinggi. Pada komposisi pati terhadap air dan minyak jahe, 300:400:0,4 (b/v/v) menghasilkan pati termodifikasi yang cocok digunakan sebagai bahan pengemas makanan yang dapat dimakan (edible food packaging) dengan nilai swelling power, kelarutan dan kerapatan cross-link adalah 7,3 kali; 6,662 mg/mL dan 780,69 rantai/cm3. Sedangkan komposisi pati:air:miyak jahe sebesar 300:300:0,3 (b/v/v) merupakan komposisi terbaik untuk menghasilkan pati termodifikasi sebagai bahan pangan dengan nilai swelling power, kelarutan dan kerapatan cross-link berturut-turut adalah 8,96 kali; 10,55 mg/mL, 203,85 rantai/cm3. Hasil analisis dengan scanning electron microscopy (SEM) menunjukkan bahwa modifikasi pati ketela pohon dengan teknik cross-linking ternyata tidak mengubah struktur permukaan butir pati.
Kata kunci: reaksi suspensi, pati ketela pohon, gingerol, swelling power, cross-link
Recently, starch modifications have been developed and are applied for food, paper and textile industries. In general, chemical modification has been done to improve starch functionality, especially for bread, cake and snack making. In the present work, suspension method was used to modify cassava starch by gingerol of crude ginger rhizome extract at room temperature. The effect of starch/water/gingerol (w/v/v) ratio on swelling power, water solubility, and cross-link density of the modified starch was investigated. In addition, scanning electron microscopy (SEM) analysis were also conducted to observe possible structural changes of the resulting starch. The experimental results showed that reactant composition that had a starch/water/gingerol (w/v/v) ratio of 300:400:0.4 produced modified starch suitable for edible coating with swelling power of 7.3 times, solubility of 6.662 mg/mL and cross-link density of 780.69 chains/cm3. Meanwhile, reactant having starch/water/gingerol (w/v/v) ratio of 300:300:0.3 produced modified starch that could be used for food with swelling power, solubility and cross-linking density of 8.96, 10.55 mg/mL and 203.85 chains/cm2, respectively. The cross-link densities achieved in this modification process were high and reproducible that indicated a strong interaction between starch and gingerol molecules in water as dispersant. However, there were no noticeable changes found from the micrograph of the SEM analysis on the external surface of the cassava starch.
Keywords: suspension method, cassava starch, gingerol, swelling power, cross-lin
Pemutihan Daun Nanas Menggunakan Hidrogen Peroksida
Full text linkDaun nanas mengandung selulosa sekitar 69,5% - 71,5%, sehingga dapat dijadikan bahan baku alternatif pembuatan kertas. Kualitas kertas dapat ditingkatkan dengan melakukan proses pemutihan mengunakan H2O2 karena senyawa ini lebih ramah lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum yaitu waktu dan suhu pemutihan. Tahapan penelitian ini adalah daun nanas kering dihidrolisis memakai larutan NaOH dengan konsentrasi 0,1, 0,2, 0,3 dan 0,35 N sebanyak 400 mL dalam labu leher tiga yang dilengkapi dengan pendingin balik pada suhu 100°C. Proses pemutihan menggunakan H2O2 konsentrasi 2% pada suhu 40°C, 60°C dan 80°C selama 1, 1,5 dan 2 jam. Pulp hasil pemutihan dianalisis menggunakan Colorgard System 2000 Colorimeter Byk Garder dengan parameter L*, a* dan b*. Kondisi optimum proses pemutihan pada suhu 60°C dan waktu perendaman selama 1,5 jam. Parameter yang didapat yaitu L* = 95,14%; a* = -2,15 dan b* = 5,42 yang memenuhi syarat derajad putih industri.Kata kunci: daun nanas, hidrolisis, hydrogen peroksida, pemutihan, selulosa A pineapple leaf contains approximately 69.5% - 71.5% cellulose, which makes it a good alternative raw material in paper production. The quality of paper produced can be enhanced by bleaching process with the use of hydrogen peroxide (H2O2) as an environmentally friendly bleaching agent. The purpose of this study was to determine the optimum temperature and duration of the soaking or bleaching process of pineapple leaves. Dried pineapple leaves were hydrolyzed in a solution of NaOH with a varying concentration of 0.1, 0.2, 0.3 and 0.35 N at 100°C in a 400 ml three-neck flask equipped with a cooler. The bleaching process was conducted in the presence of 2% H2O2 at 40C, 60C and 80C for a varying time duration of 1, 1.5 and 2 hours. The resulting pulp was analyzed by the Colorgard System 2000 Colorimeter Byk Garder using parameters L*, a* and b*. The optimum bleaching process was achieved at 60C with a soaking time of 1.5 hours where the values of parameter L*, a* and b* were 95.14%, -2.15 and 5.42, respectively. Keywords: pineapple leaf, hydrolysis, hydrogen peroxide, bleaching, cellulos
Pemodelan dan Simulasi Kinetika Reaksi Alkoholisis Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas) dengan Katalisator Zirkonia Tersulfatasi
Full text linkBiodiesel berhasil diproduksi dengan alkoholisis minyak jarak menggunakan katalisator zirkonia tersulfatasi. Proses alkoholisis dilakukan dalam suatu reaktor batch yang dilengkapi dengan pemanas, termokopel, pengaduk, termostat, dan pengambil sampel. Reaktor batch diisi dengan minyak jarak pagar, metanol dan katalisator. Reaksi selanjutnya dilakukan selama 120 menit dan sampel diambil setiap 15 menit. Model kinetika reaksi kimia disusun dan diselesaikan dengan MATLAB. Nilai faktor frekuensi tumbukan untuk reaksi tiga tahap adalah 5,13 x 103; 5,682 x 103, dan 2,534 x 103 (cm3/mgek) (cm3/g.kat/min). Sementara itu, nilai energi aktivasi reaksi berturut-turut adalah 4.176; 4.309,809 dan 6.018,623 kal/mol. Hasil simulasi menunjukkan bahwa tahap pengurangan trigliserida menjadi digliserida adalah tahap paling cepat dan tahap pengurangan monogliserida menjadi gliserol adalah tahap paling lambat.Kata kunci: minyak jarak pagar, alkoholisis, model kinetika reaksi, katalisator asam padatJatropha oil is a very potential source of biodiesel fuel that can be processed through alcoholysis. In the present work, a study on alcoholysis of Jatropha oil with the use of solid acid catalyst was conducted in a wellmixed batch reactor. The study involved varying reaction temperatures of 100°C to 140°C, ethanol-oil molar ratio of 9, agitation speed of 1000 rpm and catalyst loading of 3% with respect to the oil. The reaction was carried out for 120 minutes; meanwhile samples were taken from the reactor every 15 minutes for glycerol analysis. In order to predict kinetics parameter of the alcoholysis reaction, a mathematical model of consecutive reactions was developed. The Matlab software was used to solve the simultaneous differential equations. Over the range of variables used in the experiment, the mathematical model was able to fit the experimental data quite well. The calculation results showed that the values of collision frequency factor for the consecutive reactions are 5.13 x 103; 5.682 x 103, and 2.534 x 103 (cm3/mgek) (cm3/g.cat/min). Meanwhile, the activation energies for the consecutive reaction are 4,176; 4,310 and 6,019 cal/mol. Keywords: jatropha curcas, methanolysis, kinetics modeling, solid acid catalys
Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol Jagung sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan Proses Karbonisasi dan Pembriketan
Full text linkTongkol jagung merupakan limbah pertanian yang banyak dijumpai di Indonesia yang dapat diolah menjadi salah satu bahan bakar padat alternatif. Karbonisasi (pirolisis) yang diikuti dengan pembriketan merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk mengolah biomasa menjadi bahan bakar padat. Penelitian ini mempelajari pengaruh suhu selama proses karbonisasi dan tekanan pada saat pembriketan terhadap sifat pembakaran briket dari tongkol jagung. Pada penelitian ini, proses karbonisasi dilakukan pada suhu 220ºC, 300ºC dan 380ºC sementara proses pembriketan dilakukan pada tekanan 24,4 MPa, 48,8 MPa, 73,2 MPa, dan 97,6 MPa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses karbonisasi yang dilakukan dapat meningkatkan kandungan karbon dan nilai kalor briket dari tongkol jagung. Kondisi operasi karbonisasi terbaik diperoleh pada suhu 380°C, sementara untuk pembriketan dilakukan pada 97,6 MPa yang dapat menaikkan kadar karbon sampai 67% dan nilai kalor sampai 65%. Proses karbonisasi yang dilakukan dapat mengurangi emisi CO dan laju pembakaran. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penekanan yang tinggi selama pembriketan juga dapat mengurangi emisi CO dan laju pembakaran.
Kata kunci: bahan bakar alternatif, biomasa, briket, karbonisasi, pembakaran, tongkol jagung
Corn cob is one of potential agricultural wastes in Indonesia that can be processed into an alternative solid fuel. Carbonization (pyrolysis) followed by briquetting is one of the methods that can be applied to process biomass into solid fuels. This work investigated the influence of carbonization temperature and briquetting pressure on combustion characteristic of corn cobs biomass. In this work, carbonization was carried out at three different temperatures, i.e. 220ºC, 300ºC and 380ºC, while briquetting process was prepared using four pressure variations, i.e. 24.4 MPa, 48.8 MPa , 73.2 MPa and 97.6 MPa. The results showed that carbonization process of corn cobs increased the fixed carbon content and the heating value. The best operating condition for carbonization and briquetting process were obtained at temperature of 380ºC and pressure of 97.6 Mpa that could increase the fixed carbon content and the heating value up to 67% and 65% respectively. Carbonization process could reduce CO emission and combustion rate. It was found that a high briquetting pressure resulted in low combustion rate and CO emission.
Keywords: alternative fuel, biomass, briquetting, carbonization, combustion, corn cob
Proses Produksi Biodiesel Berbasis Biji Karet
Full text linkBiodiesel tersusun dari berbagai macam ester asam lemak yang berasal dari minyak nabati. Lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia potensial menghasilkan minyak nabati. Salah satu minyak nabati diperoleh dari biji karet. Karenanya, pemanfaatan biji karet (Hevea Brasiliensis), sebagai sumber bahan baku biodiesel merupakan terobosan yang tepat untuk meningkatkan nilai tambah perkebunan karet. Penelitian ini dimaksudkan untuk menentukan pola pemungutan minyak biji karet secara maksimal dan mendapatkan kondisi proses produksi biodiesel yang memenuhi standar SNI dan ASTM. Proses produksi biodiesel dilakukan menggunakan prototip alat berkapasitas 20 liter/jam. Proses esterifikasi dijalankan pada suhu 105C, penambahan methanol 10% dan katalis asam, waktu 90 menit. Proses trans-esterifikasi dijalankan dalam reaktor alir osilasi dengan dosis katalis 1% berat minyak dan methanol sebanyak 15% berat minyak. Variabel yang dipelajari adalah suhu dan waktu proses. Produk biodiesel dimurnikan dengan sistem vakum. Dari hasil penelitian ini diperoleh rendemen kernel sebanyak 53% dari berat biji karet. Sedangkan minyak dalam kernel yang dapat dipungut maksimum 56% dari berat kernel. Karakteristik biodiesel sesuai dengan yang distandarisasikan, yaitu densitas 0,8565 g/ml, angka asam 0,49, angka iod 62,88, kadar ester 97,2%, flash point 178°C dan panas pembakaran 16183 J/g.
Kata Kunci: Biodiesel, minyak biji karet, reaktor osilasi, transesterifikasi
Biodiesel consists of various fatty acid esters which come from vegetable oil. More than 30 types of plants in Indonesia are potential to produce vegetable oils. One of the vegetable oils came from rubber seed. Therefore, utilization of rubber seed (Hevea Brasiliensis), as raw material for biodiesel was the precise breakthrough to add value to rubber plantation. This research aimed to determine the pattern of collection of oil of rubber seed maximally and to obtain the condition of production process of biodiesel fulfilling standard of SNI and ASTM. Biodiesel production was done in the prototype with a capacity of 20 liter/hour. The esterification process was conducted at 105°C using 10% methanol and acid catalyst for 90 minutes. Trans-esterification process was performed in an oscillating flow reactor with a catalyst dose of 1% oil weight and methanol as much as 15% oil weight. The effect of temperature and reaction time on product yield and quality were investigated. Purification of biodiesel was done in a vacuum system. Results from the present study showed that the yield of kernel through the process was up to 53% of the rubber seed weight. Meanwhile, the amount of oil could be extracted from the kernel was up to 56% of the kernel weight. The characteristic of biodiesel resulted from the process was in accord with that of the standard oil; density of 0.8565 g/ml, acid value 0.49, iodine value 62.88, ester fraction 97.2%, flash point 178C, heat of combustion 16,183 J/g.
Keywords: Biodiesel, rubber seed oil, oscillating reactor, transesterificatio
Pengaruh Pretreatment Jerami Padi pada Produksi Biogas dari Jerami Padi dan Sampah Sayur Sawi Hijau Secara Batch
Full text linkDalam dekade terakhir, tingkat konsumsi energi semakin tinggi, sedangkan sumber energi fosil terbatas. Diperlukan usaha-usaha untuk mendapatkan energi terbarukan. Di sisi lain, limbah pertanian dan sampah pasar melimpah dan dapat dibuat biogas yang merupakan energi terbarukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pretreatment jerami terhadap yield biogas dan kadar metana. Sampah sayuran sawi hijau (Brassica Juncea) dan jerami padi dicampur dengan komposisi tertentu sampai diperoleh perbandingan molar C/N = 20. Starter inokulum dari cairan hasil biodigester dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang kemudian ditambahkan air sehingga volume totalnya menjadi 350 ml. pH awal campuran diukur dan campuran dialiri gas N2 supaya kondisi anaerob tercapai sementara erlenmeyer dalam keadaan tertutup rapat. Fermentasi dilakukan pada suhu 35°C. Volume biogas dan pH diukur setiap hari sementara kadar metana dianalisis setiap tujuh hari. Proses fermentasi diamati selama 49 hari. Hasil terbaik diperoleh dari jerami ukuran 0,5 cm yang dikenakan perlakukan awal penambahan EM-4, dimana hasil yield biogas rata-rata 0,03 L/g VS pada hari ke-21. Kadar metan tertinggi sebesar 64,78% dihasilkan pada hari ke-28 diperoleh dari jerami padi yang dibuat serbuk. Perlakuan awal jerami padi secara biologis dengan penambahan EM-4 terbukti dapat meningkatkan yield biogas sebesar 188,48%. Kata kunci: jerami padi, sawi hijau, EM-4, biogas, metana, yield biogas In the recent decades, population growth has increased energy consumption level. On the other hand, fossil energy sources are very limited and therefore the need to seek renewable energies as alternatives is inevitable. Agricultural and traditional market wastes can be used to produce biogas as renewable energy. The objectives of this study was to investigate the potential of rice straws and green mustard (Brassica Juncea) to produce biogas and the effect of pretreatment on the biogas production. Vegetable waste of green mustard and rice straws were mixed so that the C to N ratio was 20. Inoculums starter taken from bio-digester effluent was put into an erlenmeyer and water was then added to a total volume of 350 ml. Initial mixture pH was measured and nitrogen was fed to the reactor to get anaerobic condition while the erlenmeyer was isolated. Fermentation was conducted at temperature of 35°C. Volume and pH of the resulting biogas were measured everyday, while the methane content was analyzed every seven days. The fermentation process was observed for 49 days. Experimental results showed that the highest result was obtained from rice straw that was pretreated by adding EM-4 with the average biogas yield of 0,030 L/g VS after 21 days. The highest methane content was obtained after 28 days with a purity of 64,78% from the powdered rice straw. The experimental results showed that the rice straw pretreated with EM-4 addition could increase biogas yield by 188,48%. Keywords: rice straw, green mustard, EM-4, biogas, methane, yield of bioga
Studi Kinerja Katalisator Lewatit Monoplus s-100 pada Reaksi Esterifikasi antara Etanol dan Asam Asetat
Full text linkSeringkali etil asetat dibuat dengan menggunakan katalisator asam sulfat.Walaupun konversi yang dihasilkan tinggi, penggunaan katalisator asam sulfat banyak menimbulkan masalah. Proses esterifikasi antara etanol dan asam asetat dengan katalisator padat berupa resin penukar ion lewatit monoplus s-100 diharapkan dapat memecahkan permasalahan tersebut. Proses pembuatan etil asetat dilakukan dengan cara batch, perbandingan pereaksi 1,2 gmol asam asetat /gmol etanol, waktu reaksi 60 menit, dengan pengadukan berbasis bed expansion 4% mengunakan magnetit stirrer, dan katalisator lewatit monoplus s-100. Variabel yang divariasikan adalah suhu reaksi dan konsentrasi katalisator. Etanol, asam asetat, dan katalisator dimasukkan ke dalam reaktor, kemudian ambil contoh untuk dianalisis etanol awal. Tutup reaktor dengan penutup lalu hotplate dinyalakan sambil pengadukan dijalankan. Setelah 60 menit ambil sampel untuk dianalisis konsentrasi etanol. Analisis dilakukan satu kali pada akhir reaksi yaitu 60 menit dengan mengunakan kromatografi gas. Hasil percobaan menunjukkan semakin besar suhu laju reaksi semakin meningkat, tetapi naiknya konsentrasi katalisator akan menyebabkan reaksi balik. Konversi tertinggi diperoleh pada 358K, dan konsentrasi katalisator 0,8 massa resin/massa etanol, dengan konversi sebesar 87,3%. Ini menunjukkan bahwa kinerja katalisator lewatit monopluss-100 cukup baik digunakan untuk proses esterifikasi antara etanol dan asam asetat.
Kata kunci : asam asetat, esterifikasi, etanol, lewatit monoplus s-100
Sulfuric acid is common catalyst in producing ethyl acetate. Despite of high conversion, using sulfuric acid as catalyst is appearing a lot of problems. The use of solid catalyst is expected to solve the problem. Utilizing of lewatit monoplus s-100 in the esterification of ethanol and acetic acid was investigated in this work. The experiments were carried out in a reactor on the hot plate equipped with magnetic stirrer. The reactant ratio was 1.2 gmol acetic acid / gmol ethanol and lewatit monoplus s-100 as catalyst. Samples were taken at initial and after 60 minutes, then the samples were analyzed by using gas chromatograph. The same experiments were conducted at different temperatures and catalyst concentrations. Based on the experimental result, lewatit monoplus s-100 performed well as solid catalyst in the esterification. It was shown that the higher the temperature, the higher the reaction rate, meanwhile increasing the catalyst concentration, the conversion was lower. The highest conversion was 87.3%, when the temperature was 358 K, and a catalyst concentration was 0.8 g. resin /g. ethanol.
Key words: acetic acid, esterification, ethanol, lewatit monoplus s-10