HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 KARAKTERISTIK BIODIESEL YANG DIHASILKAN
Adapun karakteristik biodiesel yang dihasilkan pada penelitian ini dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 menunjukkan karakteristik biodiesel yang dihasilkan.
Tabel 4.3 Karakteristik Biodiesel Hasil Penelitian
Sifat fisika dari biodiesel dengan hasil terbaik yang diperoleh dalam penelitian ini, yaitu biodiesel dengan variabel proses rasio molar CPO dengan metanol 1 : 9, berat katalis 4%, suhu reaksi 65 oC, waktu reaksi 2 jam dengan tipe katalis A4dapat mencapai
43
yield sebesar 92.21 % dan konversi metil ester mecapai 99,78%. Hasil terbaik akan dibandingkan dengan standar biodiesel Indonesia (SNI 7182:2015) Amerika Serikat (ASTM D 6571/09), Eropa (EN 14214/03), dan Pr EN 14214/09. Hasil perbandingan sifat fisika biodiesel dan standar akan ditampilkan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Perbandingan Sifat Fisika Biodiesel Hasil Penelitian dengan Standar Biodiesel SNI 7182; 2015, ASTM D 6751/09, EN 14214/03 [33-36]
Parameter Satuan yang telah ada. Produk biodiesel dapat dibandingkan dengan kajian yang sudah pernah dilakukan oleh Roschat, dkk [14] dimana katalis yang digunakan adalah silika dari abu sekam padi yang diimpregnasi dengan Na, didapatkan yield sebesar 97% dengan kondisi rasio molar metanol:minyak 12:1, suhu reaksi 65 oC, berat katalis 2,5% dan waktu reaksi 150 menit.Dari penjelasan diatas, dapat dilihat bahwa kondisi yang baik digunakan pada saat reaksi transesterifikasi dengan penggunaan katalis K-Silika yang diimpregnasi KOH adalah dapat mencapai yield sebesar 92.21 % dan konversi metil ester mecapai 99,78% dengan kondisi operasi pada suhu reaksi 65oC, berat katalis 4%
(terhadap berat CPO), waktu reaksi 2 jam, dan rasio molar metanol:CPO sebesar 9:1 pada tipe katalis A4Maka, dapat dilihat bahwa biodiesel yang disintesis telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI). Hal ini menunjukkan penggunaan katalis katalis K-Silika dari abu daun bambudapat digunakan dalam produksi biodiesel dengan bahan
44
baku CPOsebagai katalis heterogen dalam reaksi transesterifikasi tergolong baik karena dapat memenuhi standar yang ditetapkan.
4.3.1 Pengaruh Kemurnian Terhadap Densitas Bioidisel Dari Masing – Masing Tipe Katalis
Densitas dapat menjadi parameter keberhasilan reaksi transesterifikasi. Densitas merupakan sifat utama dari suatu bahan bakar yang secara langsung mempengaruhi karakteristik kinerja mesin, seperti angka setana dan nilai kalor [62]. Densitas biodiesel seharusnya berkisar 0,850-0,900 g/cm3 [32]. Hubungan antara densitas terhadap kemurnian biodiesel dengan berbagai variasi tipe katalis dapat dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5 Kemurnain dan Densitas Biodiesel Dari Masing-Masing Tipe Katalis
Dari tabel 4.5 dapat dijelaskan bahwa hubungan antara kemurnian dan densitas dengan jumlah katalis 4%, dimana pada tipe katalis A1 mendapatkan kemurnian sebesar 99.21 %, densitas yang di dapat sebesar 876 kg/m3 sampai dengan tipe katalis A2
kemurnian mengalami penurunan sebesar 0.44 % dan densitas pun mengalami penurunan dari tipe katalis A1 sampai dengan A3 dan A4 terus mengalami peningkatan kemurnian dan densitas yang dihasilkan juga mengalami kenaikan. Dari tabel 4.5 dapat dihitung nilai korelasi sebesar 0.91 bahwa korelasi nya sangat kuat dan ada korelasi positif antara kemurnian dan densitas pada masing- masing tipe katalis. Hal ini berarti semakin besar kemurnian yang di dapat, maka akan semakin besar pula densitas.
Dari tabel 4.5 dapat dijelaskan bahwa perbedaan massa jenis biodiesel berkaitan dengan komposisi asam lemak dan tingkat kemurnian dari biodiesel, massa jenis akan naik dengan terjadinya penurunan panjang rantai karbon dan peningkatan ikatan rangkap [63] Selain itu, semakin tidak jenuh minyak yang digunakan maka densitas akan semakin tinggi, Halini bisa juga disebabkan dengan waktu reaksi dimana dalam penelitian ini berlangsung dalam 2 jam sehinggasemakin lamawaktu reaksi yang digunakan maka densitas yang dihasilkan akan semakin kecil, waktu reaksi yang
Tipe Katalis Kemurnian (%) Densitas (kg/m3)
A1 99.21 878
A2 98.77 876
A3 99.18 882
A4 99.78 886
45
semakin banyak akan mengurangi kemurnian dari biodiesel yang dihasilkan dan berpengaruh terhadap densitas yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena telah terjadi pemutusan gliserol dari trigliserida sehingga terbentuk senyawa dengan ukuran molekul yang lebih kecil [64]. Massa jenis biodiesel yang melebihi ketentuan sebaiknya tidak digunakan sebagai bahan bakar, karena selain mengakibatkan keausan juga dapat menyebabkan kerusakan pada mesin [65]
Densitas atau massa jenis menunjukan perbandingan berat per satuan volume.
Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar. Jika biodiesel memiliki massa jenis melebihi ketentuan, akan terjadi reaksi tidak sempurna pada konversi minyak. Biodiesel dengan mutu seperti ini tidak seharusnya digunakan untuk mesin diesel karena akan meningkatkan keausan mesin, emisi, dan menyebabkan kerusakan pada mesin [69].
Menurut SNI 04-7182-2012, densitas biodiesel pada suhu 40 oC adalah 850890 kg/m3. Biodiesel yang dihaskan pada berbagai variasi yang dilakukan diperoleh densitas berkisar 862-873 kg/m3. Dengan demikian, biodiesel yang diperoleh telah memenuhi standar densitas biodiesel.
4.3.2 Pengaruh Kemurnian Terhadap Viskositas Kinematik Bioidisel Dari Masing – Masing Tipe Katalis
Viskositas dapat diklasifikasikan menjadi viskositas dinamik yang memiliki satuan centipoise, dan viskositas kinematik yang berkaitan dengan densitas cairan dan memiliki satuan centistokes. Viskositas biodiesel merupakan faktor penting dalam kinerja sebuah mesin [58].Hubungan antara viskositas kinematik terhadap kemurnian biodiesel dengan berbagai variasi tipe katalis dapat dilihat pada tabel 4.6
Tabel 4.6 Kemurnian dan Viskositas Kinematik Bidoesel
Dari tabel 4.6 dapat dijelaskan bahwa hubungan antara kemurnian dan densitas dengan jumlah katalis 4%, dimana pada tipe katalis A1 mendapatkan
Tipe Katalis Kemurnian (%) Viskositas Kinematik (cSt)
A1 99.21 4.233
A2 98.77 4,144
A3 99.18 4,231
A4 99.78 4.544
46
kemurnian sebesar 99.21 %, densitas yang di dapat sebesar 4.233 kg/m3 sampai dengan tipe katalis A2 kemurnianmengalami penurunan sebesar 0.372 % dan viskositas kinematik pun mengalami penurunan dari tipe katalis A1 sampai dengan A3 dan mengalami peningkatan pada A4pada kemurnian dan densitas. Dari tabel 4.6 dapat dihitung nilai korelasi sebesar 0.891 bahwa korelasi nya sangat kuat dan ada korelasi positif antara kemurnian dan densitas pada masing- masing tipe katalis. Hal ini berarti semakin besar kemurnian yang di dapat, maka akan semakin besar pula viskositas kinematik.
Viskositas kinematis (μ) merupakan sifat fisik biodiesel yang penting.Viskositas kinematis biodiesel berkorelasi dengan jumlah atom karbon, jumlah ikatan rangkap dan suhu [60,61]. Viskositas kinematik meningkat dengan bertambahnya rantai baik asam lemak atau alkohol dalam hidrokarbon, dan peningkatan viskositas kinematik beberapa atom karbon lebih kecil dibandingkan peningkatan viskositas kinematik sebuah hidrokarbon berantai lurus [66]. Viskositasmerupakan salah satu parameter penting dalam kelayakanpenggunaan biodiesel dalam mesin diesel. Jika viskositas semakin tinggi, tahanan akan semakin tinggi. Hal ini sangat penting karena mempengaruhikenerja injektor dalam mesin diesel[67]. Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2012), viskositas kinematik biodiesel pada suhu 40oC adalah 2,3-6,0 mm2/s. Dari hasil penelitian untuk berbagai variasi yang dilakukan diperoleh viskositas kinematik berkisar 5,0-6,0 mm2/s. Dengan demikian biodiesel yang diperoleh telah memenuhi standar viskositas kinematik biodiesel.
47