Untuk meningkatkan kualitas karakteristik biodiesel yang dihasilkan, agar memenuhi standar dan memiliki rendemen yang tinggi hal-hal yang harus diperhatikan dan diteliti lebih lanjut adalah:
1. Perlakuan pasca panen dan pra pengolahan karena kualitas bahan akan menentukan kualitas produk. Perlakuan pasca panen yang harus diperhatikan adalah pengeringan, penyimpanan dan cara pengepresan. Sedangkan untuk pra proses yang harus diperhatikan adalah proses
36
2. Selain secara batch, produksi biodiesel bisa juga dilakukan dengan cara kontinu, sehingga perlu segara dikembangkan cara ini. Salah satu manfaat proses kontinu adalah mempercepat proses produksi.
3. Pemisahan biodiesel dari senyawa atau partikel-partikel yang tidak dibutuhkan adalah tahap yang sangat menentukan kualitas biodiesel akhir. Untuk itu pemisahan air, gliserol, katalis sisa dan senyawa tak dibutuhkan lain harus dilakukan secara sempurna. Alternatif cara pemisahan selain
37
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2005. Potential Producing Oil and Fat Plant in Indonesia. http://www.creitb.or.id/biodiesel/vegetasi/vegetasi.htm [13 Mar 2008].
Anonim. 2007. Feasibility Report Small Scale Biodiesel Production. http://www.istc.illinois.edu/tech/small-scale-biodiesel.pdf [11 Mar 2009]
Anonim. 2008. Esterification. http://www.en.wikipedia.org/esterification.htm [Oct 2008].
Applewhite, T.H. 1980. Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edn. John-Wiley and Sons, New York. Di dalam D Bajpai and VK Tyagi.
Biodiesel: Source, Production,Compotition, Properties and Its Benefits.
J. Oleo Sci. 55: 487-502 [2006].
Azam, M.M., A. Waris, dan N.M. Nahar. 2005. Prospect and Potential of Fatty
Acid Methyl Esters of Some Non-Traditional Seed Oils for Use as Biodiesel in India. Biomass and Bioenergy 29:293-302.
Bajpai, D. dan V.K. Tyagi. 2006. Biodiesel: Source, Production, Composition,
Properties and Its Benefits. J. Oleo Sci. 55:487-502.
Canakci M. dan J.V. Gerpen. 2001. Biodiesel from Oils and Fats with High Free
Fatty Acids. Trans Am Soc Automotive Engine 44:1429-1436.
Canoira, L., R. Alcantara, B. Garci, M.J. Martinez dan J. Carraso. 2005. Biodiesel
from Jojoba oil-wax: Transesterification with Methanol and Properties as Fuel. Biomass and Bioenergy, in press.
Conceicao, M.M, Candeia, R. A., Dantas, H. J., Soledade, L. E. B., Fernandes, Jr., V. J., Souza, A. G. 2005. Theological Behavior of Castor Oil Biodiesel. Energy & Fuels 19:2185-2188.
Formo, M.W. 1979. Physical Properties of Fats and Fatty Acids. Di dalam
Bailey’s Industrial Oil and Fat Products Vol. I, 4th Ed. John Wiley and Sons, New York.
Freedman B., E.H. Pryde, dan T.L. Mounts. 1984. Variable Affecting the Yields of
Fatty Esters from Transesterified Vegetable Oils. J Am Oil Chem Soc
38
Gerpen, J.V., B. Shanks, R.Pruszko, D. Clements dan G. Knothe. 2004. Biodiesel
Production Technology. www.nrel.gov/docs/fy04osti/36244.pdf [11 Mar 2009].
Gubitz, G.M., M. Mittelbach dan M. Trabi. 1999. Exploitation of the Tropical Oil
Seed Plant Jatropha curcas, L. Bioresource Technology 67:73-78.
Gunstone, F.D., J.L. Harwood dan F.B. Padley. 1994. Lipid Handbook, 2nd edn. Chapman and Hall, London. Di dalam D Bajpai and VK Tyagi.
Biodiesel: Source, Production,Compotition, Properties and Its Benefits.
J. Oleo Sci. 55:487-502 [2006].
Gupta, A.K. dan S.V.A.R. Sastry. 2006. Developing the Rate-Equation for
Biodiesel Production Reaction. Jurnal. Department of Chemical
Engineering, Indian Institute of Technology, New Delhi.
Hambali, E., S. Mujdalipah, A.H. Tambunan, A.W. Pattiwiri, dan R. Hendroko. 2007. Teknologi Bioenergi. PT AgroMedia Pustaka, Jakarta.
Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia jilid ke-3. Yayasan Sana Wana Jaya, Jakarta.
Janulis, P., E. Sendzikiene, V. Makareviciene dan K. Kazancev. 2005. Usage of
Fatty Waste for Production of Biodiesel. www1.apini.lt/includes/getfile
.php?id=148 [11 Mar 2009].
Ketaren, S. 2005. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press, Jakarta.
Khan, A.K. 2002. Research into Biodiesel Kinetics and Catalyst Development.
Tesis. Departemen Teknik Kimia. Universitas Queensland.
Ma, F. dan M.A. Hanna. 1999. Biodiesel Production: A Review. Bioresource Technology 70:1-15.
Mattjik A.A. dan I.M. Sumertajaya. 2006. Perancangan Percobaan dengan
Aplikasi SAS dan MINITAB. IPB Press, Bogor.
Meher, L.C., D.V. Sagar dan S.N. Naik. 2006. Technical Aspects of Biodiesel
Production by Transesterification : A Review. Renewable and
39
Norris, F.A. 1981. Refining and Bleaching. Di dalam Bailey’s Industrial Oil and
Fat Products. Vol. II. John Wiley and Sons, New York.
Oil Refineries Ltd. 2009. Oil Refineries Updates on Global Fuel Price Fluctuation Impact on its 2008 Results. http://www.tradingmarkets.com/
.site/news/Stock%20News/ [10 Maret 2009].
Ozgul, S. dan S. Turkay. 2002. Variables Affecting the Yields of Methyl Ester
Derived from In Situ Esterification of Rice Bran Oil. J Am Oil Chem Soc
79:611-614.
Soerawidjaja, T.H. 2005. Energi Alternatif–Biodiesel. http://www.kimia.lipi.go.id/ index.php?pilihan=berita&id=13. [10 Okt 2008].
Sudradjat, R., I. Jaya dan D. Setiawan. 2005. Optimalisasi proses estrans pada
pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.).
Jurnal Penelitian Hasil Hutan 23:239-257.
Sudradjat, R., A. Hendra, Sahirman dan D. Setiawan. 2007. Pembuatan Biodiesel
dari Biji Nyamplung. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 41-56.
Sujana, A. 2007. Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kesambi (Schleichera oleosa)
dengan Metode Esterifikasi dan Transesterifikasi. Laporan Praktik Kerja
Lapangan. Departemen Kimia. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Swern, D. 1982. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products 4th. Volume ke-2. John Wiley & Sons, New York.
Vicente, G., M. Martinez, dan J. Aracil. 2006. A Comparative Study of Vegetable
39
40
Lampiran 1. Prosedur analisis sifat fisikokimia minyak dan biodiesel
1. Kadar Air (Metode Oven, SNI 01-3555-1998)
Cawan aluminium dipanaskan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 1 jam, kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit. Bobot cawan kemudian ditimbang. Sebanyak 5 gram sampel dimasukkan ke dalam cawan aluminium yang telah diketahui bobotnya, kemudian dipanaskan di dalam oven suhu 105 oC selama 1-2 jam. Cawan berisi sampel dikeluarkan dan didinginkan dalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang. Pemanasan dan penimbangan diulangi sampai diperoleh bobot tetap.
% 100
m1 = bobot sampel (g)
m2 = bobot sampel setelah pemanasan (g)
2. Bilangan Asam dan FFA (SNI 01-3555-1998)
Sampel yang akan diuji, ditimbang sebanyak 2-5 gram di dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian ke dalam sampel ditambahkan etanol netral 95 % sebanyak 50 ml dan dipanaskan selama 10 menit. Larutan ditambahkan 3-5 tetes indikator PP, kemudian dititrasi dengan larutan standar KOH 0.1 N hingga berwarna merah muda (konstan selama 15 detik). Jumlah KOH yang digunakan untuk titrasi dicatat untuk menghitung bilangan asam dan kadar FFA.
%
41
A = jumlah ml KOH untuk titrasi N = normalitas larutan KOH B = bobot molekul KOH (56.1) G = gram contoh
M = bobot molekul asam lemak dominan (asam oleat yaitu 282)
3. Viskositas Kinematik (ASTM D-445)
Viskosimeter dibersihkan dengan cairan pembersih, kemudian dibilas hati-hati dengan air suling dan dikeringkan dengan aseton di udara terbuka. Ke dalam viskosimeter dimasukkan air sebanyak 20 ml, kemudian diukur waktu (Tair) untuk melewati batas atas sampai batas bawah pada alat. Viskositas air pada suhu yang telah ditentukan dapat dilihat pada tabel viskositas air. Sampel diukur viskositasnya pada suhu dan volume yang sama dengan air, kemudian dihitung waktu sampel untuk begerak dari batas atas sampai batas bawah pada viskosimeter (Tminyak).
cSt
cSt = centistokes (mm2/s)
4. Densitas (SNI 01-3555-1998)
Bobot jenis ditentukan dengan menggunakan piknometer yang terlebih dahulu dibersihkan dengan alkohol, kemudian dibilas dengan eter. Setelah kering, piknometer ditimbang dan diisi dengan aquades sampai tanda tera, ditutup dan diusahakan agar tidak ada gelembung udara di dalamnya. Piknometer didiamkan pada suhu kamar selama 30 menit, kemudian dikeringkan dan ditimbang. Pengukuran terhadap bobot jenis sampel dilakukan dengan cara yang sama.
42
15 15
WPO = bobot piknometer dan minyak (g0 WP = bobot piknometer kosong (g)
VW = volume air (bobot air) pada 25 oC (ml) f = faktor koreksi bobot jenis sampel
5. Rendemen Biodiesel
Prosedur:
Perolehan biodiesel dihitung dengan membandingkan volume metil ester akhir yang diperoleh setelah sentrifugasi dengan volume awal minyak. Penghitungan:
Volume akhir metil ester (ml)
Rendemen biodiesel (%) = x 100%
45 44
Lampiran 2. Gambar alat (proses) produksi biodiesel, bahan baku dan produk.
1. Biji kesambi
2. Alat press
3. Bungkil sisa pengepresan
4. Penyaringan
5. Minyak kesambi
6. Degumming
Kapasitas = 0.5-1 kg
45 44 7. Esterifikasi/transesterifikasi 8. Pemisahan 9. Pencucian 10. Biodiesel ETN ET ENT
45
Lampiran 3. Rekapitulasi data hasil penelitian 1. Rendemen minyak hasil press
Ulangan Berat (g) Bobot minyak (g) Rendemen (% b/b) 1 529 119.5 22.6 2 537 139.7 26.0 3 528 156.7 29.7 4 570 162.8 28.6 5 528 145.0 27.5 6 564 163.1 28.9 7 526 151.1 28.8 8 515 146.2 28.4 9 562 157.6 28.1 10 538 151.1 28.1 11 520 158.0 30.4 12 576 160.8 27.9 13 543 126.9 23.4 14 555 145.1 26.2 Rata-rata 27.5 2. Bilangan Asam
Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) untuk bilangan asam biodiesel adalah maksimal 0.8 mg KOH/g minyak.
Bilangan asam Rasio metanol (mg KOH/g
minyak)
15:1 20:1 30 menit 60 menit 30 menit 60 menit
ET 1.368 1.414 1.177 1.087 0.978 1.252 1.036 0.910 ENT 0.738 0.662 0.641 0.646 0.867 0.754 0.874 0.604 ETN 0.886 0.724 0.788 0.657 0.948 0.907 0.845 0.910
46
Nilai rata-rata.
No
Perlakuan Bilangan asam
Tahapan Proses Rasio metanol Waktu (menit) (mg KOH/g minyak)
1 ET 15:1 30 1.173 2 ET 15:1 60 1.333 3 ET 20:1 30 1.106 4 ET 20:1 60 0.999 5 ENT 15:1 30 0.803 6 ENT 15:1 60 0.708 7 ENT 20:1 30 0.758 8 ENT 20:1 60 0.625 9 ETN 15:1 30 0.917 10 ETN 15:1 60 0.815 11 ETN 20:1 30 0.817 12 ETN 20:1 60 0.783 Rata-rata 0.903 3. Viskositas Kinematik
Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) untuk viskositas kinematik adalah antara 2.3 – 6 mm2/s (cSt).
Nilai rata-rata.
No Perlakuan Viskositas (cSt)
Tahapan Proses Rasio metanol Waktu (menit)
1 ET 15:1 30 14.4 2 ET 15:1 60 14.6 3 ET 20:1 30 16.0 4 ET 20:1 60 16.4 5 ENT 15:1 30 12.7 6 ENT 15:1 60 13.0 7 ENT 20:1 30 14.9 8 ENT 20:1 60 17.9 9 ETN 15:1 30 14.6 10 ETN 15:1 60 13.2 11 ETN 20:1 30 16.3 12 ETN 20:1 60 15.2 Rata-rata 14.9
47
4. Densitas
Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) untuk densitas biodiesel adalah 0.850-0.890 g/cm3.
Nilai rata-rata.
No Perlakuan Densitas (g/cm3)
Tahapan Proses Rasio metanol Waktu (menit)
1 ET 15:1 30 0.920 2 ET 15:1 60 0.911 3 ET 20:1 30 0.909 4 ET 20:1 60 0.911 5 ENT 15:1 30 0.911 6 ENT 15:1 60 0.906 7 ENT 20:1 30 0.908 8 ENT 20:1 60 0.906 9 ETN 15:1 30 0.908 10 ETN 15:1 60 0.907 11 ETN 20:1 30 0.909 12 ETN 20:1 60 0.907 Rata-rata 0.909 5. Rendemen Biodiesel Nilai rata-rata. No Perlakuan Rendemen (%) Tahapan Proses Rasio
metanol Waktu (menit) 1 ET 15:1 30 61.31 2 ET 15:1 60 61.32 3 ET 20:1 30 96.83 4 ET 20:1 60 94.34 5 ENT 15:1 30 81.79 6 ENT 15:1 60 81.81 7 ENT 20:1 30 53.01 8 ENT 20:1 60 53.03 9 ETN 15:1 30 58.03 10 ETN 15:1 60 58.04 11 ETN 20:1 30 60.38 12 ETN 20:1 60 60.40 Rata-rata 68.36
48
6. Kadar Air
Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) untuk kadar air biodiesel adalah maksimal 0.05 %.
Nilai rata-rata.
No Perlakuan Kadar air (%)
Tahapan Proses Rasio metanol Waktu (menit)
1 ET 15:1 30 0.82 2 ET 15:1 60 0.73 3 ET 20:1 30 0.47 4 ET 20:1 60 0.60 5 ENT 15:1 30 0.70 6 ENT 15:1 60 0.68 7 ENT 20:1 30 0.12 8 ENT 20:1 60 0.14 9 ETN 15:1 30 0.33 10 ETN 15:1 60 0.26 11 ETN 20:1 30 0.42 12 ETN 20:1 60 0.10 Rata-rata 0.45
49
Lampiran 4. Analisa sidik ragam (ANOVA) hasil penelitian utama (α = 0,05).
1. Hasil (output) ANOVA hasil input data di SPSS 15.
Jika F hitung lebih besar dari F-tabel maka faktor tersebut berpengaruh nyata terhadap nilai bilangan asam.
Variabel Dependen: Bilangan Asam
Source Kuadrat Jumlah Derajat Bebas Kuadrat Tengah F-hitung F-tabel
Corrected Model .969(a) 11 .088 5.090 .005
Intercept 19.572 1 19.572 1130.694 .000
Tahapan Proses (A) .797 2 .398 23.016 .000 Rasio Metanol (B) .073 1 .073 4.211 .063 Waktu (C) .016 1 .016 .922 .356 AB .024 2 .012 .705 .514 AC .020 2 .010 .585 .572 BC .009 1 .009 .543 .475 ABC .030 2 .015 .853 .451 Error .208 12 .017 Total 20.749 24 Corrected Total 1.177 23
a R Squared = .824 (Adjusted R Squared = .662)
2. Uji Lanjut
Dibawah adalah uji lanjut menggunakan metode Duncan yang menunjukkan bahwa ET berbeda nyata dengan hasil ENT dan ETN sedangkan hasil yang hampir sama (tidak berbeda nyata) diperoleh dari ENT dan ETN
Duncan
Tahap proses N Subset
1 2
ENT 8 .72321
ETN 8 .83316
ET 8 1.15280
50
Lampiran 5. Standar Biodiesel 1. ASTM D-5671
Karakteristik Metode ASTM Batas Satuan Kalsium & Magnesium, campuran EN 14538 maks. 5 ppm (ug/g)
Flash Point (mangkuk tertutup) D 93 min. 93 oC
Alcohol Control (salah satu harus
dipenuhi)
1. Kadar metanol EN14110 maks. 0.2 % vol.
2. Flash Point D93 min 130 oC
Air & Sedimen D 2709 maks. 0.05 % vol.
Viskositas Kinematik, 40 oC D 445 1.9 - 6.0 mm2/sec.
Sulfated Ash D 874 maks. 0.02 % mass
Sulfur S 15 Grade D 5453 maks. 0.0015 (15) % mass (ppm) S 500 Grade D 5453 maks. 0.05 (500) % mass (ppm)
Copper Strip Corrosion D 130 maks. No. 3
Setana D 613 min. 47
Cloud Point D 2500
Sisa Karbon 100% contoh D 4530* maks. 0.05 % mass
Bilangan Asam D 664 maks. 0.50 mg KOH/g
Gliserin bebas D 6584 maks. 0.020 % mass Total Gliserin D 6584 maks 0.240 % mass Kadar Phospor D 4951 maks. 0.001 % mass
Distillation, T90 AET D 1160 maks. 360 oC
Natrium/Kalium, campuran EN 14538 maks. 5 ppm
Oxidation Stability EN 14112 min. 3 Jam
51
2. SNI 04-7182-2006
No Parameter Satuan Nilai
1 Massa jenis pada 40 °C kg/m3 850 – 890 2 Viskositas kinematik pd 40 °C mm2/s (cSt) 2,3 – 6,0
3 Angka setana min. 51
4 Titik nyala (mangkok tertutup) °C min. 100
5 Titik kabut °C maks. 18
6 Korosi lempeng tembaga (3 jam pada maks. no 3
50 °C)
7 Residu karbon %-massa
- dalam contoh asli, atau maks 0,05
- dalam 10 % ampas distilasi maks. 0,30
8 Air dan sedimen %-vol. maks. 0,05*
9 Temperatur distilasi 90 % °C maks. 360
10 Abu tersulfatkan %-massa maks.0,02
11 Belerang ppm-m (mg/kg) maks. 100
12 Fosfor ppm-m (mg/kg) maks. 10
13 Angka asam mg-KOH/g maks.0,8
14 Gliserol bebas %-massa maks. 0,02
15 Gliserol total %-massa maks. 0,24
16 Kadar ester alkil %-massa min. 96,5
17 Angka iodium %-massa maks. 115
(g-I2/100 g)
18 Uji Halphen Negatif
Catatan dapat diuji terpisah dengan ketentuan kandungan sedimen maksimum 0.01 % vol Sumber: www.bsn.go.id