1 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
Oleh
RINI INDRAYATI F 34104064
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
RINI INDRAYATI F34104064
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS PERTANIAN BOGOR
PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Departemen Teknolgi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
RINI INDRAYATI F 34104064
Dilahirkan pada Tanggal 30 Januari 1987 Di Tangerang, Banten
Tanggal lulus : 11 Desember 2008
Menyetujui, Bogor, 23 Januari 2009
4 Rini Indrayati. F 34104064. Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar Pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan berbagai Jenis Minyak Nabati. Di bawah bimbingan Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si.
RINGKASAN
Kelemahan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif yaitu mulai terbentuknya kristal atau gel pada suhu rendah sehingga akan menghambat proses pembakaran. Ketahanan biodiesel pada suhu rendah umumnya dipengaruhi oleh komposisi asam lemak minyak nabati penyusunnya. Asam lemak tak jenuh memiliki titik awan dan titik tuang lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak jenuh, namun rentan terhadap oksidasi. Pencampuran biodiesel dengan komposisi asam lemak yang berbeda akan menghasilkan karakteristik baru, yang diharapkan mampu meningkatkan ketahanan biodiesel campuran pada suhu rendah.
Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan titik awan dan titik tuang pada biodiesel Jarak pagar. Penelitian pendahuluan mencakup penentuan sumber minyak nabati pencampur biodiesel Jarak pagar yang menghasilkan penurunan titik awan dan titik tuang terendah pada campuran. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati lainnya yang meliputi biodiesel Kedelai, Biji rapa, Kelapa sawit, dan Kelapa pada rentang konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran sebesar 10% (v/v).
Penelitian utama terbagi menjadi beberapa tiga tahapan yaitu penentuan kisaran konsentrasi campuran Jarak pagar-minyak nabati terpilih menggunakan dua metode pencampuran, karakterisasi sifat fisikokimia dan stabilitas oksidasi, serta penentuan konsentrasi campuran dan metode pencampuran terbaik. Pencampuran metode 1 merupakan campuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati terpilih, dan pencampuran metode 2 merupakan campuran minyak Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih sebelum dikonversi menjadi biodiesel. Pencampuran dilakukan pada penambahan konsentrasi Jarak pagar dalam campuran sebesar 5% (v/v). Parameter kualitas yang diuji meliputi bilangan asam, komposisi asam lemak (Kromatografi gas), titik awan, titik tuang, densitas, viskositas, bilangan iod, dan stabilitas oksidasi (metode Rancimat).
5 Berdasarkan pada lamanya waktu yang dibutuhkan oleh masing-masing biodiesel campuran untuk bertahan pada suhu 0ºC, konsentrasi 55% jarak pagar menunjukkan waktu yang lebih lama dibandingkan konsentrasi lainnya. Pengujian titik awan menunjukkan metode 1 merupakan teknik pencampuran terbaik. Hal ini ditunjukkan oleh penurunan titik awan pada metode 1 lebih baik dari metode 2 yaitu sebesar 3ºC.
Analisa fisikokimia pada masing-masing biodiesel campuran menghasilkan kualitas yang sesuai dengan ASTM D 6751 dan SNI biodiesel No. 04-7182-2006. Beberapa kualitas tersebut adalah densitas pada kisaran 0,8565 – 0,8793 g/cm3, viskositas kinematik 40ºC pada kisaran 3,85 – 5,7 mm2/detik dan bilangan iod pada kisaran 44,74 – 70,98 gI2/100g. Berdasarkan analisis keragaman pada tingkat
kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran berpengaruh nyata terhadap viskositas, densitas, dan bilangan iod.
Waktu induksi pada biodiesel campuran menunjukkan nilai yang lebih baik dibandingkan dengan biodiesel jarak pagar (2,62 jam). Campuran 55% Jarak pagar dalam campuran metode 1, campuran metode 2, dan Jarak pagar-metil laurat menghasilkan waktu induksi masing-masing sebesar 3,05, 2,74 dan 6,10 jam.
6 Rini Indrayati. F 34104064. Improving Properties of Jatropha Biodiesel at Low Temperature through Combination of Blending with Other Vegetable Oil. Supervised by Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si.
SUMMARY
The limitation of biodiesels as fuel is that it will form crystal or gel at low temperature, which it can cause restriction in combustion process. Cold flow properties of biodiesel are affected by fatty acid composition in vegetable oil. Unsaturated fatty acid has lower cloud point and pour point than saturated one, but it more suceptible to oxidation. Blending of biodiesels with different fatty acid compositions was expected to improve low temperature properties of biodiesel.
The objective of this research is to decrease the value of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel. The preliminary research was to determine the best compotition which has lowest cloud point and pour point. Blending Jatropha biodiesel was done with Soybean biodiesel, Rapeseed biodiesel, Palm biodiesel, and Coconut biodiesel. Concentration of Jatropha biodiesel start from 10% (v/v) to 100% (v/v) with increment 10% (v/v).
The Main research divided into three step that is determination of the best range composition form the most suitable vegetable oil blends using two blending methods, physicochemical and stability oxidation analysis, and determination of the best composition and blending method. Methode one is blending Jatropha biodiesel with selected vegetable oil biodiesel, and methode two blending between Jatropha oil and selected vegetable oil before biodiesel processing. Blending was done with addition of 5% Jatropha in blends. The quality parameter that were tested includes acid value, fatty acid compotition (GC), cloud point, pour point, density, viscosity, iodine number, and oxidation stability ( Rancimat method).
The preliminary research shows that the Coconut biodiesel is the best blending subtances, because it can give lowering of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel at 3ºC and 6ºC, respectively. It happens in the range 50-70% Jatropha at method 1, and 35-55% Jatropha at method 2. The value of cloud point and pour point in that range was equal at 9ºC , -6ºC, respectively (method 1), and at 12ºC , -9ºC, respectively (method 2). In addition was done blends of Jatropha biodiesel with metil laurat to investigated the role of metil laurat to lowering cloud point and pour point of jatropha biodiesel. Metil laurat known as dominant fatty acid at Coconut biodiesel. Its blends has lowest cloud point and pour poit at -3ºC and -18ºC. Blends biodiesels shown decrease cloud point and pour point below the value of pure biodiesel that is Jatropha biodiesel (12oC - 0oC), coconut biodiesel (15oC - 6oC), and metil laurat ( 9ºC - 3ºC).
Based on time to resistance at temperature 0ºC, 55% Jatropha in each blend methods had the longest time compare with others concentration. The result of cloud point show that blending method 1 is the best blending techniques compare with blending method 2. It shown by cloud point at methode 1 is lower than methode 2.
8 SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
” PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA
SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI “ adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2009
9 RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada Tanggal 30 Januari 1987 sebagai anak pertama dari pasangan bapak Suharno dan ibu Sriyatun. Tahun 2004 lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 1 Curug, Tangerang dan melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor melalui Undangan Seleksi Mahasiswa Baru (USMI). Penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.
Kegiatan praktek lapangan penulis dilaksanakan di PT. Triteguh Manunggal Sejati yang merupakan anak perusahaan Garudafood, Tangerang untuk mempelajari Aspek Tata Letak dan Penanganan Barang-barang Produksi. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai
10 KATA PENGANTAR
Terucap rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (skripsi)
dengan judul ” Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah
Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai Jenis Minyak Nabati”.
Selama pelaksanaan penelitian hingga terbentuknya skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, arahan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Dwi setyaningsih, MSi., selaku dosen pembimbing akademik atas
bimbingan, arahan dan do’a yang telah diberikan kepada penulis selama
menjalankan kegiatan akademik hingga terselesaikannya penelitian dan skripsi ini.
2. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc. dan Dr. Ir. Endang warsiki, MT., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak arahan dan saran untuk perbaikan skripsi ke arah yang lebih baik.
3. Chichi, Haha, dan kedua otooto ku yang selalu memberikan kasih sayang,
do’a dan semangat.
4. Ira ayuthia, Miranti Setiarsih, Dea Ayesha, Aang Zen, dan Hidea Adi N. selaku rekan-rekan beda nasib beda perjuangan selama melakukan penelitian di SBRC.
5. Sahabat-sahabat ter-aneh penulis yaitu Maritza Hanif, Galih Krisnawati, Restu Yulia, Siti Mulia, Shinta KW, Mega Ayu, Bimo BA, Fajri G, Noor Ariefandie, dan Aang Zen yang selalu memberikan semangat, canda dan tawa kepada penulis selama menjalankan perkuliahan di TIN.
6. Teman-teman TIN 41 yang selalu membuat ramai setiap perkuliahan. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak lain yang membutuhkan.
Bogor, Januari 2009
1 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
Oleh
RINI INDRAYATI F 34104064
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
RINI INDRAYATI F34104064
2009
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS PERTANIAN BOGOR
PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Pada Departemen Teknolgi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
RINI INDRAYATI F 34104064
Dilahirkan pada Tanggal 30 Januari 1987 Di Tangerang, Banten
Tanggal lulus : 11 Desember 2008
Menyetujui, Bogor, 23 Januari 2009
4 Rini Indrayati. F 34104064. Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar Pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan berbagai Jenis Minyak Nabati. Di bawah bimbingan Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si.
RINGKASAN
Kelemahan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif yaitu mulai terbentuknya kristal atau gel pada suhu rendah sehingga akan menghambat proses pembakaran. Ketahanan biodiesel pada suhu rendah umumnya dipengaruhi oleh komposisi asam lemak minyak nabati penyusunnya. Asam lemak tak jenuh memiliki titik awan dan titik tuang lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak jenuh, namun rentan terhadap oksidasi. Pencampuran biodiesel dengan komposisi asam lemak yang berbeda akan menghasilkan karakteristik baru, yang diharapkan mampu meningkatkan ketahanan biodiesel campuran pada suhu rendah.
Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan titik awan dan titik tuang pada biodiesel Jarak pagar. Penelitian pendahuluan mencakup penentuan sumber minyak nabati pencampur biodiesel Jarak pagar yang menghasilkan penurunan titik awan dan titik tuang terendah pada campuran. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati lainnya yang meliputi biodiesel Kedelai, Biji rapa, Kelapa sawit, dan Kelapa pada rentang konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran sebesar 10% (v/v).
Penelitian utama terbagi menjadi beberapa tiga tahapan yaitu penentuan kisaran konsentrasi campuran Jarak pagar-minyak nabati terpilih menggunakan dua metode pencampuran, karakterisasi sifat fisikokimia dan stabilitas oksidasi, serta penentuan konsentrasi campuran dan metode pencampuran terbaik. Pencampuran metode 1 merupakan campuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati terpilih, dan pencampuran metode 2 merupakan campuran minyak Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih sebelum dikonversi menjadi biodiesel. Pencampuran dilakukan pada penambahan konsentrasi Jarak pagar dalam campuran sebesar 5% (v/v). Parameter kualitas yang diuji meliputi bilangan asam, komposisi asam lemak (Kromatografi gas), titik awan, titik tuang, densitas, viskositas, bilangan iod, dan stabilitas oksidasi (metode Rancimat).
5 Berdasarkan pada lamanya waktu yang dibutuhkan oleh masing-masing biodiesel campuran untuk bertahan pada suhu 0ºC, konsentrasi 55% jarak pagar menunjukkan waktu yang lebih lama dibandingkan konsentrasi lainnya. Pengujian titik awan menunjukkan metode 1 merupakan teknik pencampuran terbaik. Hal ini ditunjukkan oleh penurunan titik awan pada metode 1 lebih baik dari metode 2 yaitu sebesar 3ºC.
Analisa fisikokimia pada masing-masing biodiesel campuran menghasilkan kualitas yang sesuai dengan ASTM D 6751 dan SNI biodiesel No. 04-7182-2006. Beberapa kualitas tersebut adalah densitas pada kisaran 0,8565 – 0,8793 g/cm3, viskositas kinematik 40ºC pada kisaran 3,85 – 5,7 mm2/detik dan bilangan iod pada kisaran 44,74 – 70,98 gI2/100g. Berdasarkan analisis keragaman pada tingkat
kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran berpengaruh nyata terhadap viskositas, densitas, dan bilangan iod.
Waktu induksi pada biodiesel campuran menunjukkan nilai yang lebih baik dibandingkan dengan biodiesel jarak pagar (2,62 jam). Campuran 55% Jarak pagar dalam campuran metode 1, campuran metode 2, dan Jarak pagar-metil laurat menghasilkan waktu induksi masing-masing sebesar 3,05, 2,74 dan 6,10 jam.
6 Rini Indrayati. F 34104064. Improving Properties of Jatropha Biodiesel at Low Temperature through Combination of Blending with Other Vegetable Oil. Supervised by Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si.
SUMMARY
The limitation of biodiesels as fuel is that it will form crystal or gel at low temperature, which it can cause restriction in combustion process. Cold flow properties of biodiesel are affected by fatty acid composition in vegetable oil. Unsaturated fatty acid has lower cloud point and pour point than saturated one, but it more suceptible to oxidation. Blending of biodiesels with different fatty acid compositions was expected to improve low temperature properties of biodiesel.
The objective of this research is to decrease the value of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel. The preliminary research was to determine the best compotition which has lowest cloud point and pour point. Blending Jatropha biodiesel was done with Soybean biodiesel, Rapeseed biodiesel, Palm biodiesel, and Coconut biodiesel. Concentration of Jatropha biodiesel start from 10% (v/v) to 100% (v/v) with increment 10% (v/v).
The Main research divided into three step that is determination of the best range composition form the most suitable vegetable oil blends using two blending methods, physicochemical and stability oxidation analysis, and determination of the best composition and blending method. Methode one is blending Jatropha biodiesel with selected vegetable oil biodiesel, and methode two blending between Jatropha oil and selected vegetable oil before biodiesel processing. Blending was done with addition of 5% Jatropha in blends. The quality parameter that were tested includes acid value, fatty acid compotition (GC), cloud point, pour point, density, viscosity, iodine number, and oxidation stability ( Rancimat method).
The preliminary research shows that the Coconut biodiesel is the best blending subtances, because it can give lowering of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel at 3ºC and 6ºC, respectively. It happens in the range 50-70% Jatropha at method 1, and 35-55% Jatropha at method 2. The value of cloud point and pour point in that range was equal at 9ºC , -6ºC, respectively (method 1), and at 12ºC , -9ºC, respectively (method 2). In addition was done blends of Jatropha biodiesel with metil laurat to investigated the role of metil laurat to lowering cloud point and pour point of jatropha biodiesel. Metil laurat known as dominant fatty acid at Coconut biodiesel. Its blends has lowest cloud point and pour poit at -3ºC and -18ºC. Blends biodiesels shown decrease cloud point and pour point below the value of pure biodiesel that is Jatropha biodiesel (12oC - 0oC), coconut biodiesel (15oC - 6oC), and metil laurat ( 9ºC - 3ºC).
Based on time to resistance at temperature 0ºC, 55% Jatropha in each blend methods had the longest time compare with others concentration. The result of cloud point show that blending method 1 is the best blending techniques compare with blending method 2. It shown by cloud point at methode 1 is lower than methode 2.
8 SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
” PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA
SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN
BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI “ adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2009
9 RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada Tanggal 30 Januari 1987 sebagai anak pertama dari pasangan bapak Suharno dan ibu Sriyatun. Tahun 2004 lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 1 Curug, Tangerang dan melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor melalui Undangan Seleksi Mahasiswa Baru (USMI). Penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.
Kegiatan praktek lapangan penulis dilaksanakan di PT. Triteguh Manunggal Sejati yang merupakan anak perusahaan Garudafood, Tangerang untuk mempelajari Aspek Tata Letak dan Penanganan Barang-barang Produksi. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai
10 KATA PENGANTAR
Terucap rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (skripsi)
dengan judul ” Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah
Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai Jenis Minyak Nabati”.
Selama pelaksanaan penelitian hingga terbentuknya skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, arahan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Dwi setyaningsih, MSi., selaku dosen pembimbing akademik atas
bimbingan, arahan dan do’a yang telah diberikan kepada penulis selama
menjalankan kegiatan akademik hingga terselesaikannya penelitian dan skripsi ini.
2. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc. dan Dr. Ir. Endang warsiki, MT., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak arahan dan saran untuk perbaikan skripsi ke arah yang lebih baik.
3. Chichi, Haha, dan kedua otooto ku yang selalu memberikan kasih sayang,
do’a dan semangat.
4. Ira ayuthia, Miranti Setiarsih, Dea Ayesha, Aang Zen, dan Hidea Adi N. selaku rekan-rekan beda nasib beda perjuangan selama melakukan penelitian di SBRC.
5. Sahabat-sahabat ter-aneh penulis yaitu Maritza Hanif, Galih Krisnawati, Restu Yulia, Siti Mulia, Shinta KW, Mega Ayu, Bimo BA, Fajri G, Noor Ariefandie, dan Aang Zen yang selalu memberikan semangat, canda dan tawa kepada penulis selama menjalankan perkuliahan di TIN.
6. Teman-teman TIN 41 yang selalu membuat ramai setiap perkuliahan. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak lain yang membutuhkan.
Bogor, Januari 2009
11 DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
I. PENDAHULUAN ... 1
A.Latar Belakang ... 1
B. Tujuan ... 3
C.Ruang Lingkup ... 3
II.TINJAUAN PUSTAKA……….………... 4
A.Biodiesel ... 4
B. Biodiesel Minyak Nabati ... 5
1. Minyak Jarak Pagar ... 6
2. Minyak Kedelai ... 8
3. Minyak Biji Rapa ... 9
4. Minyak Kelapa Sawit ... 11
5. Minyak Kelapa ... 13
C.Kualitas Biodiesel Pada Suhu Rendah ... 15
D.Parameter Kualitas Biodiesel ... 16
III.METODOLOGI PENELITIAN ... 21
A.Bahan dan Alat ... 21
B. Tahapan Penelitian... 21
C.Prosedur Penelitian ... 22
D.Metoda Analisa ... 29
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN ... 35
A.Penelitian Pendahuluan ... 35
1. Pembuatan Biodiesel Berbagai Minyak Nabati ... 35
2. Penentuan Sumber Pencampur ... 38
12 1. Penentuan Kisaran Konsentrasi Biodiesel Campuran
Menggunakan 2 Metode Pencampuran ... 54 2. Analisa Parameter Kualitas Biodiesel ... 56 A. Analisa biodiesel pada Suhu Rendah ... 57 B. Analisa Sifat Fisikokimia ... 61 C. Analisa Stabilitas Oksidasi ... 66 3. Penentuan Komposisi Konsentrasi Jarak pagar
13 DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Jarak pagar ... 7 Tabel 2. Komposisi asam lemak minyak Jarak pagar ... 7 Tabel 3. Komposisi asam lemak pada minyak Kedelai ... 8 Tabel 4. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kedelai ... 9 Tabel 5. Komposisi asam lemak minyak biji rapa ... 10 Tabel 6. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Biji Rapa ... 11 Tabel 7. Komposisi asam lemak pada minyak Kelapa Sawit kasar ... 12 Tabel 8. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kelapa Sawit ... 13 Tabel 9. Komposisi asam lemak penyusun minyak Kelapa ... 14 Tabel 10.Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kelapa ... 14 Tabel 11.Pengaruh struktur kimia terhadap titik cair
dan titik didih asam lemak dan alkil esternya ... 16 Tabel 12.Viskositas 40ºC metil ester ... 17 Tabel 13.Densitas dan bobot molekul metil ester ... 18 Tabel 14.Kadar asam lemak bebas masing-masing minyak nabati ... 36 Tabel 15.Bilangan asam pada masing-masing biodiesel ... 37 Tabel 16.Distribusi metil ester kelima jenis biodiesel ... 38 Tabel 17.Titik awan dan titik tuang biodiesel ... 39 Tabel 18.Viskositas kinematik pada berbagai jenis biodiesel ... 42 Tabel 19.Viskositas metil ester dominan masing-masing biodiesel ... 46 Tabel 20.Densitas pada berbagai jenis biodiesel ... 50 Tabel 21.Stabilitas oksidasi biodiesel campuran terpilih ... 67 Tabel 22.Data pengukuran biodiesel terpilih ... 69
14 DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Reaksi esterifikasi asam lemak bebas dengan metanol ... 4 Gambar 2. Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol ... 5 Gambar 3. Diagram alir tahapan penelitian ... 21 Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan biodiesel 2 tahap ... 23 Gambar 5. Diagram alir proses pencampuran biodiesel Jarak pagar
dengan biodiesel minyak nabati lainnya metode 1 dan metode 2 .. 27 Gambar 6. Diagram alir pembuatan biodiesel asam lemak (metil ester). ... 28 Gambar 7. Prinsip pengukuran titik awan pada bahan bakar ... 31 Gambar 8. Prinsip pengukuran titik tuang pada bahan bakar ... 32 Gambar 9. Biodiesel dari masing-masing minyak nabati. ... 37 Gambar 10. Perubahan titik awan dan titik tuang Jarak pagar-Kedelai ... 41 Gambar 11. Perubahan titik awan dan titik tuang Jarak pagar-Biji Rapa ... 42 Gambar 12. Perubahan titik awan dan titik tuang Jarak pagar-Kelapa sawit... 43 Gambar 13. Perubahan titik awan dan titik tuang Jarak pagar-Kelapa ... 44 Gambar 14. Perubahan viskositas campuran Jarak pagar-Kedelai ... 47 Gambar 15. Perubahan viskositas campuran Jarak pagar-Biji Rapa ... 48 Gambar 16. Perubahan viskositas campuran Jarak pagar-Kelapa Sawit ... 48 Gambar 17. Perubahan viskositas campuran Jarak pagar-Kelapa ... 49 Gambar 18. Perubahan densitas campuran Jarak pagar-Kedelai ... 51 Gambar 19. Perubahan densitas campuran Jarak pagar-Biji Rapa ... 51 Gambar 20. Perubahan densitas campuran Jarak pagar-Kelapa Sawit ... 52 Gambar 21. Perubahan densitas campuran Jarak pagar-Kelapa ... 53 Gambar 22. Bilangan asam biodiesel campuran metode 2 ... 55 Gambar 23. Waktu pengawanan pada biodiesel campuran ... 56 Gambar 24. Perubahan titik awan biodiesel campuran terhadap konsentrasi .... 58 Gambar 25. Perubahan titik tuang biodiesel campuran terhadap konsentrasi ... 59 Gambar 26. Perubahan viskositas biodiesel campuran terhadap konsentrasi .... 62 Gambar 27. Perubahan densitas biodiesel campuran terhadap konsentrasi ... 63 Gambar 28. Perubahan bilangan iod pada biodiesel campuran terhadap
15 DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Standar mutu biodiesel ... 78 Lampiran 2. Hasil analisis pengukuran parameter biodiesel
pada berbagai konsentrasi ... 79 Lampiran 3. Distribusi alkil ester biodiesel hasil pencampuran
16 I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Biodiesel merupakan bahan bakar yang tersusun atas alkil ester yang dapat terbakar dengan baik sehingga mampu mengurangi pencemaran udara. Sebagai bahan bakar yang dapat diperbaharui, biodiesel memiliki beberapa keuntungan antara lain kemudahan dalam pemakaiannya yaitu tidak diperlukan modifikasi pada mesin diesel, ramah lingkungan karena hampir tidak mengandung SOx, akselerasi mesin lebih baik, dan dapat diproduksi
secara domestik sebagai hasil pertanian.
Salah satu tantangan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif yaitu mulai terbentuknya kristal pada suhu rendah. Metil atau etil ester dari minyak nabati (biodiesel) memiliki suhu kristalisasi lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar diesel. Kristal-kristal yang terbentuk akan menghambat aliran bahan bakar menuju ruang pembakaran yang menyebabkan bahan bakar tersebut sulit menyala pada suhu rendah. Ketahanan bahan bakar pada suhu rendah umumnya dikarakterisasi oleh tiga parameter suhu yaitu titik awan yang merupakan awal mulanya terjadi kristalisasi, cold filter plugging point yang merupakan titik awal bahan bakar menyumbat filter mesin, dan titik tuang dimana bahan bakar sudah tidak mampu lagi untuk mengalir (Tang et al., 2008).
Ketahanan biodiesel pada suhu rendah bergantung pada komposisi asam lemak dari minyak nabatinya. Umumnya asam lemak jenuh lebih rentan terhadap penurunan suhu sehingga memiliki kecenderungan membentuk kristal (memadat) terlebih dahulu dibandingkan dengan asam lemak tak-jenuhnya. Hal ini dikarenakan asam lemak jenuh memiliki nilai titik leleh lebih tinggi dari asam lemak tak-jenuhnya.
17 bahan baku biodiesel adalah minyak Jarak pagar (Jatropha curcas). Namun dibandingkan dengan bahan bakar diesel, biodiesel Jarak pagar masih memiliki nilai titik awan, titik tuang dan viskositas yang lebih tinggi.
Minyak nabati lainnya yang berpotensi digunakan sebagai sumber pencampur antara lain minyak Kelapa sawit dan Kelapa yang banyak dibudidayakan di daerah tropis. Selain itu, minyak Kedelai dan Biji Rapa yang juga sudah dikembangkan sebagai penghasil biodiesel utama di negara Eropa dan Amerika. Minyak Kelapa dengan kandungan asam laurat yang tinggi memiliki ketahanan terhadap oksidasi, dan bilangan setana yang tinggi. Sedangkan minyak Kelapa sawit memiliki komposisi asam lemak jenuh dan tak jenuh yang seimbang sehingga menghasilkan karakteristik stabil terhadap oksidasi, namun rentan terhadap suhu yang dingin. Minyak Kedelai dan minyak Biji Rapa didominasi oleh asam lemak tak jenuh, sehingga kedua jenis minyak ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap suhu rendah, namun kurang stabil terhadap oksidasi.
18 B. TUJUAN
1. Menentukan sumber pencampur biodiesel Jarak pagar yang menghasilkan ketahanan pada suhu rendah terbaik dari campuran Jarak pagar dengan minyak nabati lainnya yaitu minyak Kedelai, dan minyak Biji Rapa (minyak nabati sub-tropis kaya akan asam lemak tak-jenuh), minyak Kelapa, dan minyak Kelapa sawit kasar (minyak nabati tropis kaya akan asam lemak jenuh).
2. Menentukan komposisi perbandingan dengan ketahanan pada suhu rendah terbaik dari pencampuran Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih. 3. Menentukan teknik pencampuran terbaik pada pencampuran minyak Jarak
pagar dengan minyak nabati terpilih.
4. Membandingkan pencampuran Jarak pagar-biodiesel terpilih dengan Jarak pagar-FAME biodiesel terpilih.
5. Mengetahui karakteristik fisikokimia dan faktor-faktor yang mempengaruhi dari campuran biodiesel terpilih.
C. RUANG LINGKUP
1. Pembuatan dan pencampuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel nabati lainnya.
2. Menentukan sumber pencampur yang menghasilkan ketahanan pada suhu rendah terbaik.
3. Pembuatan dan pencampuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel terpilih dengan teknik dan kisaran konsentrasi yang berbeda.
4. Pembuatan campuran biodiesel Jarak pagar-FAME terpilih pada kisaran konsentrasi terbaik.
5. Penentuan konsentrasi terbaik pada dua metode dan teknik pencampuran terbaik.
19 II. TINJAUAN PUSTAKA
A.BIODIESEL
Biodiesel merupakan bahan bakar berbasis non-petrolium yang tersusun atas metil ester yang diperoleh dari transesterifikasi trigliserida (TG) atau esterifikasi asam lemak bebas (ALB) dengan alkohol yang memiliki berat molekul rendah (Lotero et al., 2004). Selain itu, biodiesel juga merupakan bahan bakar alternatif yang menjanjikan karena sifatnya yang dapat diperbaharui (renewable), dapat diproduksi secara lokal dan bersifat ramah lingkungan (Ramadhas et al., 2005; Cvengros et al., 2006).
Proses konversi trigliserida menjadi metil ester melalui reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa. Kandungan asam lemak bebas pada minyak nabati dapat mengganggu reaksi transesterifikasi, karena akan bereaksi dengan katalis basa membentuk sabun. Sehingga perlu dilakukan terlebih dahulu pemisahan atau pengubahan asam lemak bebas menjadi metil ester yang dinamakan tahap pre-esterifikasi. Kandungan asam lemak bebas dalam biodiesel akan menimbulkan suasana asam yang mengakibatkan korosi pada peralatan injeksi bahan bakar, penyumbatan pada filter dan pembentukan sedimentasi pada injektor (Anonim, 2005).
Katalis-katalis yang cocok digunakan pada tahap pre-esterifikasi adalah zat berkarakter asam kuat. Asam sulfat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalam praktek industrial (Soerawidjaja, 2006). Reaksi esterifikasi asam lemak bebas ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Reaksi esterifikasi asam lemak bebas dengan metanol
20 hidrolisis. Alkohol yang sering digunakan yaitu metanol, karena harganya lebih murah di bandingkan dengan turunan alkohol lainnya (Lotero et al., 2004, Meher et al., 2004). Transesterifikasi secara luas digunakan untuk mengurangi viskositas trigliserida dengan meningkatkan kandungan fisik bahan bakar terbaharukan untuk meningkatkan kinerja mesin (Fukuda et al., 2001). Reaksi transesterifikasi gliserida dengan metanol dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol
Proses transesterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor tergantung kondisi reaksinya. Faktor tersebut diantaranya adalah kandungan asam lemak bebas dan kadar air minyak, jenis katalis dan konsentrasinya, perbandingan molar antara alkohol dengan minyak dan jenis alkohol, suhu dan lamanya reaksi, intensitas pencampuran dan penggunaan co-solvent organik (Meher et al., 2004).
Kualitas biodiesel dipengaruhi oleh kualitas minyak (feedstock), komposisi asam lemak dari minyak, proses produksi dan bahan lain yang digunakan dalam proses dan parameter pasca-produksi seperti kontaminan (Gerpen, 2004). Kontaminan tersebut diantaranya adalah bahan tak tersabunkan, air, gliserin terikat, alkohol, asam lemak bebas, sabun, residu katalis (Gerpen, 1996).
B.BIODIESEL MINYAK NABATI
21 diturunkan dari minyak nabati, walaupun dapat pula menggunakan lemak hewan. Beberapa minyak nabati yang memiliki potensi untuk dijadikan sebagai sumber biodiesel yaitu :
A.Minyak Jarak Pagar
Jarak pagar (Jatropha curcas) termasuk dalam famili Euphorbiaceae merupakan tanaman semak atau pohon yang tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh pada area dengan curah hujan rendah sampai tinggi (200-1500 mm per tahun). Tanaman ini berasal dari Amerika tengah dan saat ini sudah sangat banyak dibudidayakan di Amerika Selatan dan Tengah, India, dan Afrika (Gubitz et al., 1999). Jarak pagar memiliki potensi untuk memperbaiki lingkungan dan meningkatkan kualitas hidup penduduk pedesaan di negara tropis karena pemanfaatanya yang sangat beragam. Tanaman ini dapat digunakan untuk mencegah atau mengontrol erosi, reklamasi lahan, meningkatkan kesuburan tanah dan merupakan tanaman pagar.
Sifat fisikokimia pada minyak Jarak pagar berbeda dibandingkan dengan minyak nabati lain. Minyak Jarak mengandung racun krusin yang sangat berbahaya bagi manusia (Indartono, 2006) dan memiliki rasa asam, selain itu, minyak Jarak pagar dapat dibedakan dari trigliserida lainnya karena bobot jenis, kelarutan dalam alkohol, bilangan asetil dan viskositas yang lebih tinggi (Ketaren, 1986). Kirk dan Othmer (1993) menambahkan bahwa tingginya bilangan asetil dan specific gravity menyebabkan tingginya viskositas minyak Jarak pagar. Perbandingan sifat fisikokimia minyak Jarak sebelum dan sesudah trans-esterifikasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Jarak pagar dipandang menarik sebagai sumber biodiesel karena kandungan minyaknya yang tinggi yaitu berkisar 30-50%, tidak berkompetisi untuk pemanfaatan lain, dan memiliki karakteristik agronomi yang sangat menarik (Pudjiatmoko, 2008). Komposisi asam lemak yang dominan pada minyak Jarak pagar adalah asam oleat, asam linoleat, asam stearat, dan asam palmitat. Komposisi asam oleat dan asam linoleat
22 merupakan asam lemak jenuh, berada pada komposisi yang relatif tetap (Heller 1996 di dalam Pudjiatmoko, 2008). Komposisi asam lemak yang terdapat pada minyak Jarak pagar ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 1. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Jarak pagar
Sifat Satuan Minyak Jarak Biodiesel Jarak
Titik nyala ºC 240 a 191e
Densitas g/cm3 0,920 (15 ºC)d 0,879 (20 ºC) e Viskositas mm2/detik 17,1-52 (30 ºC)d 4,84 (40 ºC) e
Kadar air % (b/b) 0,07 a 0,05 f
Kadar sulfur % (b/b) 0,13 c 0,004f
Bilangan asam mg KOH/g 3,5 ± 0,1 b 0,48f Bilangan Iod g iod/100 g 101,7 c 95-107 e Sumber : a Kandpal dan Madan, 1995; b Gubitz et al., 1999; c Akintayo, 2003;
d
Nanewar, 2005; e Hambali et al., 2007; f Sarin et al., 2007
Tabel 2. Komposisi asam lemak pada minyak Jarak pagar Kandungan asam lemak Konsentrasi
(% b/b) Asam lemak Atom C
Asam miristat C14:0 0-0,01
Asam palmitat C16:0 14,1-15,3
Asam stearat C18:0 3,7-9,8
Asam arachidat C20:0 0-0,3
Asam behenat C22:0 0-0,2
Asam palmitoleat C16:1 0-1,3
Asam oleat C18:1 34,3-45,8
Asam linoleat C18:2 29,0-44,2
Asam linolenat C18:3 0-0,3
Asam lemak jenuh 21
Asam lemak tidak jenuh 79
23 B.Minyak Kedelai
[image:33.595.168.467.348.627.2]Kedelai (Glycine max, L) adalah tanaman semusim yang biasa diusahakan pada musim kemarau, karena tidak memerlukan air dalam jumlah besar. Menurut Ketaren, (1986) kandungan minyak dan komposisi kimia asam lemak dalam Kedelai dipengaruhi oleh varietas dan keadaan iklim tempat tumbuh. Lemak kasar terdiri atas trigliserida sebesar 90-95%, sedangkan sisanya ialah fosfolipida, asam lemak bebas, sterol, dan tokoferol (Winarno, 1996). Komposisi asam lemak yang terdapat pada minyak Kedelai ditunjukkan pada Tabel 3. Perbandingan karakteristik minyak Kedelai sebelum dan sesudah ditransesterifikasi ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 3. Komposisi asam lemak pada minyak Kedelai Kandungan asam lemak Konsentrasi
(%b/b)
Asam lemak Atom C
Asam kaprilat C8:0 0,00
Asam kaprat C10:0 0,00
Asam laurat C12:0 0,00
Asam miristat C14:0 0,1
Asam palmitat C16:0 10,3
Asam stearat C18:0 4,7
Asam oleat C18:1 22,5
Asam linoleat C18:2 54,1
Asam linolenat C18:3 8,3
Asam lemak jenuh 16
Asam lemak tidak jenuh 84
24 Tabel 4. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kedelai
Sifat Satuan Minyak Kedelai Biodiesel Kedelai
Titik nyala ºC 254 - 282e 141 - 171e
Densitas g/cm3 0,916 – 0,922 (25ºC)b 0,891 (15,6ºC)c Viskositas mm2/detik 32,6(38 ºC)e 4,424 (40ºC)c
Kadar air % (b/b) - 0,023d
Kadar sulfur % (b/b) 0,005 – 0,1e 0.002d Bilangan asam mg KOH/g 0,3 – 3,00b 0,18 ± 0,021c Bilangan Iod g iod/100 g 120 - 143a 129,4c
Sumber : aKnothe, 2002; bBailey, 1951; cDunn, 1995; dSarin et al., 2007; e
Mittelbach, and Remschmidt, 2006
C.Minyak Biji Rapa
Minyak Biji Rapa (minyak lobak) adalah minyak yang diperoleh dari biji lobak yang biasanya diperdagangkan dengan nama minyak kanola (canola oil). Minyak ini dulunya hanya ada di Eropa dan Timur Tengah. Minyak lobak telah diolah lebih lanjut untuk memperbaiki keseimbangan ataupun kondisi tingkat sterol dan ikatan jenuh yang lebih seimbang daripada minyak lainnya (Tambun, 2006).
Rapeseed adalah sebutan dalam bahasa Inggris bagi beberapa kelompok tumbuhan marga Brassica yang dibudidayakan untuk diambil minyak dari bijinya. Biji Rapa atau Brassica napus termasuk kedalam kelompok Oleifera, yang dalam literatur ilmiah disebut oilseed rape atau Swede rape. Biji Rapa merupakan tanaman penghasil minyak dari spesies
Brassica rapa yang dikenal sebagai Turnip rape, Brassica juncea (Indian mustard atau Brown mustard), Brassica carinata (Abyssinian mustard) serta Sinapis alba (yellow mustard atau Senf dalam bahasa Jerman) (Anonim, 2007).
25 Rapeseed) lebih disukai karena rantai asam erukat lebih panjang dan stabil terhadap pemanasan. Permasalahan yang terjadi saat ini adalah petani lebih menyukai LEAR (Low Erucic Acid Rapeseed) sehingga terjadi kompetisi terhadap penggunaannya sebagai makanan. Harga minyak rapa sekarang meningkat akibat pemanfaatan sebagai bahan bakar (Anonim, 2007)
[image:35.595.170.467.361.641.2]Biji Rapa terdiri atas asam erusin dan glukosinolat yang sangat tinggi sehingga membuat minyak ini tidak stabil terhadap oksidasi, beracun jika dikonsumsi dalam jumlah besar, dan dapat menyebabkan kanker. Biji Rapa mengandung 40-45% minyak, 20-25% protein dan 25% karbohidrat (Hall, 2005). Komposisi asam lemak penyusun minyak Biji Rapa ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi asam lemak pada minyak Biji Rapa Kandungan asam lemak Konsentrasi
(%b/b) Asam lemak Atom C
Asam kaprilat C8:0 0,00
Asam kaprat C10:0 0,00
Asam laurat C12:0 0,00
Asam miristat C14:0 0,00
Asam palmitat C16:0 3-5
Asam stearat C18:0 1-2
Asam oleat C18:1 55-65
Asam linoleat C18:2 20-26
Asam linolenat C18:3 8-10
Asam lemak jenuh 5
Asam lemak tidak jenuh 83
Sumber : Sarin et al., 2007
26 karakteristik minyak Biji Rapa sebelum dan sesudah transesterifikasi ditujukan pada Tabel 6.
Tabel 6. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Biji Rapa
Sifat Satuan Minyak Biji Rapa Biodiesel Biji Rapa
Titik nyala ºC - 153-179b
Densitas g/cm3 0,91 (20 ºC) b 0,875-0,90 (15ºC)b Viskositas mm2/detik 37,7 (38 ºC) b 3,5-5,0 (40 ºC)b
Kadar air % (b/b) - -
Kadar sulfur % (b/b) < 0,01b < 0,01b
Bilangan asam mg KOH/g > 8b -
Bilangan Iod g iod/100 g 94 - 120a -
Sumber : a Knothe, 2002; b Karaosmanaglu et al., 1996
D.Minyak Kelapa Sawit (CPO)
Minyak Kelapa Sawit tergolong minyak nabati yang diperoleh dari tanaman sawit (Elais guinensis), dalam bentuk kasar berwarna kuning kemerah-merahan (Hartley, 1977). Pada suhu kamar minyak sawit kasar berbentuk semi padat, dengan titik cair berkisar antara 40-47ºC, dengan aroma yang menyenangkan (sedap), dan stabil atau resisten terhadap ketengikan (Winarno, 1996).
27 50% asam lemak tidak jenuh menyebabkan minyak sawit memilki stabilitas oksidatif yang tinggi dibandingkan dengan minyak nabati lainnya.
[image:37.595.169.479.260.562.2]Pada umumnya minyak sawit mengandung lebih banyak asam-asam palmitat, oleat dan linoleat dibandingkan dengan minyak inti sawit. Komposisi asam lemak pada minyak Kelapa Sawit kasar atau CPO (crude palm oil) ditunjukkan oleh Tabel 7.
Tabel 7. Komposisi asam lemak pada minyak Kelapa Sawit kasar Kandungan asam lemak Konsentrasi
(%b/b) Asam lemak Atom C
Asam kaprilat C8:0 -
Asam kaprat C10:0 -
Asam laurat C12:0 1,15
Asam miristat C14:0 2,74
Asam palmitat C16:0 26,18
Asam palmitoleat C16:1 1,66
Asam stearat C18:0 11,97
Asam oleat C18:1 35,49
Asam linoleat C18:2 12,76
Asam linolenat C18:3 2,25
Asam lemak jenuh 43,78
Asam lemak tidak jenuh 53,22
Sumber : Abolle´ et al., 2008
28 Tabel 8. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kelapa Sawit
Sifat Satuan Minyak CPO Biodiesel CPO
Titik nyala ºC 267c 155-174c
Densitas g/cm3 0,8896-0,891 (50ºC)a 0,863 (20 ºC)d
Viskositas mm2/detik 36,8-39,6(38 ºC)c 5,3 (40 ºC)d
Kadar air % (b/b) 0,3 0,010b
Kadar sulfur % (b/b) 0,04c 0,003b
Bilangan asam mg KOH/g 6.9c 0.24b
Bilangan Iod g iod/100 g 50-55a 45-62d Sumber : a Knothe 2002; b Sarin et al., 2007; c Mittelbach, 2006;
d
Hambali et al., 2007
E.Minyak Kelapa
Minyak Kelapa merupakan minyak yang diperoleh dari kopra (daging buah Kelapa yang dikeringkan). Kandungan minyak yang diperoleh dari kopra sebanyak 63-65%. Minyak Kelapa terdiri atas trigliserida asam lemak jenuh dengan rantai asam lemak medium. Komposisi asam lemak pada minyak Kelapa yaitu 91% asam lemak jenuh, 7% asam lemak tidak jenuh rangkap satu (asam oleat), dan 2% merupakan asam lemak berangkap lebih dari satu (asam linoleat). Minyak Kelapa memilki kelebihan dibandingkan dengan minyak lainnya karena lebih stabil terhadap oksidasi, karena asam lemak yang dikandungnya yang merupakan asam lemak rantai medium (Ketaren, 1986). Komposisi asam lemak pada minyak Kelapa dapat dilihat pada Tabel 9.
29 minyak tumbuhan adalah metanol dan kelapa, dan komponen reaktannya adalah alkohol maka akan dihasilkan coco metil ester. Coco metil ester adalah nama kimia dari coco biodiesel (Darmanto dan Sigit, 2006). Perbandingan karakteritik minyak Kelapa sebelum dan sesudah ditranseterifikasi ditunjukkan oleh Tabel 10.
Tabel 9. Komposisi asam lemak penyusun minyak Kelapa Kandungan asam lemak Konsentrasi
(% b/b) Asam lemak Atom C
Asam kaprilat C8:0 8.3
Asam kaprat C10:0 6
Asam laurat C12:0 46,7
Asam miristat C14:0 18,3
Asam palmitat C16:0 9,2
Asam stearat C18:0 2,9
Asam oleat C18:1 6,9
Asam linoleat C18:2 1,7
Asam linolenat C18:3 0,00
Asam lemak jenuh 91
Asam lemak tidak jenuh 9
[image:39.595.169.478.233.512.2]Sumber : Sarin et al., 2007
Tabel 10. Sifat fisikokimia minyak dan biodiesel Kelapa
Sifat Satuan Minyak Kelapa Biodiesel Kelapa
Titik nyala ºC 228a -
Densitas g/cm3 0,908-0,921(40 º)c -
Viskositas mm2/detik 28,6 (20 ºC)a 2,7-3,5(40 ºC)a
Kadar air % (b/b) - -
Kadar sulfur % (b/b) - -
Bilangan asam mg KOH/g <6a 0.1a
Bilangan Iod g iod/100 g 6-11c 10b
30 C.KUALITAS BIODIESEL PADA SUHU RENDAH
Karakteristik biodiesel pada suhu rendah merupakan sifat bahan bakar terhadap perubahan suhu yang menjadi hal sangat berpengaruh pada daerah yang memiliki iklim dingin atau subtropis. Pada umumnya yang menjadi parameter pengukuran karakteristik tersebut diantaranya adalah: Titik awan (Cloud Point,CP), Titik tuang (Pour point, PP) Cold-Filter Plugging Point (CFPP)dan Low-Temperature Flow Test (LTFT) serta Cristalisation Onset Temperature (Tco) (Mittelbach dan Remschmidt, 2004).
Seperti halnya bahan bakar solar yang merupakan fraksi minyak bumi, biodiesel juga akan menjadi berawan (cloudy) pada saat udara dingin, minyak akan berubah menjadi kristal lilin yang akan menyumbat saluran filter bahan bakar. Bila udara menjadi lebih dingin, maka kristal lilin tersebut akan menjadi gel dan memadat sehingga tidak dapat mengalir. Akan tetapi bahan bakar yang telah mengalami winterisasi atau bahan bakar dengan kualitas No. 1 dapat digunakan pada udara yang lebih dingin (Anonim, 2005).
31 D.PARAMETER KUALITAS BIODIESEL
1. Titik Awan ( Cloud Point) dan Titik Tuang ( Pour Point)
Titik awan (Cloud point) adalah temperatur pada saat bahan bakar
mulai tampak ”berawan” (cloudy). Hal ini timbul karena munculnya
[image:41.595.143.498.326.670.2]kristal-kristal padatan di dalam bahan bakar. Meski bahan bakar masih bisa mengalir, namun keberadaan kristal didalam bahan bakar bisa mempengaruhi kelancaran aliran bahan bakar di dalam filter, pompa dan injektor (Indartono, 2006).
Tabel 11. Pengaruh struktur kimia terhadap titik cair dan titik didih asam lemak dan metil esternya (Prakash, 1998;*Gunstone et al., 1994) Rantai
asam
Atom
C Struktur
Asam lemak Metil Ester tc ºC td ºC tc ºC td ºC Kaprilat 8:0 CH3(CH2)6COOH 16,5 239 -40 193
Kaprat 10:0 CH3(CH2)8COOH 31,3 269 -18 224
Laurat 12:0 CH3(CH2)10COOH 43,6 304 5,2 262
Miristat 14:0 CH3(CH2)12COOH 58 232 19 295
Palmitat 16:0 CH3(CH2)14COOH 62,9 349 30 415
Palmitoleat 16:1 CH3(CH2)5CH=CH (CH2)7COOH
33 - 39,1 - Stearat 18:0 CH3(CH2)16COOH 69,9 - 19,9 442
Oleat 18:1 CH3(CH2)7CH=CH (CH2)7COOH
16,3 - -20*
Linoleat 18:2
CH3(CH2)4CH=CH
CH2CH=CH(CH2)7
COOH
-5 - -35* -
Linolenat 18:3
CH3CH2CH=CHC
H2CH=CH(CH2)7C
OOH
-11 - -52* - Arachidat 20:0 CH3(CH2)7CH=CH
(CH2)7COOH
75,2 - 50 - Keterangan : tc = titik cair, td = titik didih
32 pengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan (angka iodium), semakin tinggi ketidakjenuhan maka titik tuang semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon, semakin panjang rantai karbon semakin tinggi titik tuang. Karakteristik ini ditentukan menggunakan metode ASTM D97. Titik awan dan titik tuang biodiesel dipengaruhi oleh nilai titik leleh masing-masing asam lemak penyusun biodiesel (Prakash, 1998). Nilai titik leleh masing-masing asam lemak ditunjukkan pada Tabel 11.
2. Viskositas Kinematik
Viskositas minyak dinyatakan oleh jumlah detik yang digunakan oleh volume tertentu dari minyak untuk mengalir melalui lubang dengan diameter kecil tertentu. Semakin rendah jumlah detiknya berarti semakin rendah viskositasnya (Dramanto dan Sigit, 2006). Nilai viskositas yang dipakai untuk mengukur viskositas minyak adalah viskositas kinematik, yaitu ukuran waktu yang diperlukan oleh minyak untuk mengalir dalam suatu pipa kapiler karena pengaruh gaya gravitasi. Alat yang dipakai untuk mengukur viskositas kinematik adalah viskometer Ostwald, atau glass capilarry viscometer. Satuan untuk viskositas kinematik adalh centistokes (cSt) atau sama dengan mm2 per detik (Anonim, 2008).
Tabel 12. Viskositas 40ºC metil ester Metil ester Viskositas
(mm2/detik)
Metil laurat 1,69
Metil miristat 3,24
Metil palmitat 4,32
Metil stearat 5,56
Metil oleat 4,45
Metil linoleat 3,64
Metil linolenat 3,27
33 Viskositas juga dipengaruhi oleh sifat-sifat dari asam lemak. Menurut Knothe (2005), viskositas meningkat dengan semakin panjang rantai karbon dan semakin besar jumlah ikatan rangkap yang dimilki oleh minyak. Knothe dan Steidley (2005) menambahkan, percabangan struktur asam lemak tidak terlalu berpengaruh terhadap konsentrasi. Nilai viskositas pada masing-masing metil ester ditunjukkan pada Tabel 12.
3. Densitas
Berat jenis menunjukkan perbandingan berat per satuan volume, karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar. Berat jenis bahan bakar diesel diukur dengan menggunakan metode ASTM D 287 atau D 1298 dan memiliki satuan kilogram per meter kubik (kg/m3) (Mittelbach, Remschmidt, 2006). Nilai densitas biodiesel dapat diprediksikan dari nilai densitas asam lemak penyusunnya (Noureddini et al., 1992). Nilai densitas masing-masing metil ester ditunjukkan pada Tabel 13.
Tabel 13. Densitas dan bobot molekul metil ester Metil ester Densitas
(kg/m3)
34 4. Bilangan Asam
Bilangan asam atau sering disebut sebagai bilangan netralisasi merupakan parameter yang mengukur banyaknya asam lemak bebas dan sisa katalis asam yang terkandung dalam bahan bakar. Nilai bilangan asam menunjukan banyaknya miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan 1 gram metil ester, nilai maksimum bilangan asam ≤ 0.5 mg KOH/g pada european standard (Mittelbach dan Remschmidt, 2006).
5. Bilangan Iod
Bilangan iod adalah jumlah (gram) iod yang dapat diikat oleh 100 garam minyak. Ikatan rangkap yang terdapat dalam asam lemak yang tidak jenuh akan bereaksi dengan iod atau senyawa-senyawa iod. Gliserida dengan tingkat ketidakjenuhan yang tinggi, akan mengikat iod dalam jumlah yang lebih besar (Ketaren,1986 ).
Bilangan iodin pada biodiesel menunjukkan tingkat ketidakjenuhan senyawa penyusun biodiesel. Disatu sisi, keberadaan senyawa lemak tak jenuh meningkatkan performansi biodiesel pada temperatur rendah, karena senyawa ini memiliki titik leleh (melting point) yang lebih rendah sehingga berkorelasi dengan titik awan dan titik tuang yang juga rendah (Knothe, 2005). Namun di sisi lain, banyaknya lemak tak jenuh di dalam biodiesel memudahkan senyawa tersebut bereaksi dengan oksigen di atmosfir dan terpolimerisasi (Azam et al., 2006). Berdasarkan standar Eropa nilai bilangan iod tidak boleh melebihi 120 (g I2/100 g), dan nilai maksimum
kandungan metil ester asam linoleat dan asam lemak tak jenuh rangkap banyak ( polyunsaturated fatty acid methyl esters) tidak melebihi 12 % dan 1 % (m/m) (Mittelbach dan Remschmidt, 2006).
6. Stabilitas Oksidasi
35 mudah terdegradasi membentuk senyawaan hidroperoksida. Senyawaan ini akan menyebabkan sifat korosif pada mesin diesel, dan juga akan membentuk deposit yang akan menghambat aliran bahan bakar menuju ruang pembakaran (Mittelbach dan Remschmidt, 2006).
36 III.METODOLOGI PENELITIAN
A.BAHAN DAN ALAT
1. Bahan
Bahan baku utama dalam penelitian ini adalah minyak Jarak pagar, minyak kelapa, minyak kedelai, minyak kelapa sawit kasar (CPO), minyak kedelai, dan asam laurat. Bahan kimia yang digunakan diantaranya adalah KOH, metanol, dan asam sulfat untuk pembuatan biodiesel dan untuk kebutuhan analisis diantaranya larutan phenolphtalein (PP), larutan KOH 0,1 N beralkohol, larutan KOH 0,1 N, alkohol 95% netral, larutan Na2S2O3
0,1 N, larutan KI 5%, kloroform, indikator kanji, dan akuades. 2. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya glass capillary viscometer, piknometer, labu leher empat, termometer, timbangan analitik, penangas, pendingin terbalik, magnetic stirer, erlenmeyer, buret, pipet, dan gelas piala
B.TAHAPAN PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan
37 2. Penelitian utama
Penelitian utama terdiri atas beberapa tahapan yaitu pembuatan campuran Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih menggunakan dua metode pencampuran, pembuatan biodiesel campuran Jarak pagar dengan metil ester asam lemak dominan pada biodiesel pencampur terpilih, dan analisa kualitas biodiesel meliputi titik awan, titik tuang, sifat fisikokimia (densitas, viskositas, dan bilangan iod), dan stabilitas oksidasi. Metode pencampuran yang digunakan dalam penelitian ini dibedakan menjadi 2 bagian yaitu pencampuran metode 1 berupa pencampuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati terpilih, dan pencampuran metode 2 berupa pencampuran minyak Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih yang kemudian dikonversi menjadi biodiesel.
Campuran Jarak pagar dengan metil ester asam lemak digunakan untuk membuktikan pengaruh asam lemak dominan pada biodiesel terpilih dalam meningkatkan kualitas biodiesel campuran pada suhu rendah. Analisa sifat fisikokimia ditujukan untuk membandingkan dengan standar yang berlaku dan juga untuk mengetahui hubungan antara titik awan dan titik tuang dengan sifat fisikokimianya. Tahapan penelitian utama ditujukan untuk menentukan komposisi konsentrasi Jarak pagar dan minyak nabati terpilih, teknik pencampuran, dan karakterisasi biodiesel terpilih. Diagram alir tahapan penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.
C.PROSEDUR PENELITIAN
1. Penelitian Pendahuluan
a. Pembuatan Biodiesel Berbagai Minyak Nabati
38 minyak akan bereaksi dengan katalis pada saat proses trans-esterifikasi membentuk sabun, yang akan menyebabkan tidak optimalnya reaksi trans-esterifikasi sehingga dapat menurunkan pembentukan metil ester (biodiesel). Sedangkan untuk minyak nabati dengan kandungan asam lemak bebas < 2% maka pembuatan biodiesel cukup melalui tahapan trans-esterifikasi.
Katalis yang digunakan pada tahapan esterifikasi yaitu asam sulfat, yang banyaknya bergantung pada kadar asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak nabati. Asam sulfat yang digunakan sebesar 5% (v/v) dari kadar asam lemak bebas dalam satuan volume minyak nabati yang digunakan. Sedangkan jumlah pereaksi metanol yang digunakan besarnya yaitu 225% (v/v) dari kadar asam lemak bebas dalam satuan volume minyak nabati.
Tahapan trans-esterifikasi menggunakan katalis alkali berupa KOH yang besarnya 1% (b/v) dari volume minyak nabati yang digunakan, dengan jumlah pereaksi metanol sebesar 15% (v/v) dari volume minyak nabati. Diagram alir pembuatan biodiesel ditunjukkan pada Gambar 4. Tahapan pengerjaan selanjutnya yaitu analisa bilangan asam dan komposisi metil ester pada masing-masing biodiesel.
b. Pencampuran dan Penentuan Sumber Pencampur Biodiesel JarakPagar dengan Ketahanan pada Suhu Rendah Terbaik.
39 Gambar 3. Diagram Alir Tahapan Penelitian
Kisaran Konsentrasi Terbaik Biodiesel metode 1
Pembuatan Biodiesel dari berbagai Minyak nabati
Pencampuran Biodiesel (int. 10% jarak pagar) Pembuatan Biodiesel
Jarak Pagar
Analisis Bilangan asam Analisis Kromatografi gas
Analisis Densitas, Viskositas, Titik awan,
Titik tuang
Pencampuran biodiesel terbaik (Sumber Pencampur)
Mulai
Pembuatan Biodiesel metode 1 (Biodiesel Jarak-Biodiesel terpilih)
int.5%
Pembuatan Biodiesel metode 2 (Minyak Jarak-Minyak terpilih)
int. 5%
Pembuatan Biodiesel (Biodiesel jarak- FAME terpilih) Pada
Kisaran Terpilih
Analisis Bilangan asam,Viskositas kinematik, Densitas, Bilangan iod,
Titik awan,Titik tuang,GC Analisis Bilangan asam Analisis Waktu Pengawanan
Kisaran Konsentrasi Terbaik Biodiesel metode 2
Selesai
Penelitian pendahuluan
40 Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan biodiesel 2 tahap (modifikasi
dari Gerpen, 2004)
Minyak kelapa+
minyak jarak Diketahui %FFA
Metanol(225% FFA) + Asam sulfat( 5% FFA)
Pemanasan hingga suhu 55ºC dan pengadukan
Reaksi esterifikasi 1 jam
Pemisahan FAME + minyak dengan sisa metanol
FAME + Trigliserida Metanol(15% v/v ) +
KOH ( 5%w/v)
Pemanasan hingga suhu 55ºC dan pengadukan
Reaksi trans-esterifikasi 1 jam
Pemisahan Metil ester dengan gliserol
Metil ester / biodise kasar
Pencucian dengan air 50ºC, 3 kali
Pengeringan dengan pemanasan 105-112ºC,30'
Biodiesel
41 2. Penelitian Utama
1. Pembuatan dan Pencampuran Biodiesel Terpilih Menggunakan dua Teknik Pencampuran
Proses pembuatan biodiesel dibedakan menjadi dua bagian yaitu metode 1 dan metode 2. Pada metode 1 sejumlah biodiesel Jarak pagar dan biodiesel minyak nabati terpilih pada perbandingan konsentrasi yang sudah ditentukan dihomogenkan menggunakan pengadukan. Sedangkan pada metode 2 sejumlah minyak Jarak pagar dan minyak nabati terpilih pada konsentrasi perbandingan tertentu dicampur kemudian dihomogenkan dengan pengadukan dan dilanjutkan dengan pereaksian trans-esterifikasi. Sebelum reaksi trans-esterifikasi minyak campuran perlu dianalisa terlebih dahulu kadar asam lemak bebasnya, karena hal ini akan mempengaruhi reaksi. Pengadukan dilakukan dengan kecepatan putaran sebesar 300 putaran per menit selama 15 menit.
Pencampuran dilakukan pada variasi konsentrasi 0-100% Jarak pagar dalam campuran biodiesel dengan kenaikan konsentrasi Jarak pagar (interval) sebesar 5% (v/v). Diagram alir pencampuran kedua metode ditunjukkan pada Gambar 5.
2. Menentukan Komposisi Perbandingan dan Teknik Pencampuran Terbaik
42 Pembuatan metil ester asam lemak dominan dilakukan melalui tahapan esterifikasi, karena sebagian besar berbentuk asam karboksilat dalam keadaan bebas tidak terikat dengan gliserol. Diagram alir pembuatan metil ester asam lemak dominan ditunjukkan pada Gambar 7. katalis yang digunakan yaitu asam sulfat yang banyaknya 5 % (v/v) dan pereaksi metanol sebanyak 225 % (v/v) masing-masing dari volume asam lemak yang digunakan. Komposisi perbandingan konsentrasi Jarak pagar dalam campuran dan metode pencampuran terbaik diperoleh dari pengujian titik awan, titik tuang, densitas, viskositas kinematik, bilangan iod, dan stabilitas oksidasi yang menunjukkan nilai yang sesuai dengan standar.
Gambar 5. Diagram alir proses pencampuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati lainnya metode 1 dan metode 2
Trans-esterifikasi Minyak Jarak Pagar
Minyak Nabati
Trans-esterifikasi
Biodiesel Jarak Pagar
Biodiesel Minyak Nabati
Pencampuran konsentrasi tertentu
Biodiesel Campuran
Minyak Nabati
Minyak Jarak Pagar
Trans-esterifikasi
Biodiesel Campuran Pencampuran konsentrasi tertentu
[image:52.595.152.513.326.619.2]43 Gambar 6. Diagram alir pembuatan biodiesel asam lemak (metil ester)
Asam Lemak Metanol (225% FFA)+
Asam sulfat ( 5% FFA)
Pemanasan hingga suhu 55-60º C, 350 rpm
Reaksi Esterifikasi 1 jam
Pemisahan FAME + sisa metanol + air
Sisa Metanol + Air
FAME/ Biodiesel kasar
Pencucian dengan air hangat
( 500C, 3 kali)
Air + Sabun + Gliserol sisa + pengotor
Pengeringan (1150C-1200C, 30 menit)
44 D.Metode Analisa
a. Analisa Angka Asam
Angka asam merupakan salah satu indikator kerusakan minyak akibat proses hidrolisis. Prinsip pengerjaan angka asam yaitu pelarutan minyak atau lemak kedalam pelarut organik tertentu dilanjutkan dengan penitaran dengan basa.
Prosedur :
Contoh minyak sebanyak 2-5 gram dimasukkan kedalam erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambahkan 50 ml alkohol netral 95% kedalam Erlenmeyer tersebut dilanjutkan dengan pemanasan di atas penangas air dengan suhu 70ºC selama 10 menit. Selanjutnya erlenmeyer didinginkan dan dititrasi dengan larutan KOH 0,1 N dengan indikator phenolftalein sebanyak 3-5 tetes. Catat volume titran yang dibutuhkan (v ml).
Perhitungan
G N v BM FFA
10
Keterangan
FFA = Kadar asam lemak bebas ( %-b/b)
BM = Bobot molekul asam lemak dominan (g/mol)
v = Volume KOH (ml)
N = Normalitas KOH (N)
G = Bobot sampel minyak (g)
b. Analisa Bilangan Asam ( ASTM D-664)
Bilangan asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam bebas di dalam satu gram contoh biodiesel.
Prosedur :
45 Erlenmeyer dititrasi menggunakan larutan KOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah dinetralkan. Warna merah jambu ini harus bertahan paling sedikitnya 15 detik. Catat volume titran yang dibutuhkan (v ml).
Perhitungan
m N v Aa
asam
Angka ( ) 56,1 Keterangan
Angka asam = Kadar asam bebas (mg KOH/ g biodiesel) v = Volume larutan KOH (ml)
N = Normalitas eksak larutan KOH ( N) m = Banyaknya contoh (g)
Nilai bilangan asam yang dilaporkan harus dibulatkan sampai dua desimal (dua angka di belakang koma).
c. Analisa Titik Awan (ASTM D-2500)
Temperatur terendah mulai terlihatnya awan. Prosedur :
46 suhu mulai terbentuknya awan. Peralatan sederhana pengukuran titik awan ditunjukkan pada Gambar 7.
Perhitungan
Tambahkan 3ºC pada suhu yang tercatat sebagai titik awan.
Gambar 7. Prinsip pengukuran titik awan pada bahan bakar (Gerpen et al., 2004)
d. Analisa Titik Tuang (ASTM D-97)
Temperatur terendah pada saat pergerakan sampel dapat ditentukan ketika wadah sampel dimiringkan.
Prosedur :
Biodiesel disaring terlebih dahulu menggunakan kertas saring sehingga zat-zat terlarut didalamnya dapat dihilangkan yang kemudian sampel tersebut dimasukkan kedalam silinder uji berdimensi 110-120 × 30 × 2 mm yang dilengkapi dengan gabus dan termometer hingga tanda tera ( 54-60 mm). Ujung kapiler termometer harus terendam kurang lebih sedalam 3 mm dari permukaan biodiesel ( 51-57 mm). Selanjutnya silinder uji dimasukkan ke dalam bak pendingin yang memiliki suhu jauh dibawah suhu titik tuang biodisel perkiraan. Setiap penurunan suhu 3ºC perubahan
Termometer
Gabus ( penutup)
Jaket pendingin
Test Jar
Media Pendingin
30- 33 mm
115
-125
mm
54 mm
[image:56.595.163.415.197.420.2]47 biodiesel diamati yaitu dengan mengalirkan biodiesel secara horizontal jika tidak terjadi pergerakan selama 5 detik maka nilai tersebut merupakan nilai titik tuang yang terukur. Peralatan sederhana pengukuran titik tuang ditujukkan pada Gambar 8.
Perhitungan
[image:57.595.150.486.255.462.2]Tambahkan 3oC pada suhu yang tercatat sebagai titik tuang.
Gambar 8. Prinsip pengukuran titik tuang pada bahan bakar (Clements et al., 2004)
e. Densitas ( ASTM D-1298)
Densitas merupakan perbandingan berat suatu sampel dengan volumenya pada suhu pengujiannya.
Prosedur :
Piknometer 50 ml ditimbang bobot kosongnya, kemudian sampel yang akan diuji masukkan ke dalam piknometer hingga tanda batas. Selanjutnya piknometer didiamkan selama 1 jam dalam waterbath pada suhu 40ºC, kemudian ditimbang menggunakan timbangan analitik. Pengukuran dilakukan menggunakan 3 kali ulangan.
Keterangan
1. Contoh yang akan di uji 2. Termometer
3. Pendeteksi titik tuang 4. Test Jar
5. Media Pendingin
6. Inlet Media Pendingin
7. Outlet Media Pendingin 8. Pemanas
9. Temperatur media Pendingin 10. Rongga Udara
48 Perhitungan:
t o i t
v m m
Keterangan
t = Densitas (g/ml)
mi = Bobot piknometer dan sampel (g)
mo = Bobot piknometer kosong (g)
vt = Volume piknometer (ml)
f. Viskositas Kinematik ( ASTM D-445)
Viskositas bahan bakar diartikan sebagai ukuran ketahanan bahan bakar untuk mengalir. Viskositas berpengaruh secara langsung pada penetrasi pola semprotan pada bilik pembakaran sehingga juga berpengaruh pada atomisasi bahan bakar dan efisiensi pembakaran.
Prosedur :
Sampel disaring dengan menggunakan filter berukuran 75 µm. Kemudian sampel tersebut dimasukkan kedalam viskometer dengan ketinggian sampel 7 mm dari permukaan dan disesuaikan hingga garis batas pengisian. Masukkan viskometer kedalam waterbath pada kisaran 15-100oC yang dijaga konstan terhadap perubahan suhu. Kemudian dilanjutkan dengan perhtungan lamanya sampel melewati dua batasan Jarak dalam kapiler viskometer.
Perhitungan t c V
Keterangan :
V = Viskositas kinematik ( mm2/detik)
49 g. Bilangan Iod ( FBI-A04-03)
Bilangan iod dinyatakan sebagai jumlah gram iod yang diserap oleh 100 gram biodiesel.
Prosedur:
Contoh yang telah disaring ditimbang sebanyak 0,5-1 gram dalam erlenmeyer 500 ml, lalu larutan dengan kloroform 10 ml atau dengan tetraklorida dan ditambahkan dengan pelarut reaksi sebanyak 25 ml. Semua bahan tersebut dicampur secara merata dan disimpan dalam ruangan yang gelap selama kurang lebih 30-60 menit. Sebagian iodium akan dibebaskan selama masa penyimpanan. Setelah penyimpanan, kedalamnya ditambahkan 10 ml KI dan 100 ml air. Kemudian dititrasi dengan sodi
