LAMPIRAN A
DATA BAHAN BAKU
A.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK MINYAK DEDAK PADI
Tabel A.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Minyak Dedak Padi
Asam Lemak Komposisi
(%)
Berat Molekul (gr/mol)
% x BM (gr/mol)
Asam Laurat (C12:0) 0,0114 200 0,0228
Asam Miristat (C14:0) 0,3912 228 0,8919
Asam Palmitat (C16:0) 20,8620 256 53,4067
Asam Palmitoleinat (C16:1) 0,2638 254 0,6701
Asam Stearat (C18:0) 2,0197 284 5,7359
Asam Oleat (C18:1) 42,4643 282 119,7493
Asam Linoleat (C18:2) 32,2081 280 90,1827
Asam Linolenat (C18:3) 1,2199 278 3,3913
Asam Arakidat (C20:0) 0,0522 312 0,1629
Asam Eikosenoat (C20:1) 0,5074 310 1,5729
Jumlah 100 275,7866
Dari perhitungan maka diperoleh berat molekul rata-rata FFA minyak dedak padi sebesar 275,7866 gr/mol.
A.2 KOMPOSISI TRIGLISERIDA MINYAK DEDAK PADI Tabel A.2 Komposisi Trigliserida Bahan Baku Minyak Dedak Padi
Asam Lemak Komposisi
(%)
Berat Molekul (gr/mol)
% x BM (gr/mol)
Asam Laurat (C12:0) 0,0114 638 0,0727
Asam Miristat (C14:0) 0,3912 722 2,8245
Asam Palmitat (C16:0) 20,8620 806 168,1477
Asam Palmitoleinat (C16:1) 0,2638 800 2,1104
Asam Stearat (C18:0) 2,0197 890 17,9753
Asam Oleat (C18:1) 42,4643 884 375,3844
Asam Linoleat (C18:2) 32,2081 878 282,7871
Asam Linolenat (C18:3) 1,2199 872 10,6375
Asam Arakidat (C20:0) 0,0522 974 0,5084
Asam Eikosenoat (C20:1) 0,5074 968 4,9116
A.3 KADARFREE FATTY ACID(FFA) MINYAK DEDAK PADI % Kadar FFA =
10 m
BM V
N
sampel
RBO Lemak Asam Titran
NaOH
=
10 05 , 7
7866 , 275 25 , 1 25 , 0
LAMPIRAN B
DATA PENELITIAN
B.1 DATA KADAR LOGAM KALIUM PADA K2CO3/ZEOLIT ALAM
Tabel B.1 Hasil Analisis Kadar Logam Kalium (K) yang Terjerap pada Zeolit Alam dari Variasi Konsentrasi K2CO3
No. Konsentrasi Larutan K2CO3 (gram dalam 60 mlaquadest)
Kadar Logam Kalium dalam %
1 0 1,2758
2 15 3,4271
3 20 3,1230
4 25 5,5756
5 30 6,9337
6 35 5,5955
7 40 8,2094
8 45 11,2388
9 50 11,2040
10 55 5,5403
B.2 DATA DENSITAS BIODIESEL
Tabel B.2 Hasil Analisis Densitas Biodiesel Suhu
(oC)
Rasio Mol Alkohol / Minyak
Waktu (Jam)
Jumlah Katalis (%)
Densitas pada 40 °C
(kg/m3)
65 8:1 3,0 2,0 858,8656
65 8:1 3,0 3,0 857,2389
65 8:1 3,0 4,0 858,4589
65 10:1 3,0 2,0 865,3721
65 10:1 3,0 2,5 858,8656
65 10:1 3,0 3,0 857,2389
65 10:1 3,0 3,5 856,0190
65 10:1 3,0 4,0 861,7122
65 10:1 2,0 4,0 860,0856
65 10:1 2,5 4,0 862,1189
65 10:1 3,0 4,0 861,7122
65 10:1 3,5 4,0 854,7990
65 10:1 4,0 4,0 853,9857
65 12:1 3,0 2,0 856,0190
65 12:1 3,0 3,0 861,3055
B.3 DATA VISKOSITAS KINEMATIK BIODIESEL
Tabel B.3 Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel Suhu
(oC)
Rasio Mol Alkohol / Minyak
Waktu (Jam) Jumlah Katalis (%) trata-rata (detik) Viskositas Kinematik pada
40 °C (cSt)
65 8:1 3,0 2,0 455,20 5,61
65 8:1 3,0 3,0 385,20 4,75
65 8:1 3,0 4,0 387,80 4,78
65 10:1 3,0 2,0 418,60 5,16
65 10:1 3,0 2,5 360,20 4,44
65 10:1 3,0 3,0 342,40 4,22
65 10:1 3,0 3,5 341,00 4,20
65 10:1 3,0 4,0 342,20 4,22
65 10:1 2,0 4,0 326,60 4,03
65 10:1 2,5 4,0 341,40 4,21
65 10:1 3,0 4,0 342,20 4,22
65 10:1 3,5 4,0 341,40 4,21
65 10:1 4,0 4,0 325,40 4,01
65 12:1 3,0 2,0 383,80 4,73
65 12:1 3,0 3,0 327,80 4,04
65 12:1 3,0 4,0 318,80 3,93
B.4 DATAYIELDMETIL ESTER
Tabel B.4 Hasil AnalisisYieldMetil Ester Suhu
(oC)
Rasio Mol Alkohol / Minyak Waktu (Jam) Jumlah Katalis (%) Kemurnian (%) Yield (%)
65 8:1 3,0 2,0 86,4571 85,02
65 8:1 3,0 3,0 92,2908 87,76
65 8:1 3,0 4,0 93,9206 86,63
65 10:1 3,0 2,0 97,6446 79,05
65 10:1 3,0 2,5 97,1973 83,82
65 10:1 3,0 3,0 98,4421 94,64
65 10:1 3,0 3,5 98,0972 89,65
65 10:1 3,0 4,0 98,8243 98,18
65 10:1 2,0 4,0 96,1520 85,86
65 10:1 2,5 4,0 98,3927 91,56
65 10:1 3,0 4,0 98,8243 98,18
65 10:1 3,5 4,0 95,8792 93,32
65 10:1 4,0 4,0 96,5046 90,93
65 12:1 3,0 2,0 91,5443 89,81
65 12:1 3,0 3,0 92,6582 92,11
LAMPIRAN C
CONTOH PERHITUNGAN
C.1 PERHITUNGAN KADAR LOGAM KALIUM (K) PADA KATALIS K2CO3/ZEOLIT ALAM
Pada Run VII Larutan K2CO3= 45 gram dalam 60 mL H2O
Pembacaan konsentrasi logam kalium pada katalis = 112.388,5556 ppm
Kadar Logam Kalium = 100%
1.000.000 (ppm) Conc. Actual
Keterangan : ActualConc. = Hasil pembacaan pada AAS
% 100 1.000.000 (ppm) Conc. Actual (%) Kalium Logam
Kadar
% 100 1.000.000 ppm 56 112.388,55 = 11,2389%
Untuk perhitungan kadar logam kalium (K) pada katalis K2CO3/zeolit
alam yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
C.2 PERHITUNGAN KADAR FFA MINYAK DEDAK PADI (RICE BRAN OIL)
Kadar FFA = x100%
000 1 Sampel Massa M V N
Keterangan : N = Normalitas larutan NaOH (mol/l)
V = Volume larutan NaOH terpakai (ml)
M = Berat molekul FFA minyak dedak padi (BM =
275,7866 gr/mol)
Normalitas larutan NaOH = 0,25 N
Volume larutan NaOH terpakai = 1,25 ml
BM FFA = 275,7866 gr/mol
Berat minyak dedak padi = 7,05 gram
= x100% 000 1 7,05 275,7866 1,25 0,25
= 1,2225 %
C.3 PERHITUNGAN KEBUTUHAN METANOL
O O
H2C-O-C-R1 R1-C-OCH3 HC-OH
O O
HC-O-C-R2 + 3CH3OH R2-C-OCH3 + HC-OH
O O
H2C-O-C-R3 R3-C-OCH3 H2C-OH
Trigliserida Metanol Biodiesel Gliserol
Massa Minyak Dedak Padi = 50 gram
Metanol : Minyak Dedak Padi = 8 : 1 (mol/mol)
BM Trigliserida = 865,3598 gr/mol
Mol Minyak Dedak Padi =
da Trigliseri BM Massa = gr/mol 865,3598 gr 50
= 0,0578 mol
Mol metanol = 1 8
x 0,0578 = 0,4622 mol
Maka massa metanol = mol metanol x BM metanol
= 0,4622 mol x 32 gr/mol
= 14,7915 gram
Volume metanol =
m = gr/ml 0,7918 gr 14,7915= 18,6809 ml
Untuk kebutuhan metanol yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
K
C.4 PERHITUNGANYIELDBIODIESEL
Yield = xKemurnian
Baku Bahan Massa Praktik Biodiesel Massa
= x 98,8243%
gr 50
gr 49,68
= 98,1840 %
Untuk data yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
C.5 PERHITUNGAN DENSITAS BIODIESEL
Volume piknometer =
air Densitas
air
Massa = 24,5906 ml
Densitas sampel =
piknometer Volume
sampel Massa
Massa piknometer kosong = 22,87 gr = 0,02287 kg
Massa piknometer + biodiesel = 44,06 gr = 0,044 kg
Massa biodiesel = 21,19 gr = 0,02119 kg
Densitas biodiesel =
3 6 -m 10 x 24,5906 kg
0,02119 = 861,7122 kg/m3
Untuk data yang lainnya sama dengan perhitungan di atas.
C.6 PERHITUNGAN VISKOSITAS BIODIESEL
sg =
air Densitas
sampel Densitas
Viskositas sampel = k x sg x t
Keterangan : k = konstanta viskosimeter (kg/m.s2)
t = waktu alir (s)
Kalibrasi air :
air(40oC) = 992,25 kg/m3
Viskositas air (40oC) = 0,6560 x 10-3kg/m.s
tair= 53,63 detik
sgair= 1
k = 1,22 x 10-5kg/m.s2
Viskositas biodiesel :
trata-rata biodiesel= 342,20 detik
sgbiodiesel= 3
3 kg/m 992,25
kg/m 861,7122
= 0,8684
Viskositas biodiesel = k x sg x t
= 1,22 x 10-5x 0,8684 x 342,20
= 3,6349 x 10-3kg/m.s
Viskositas kinematik =
3 -3
kg/m 861,7122
kg/m.s 10
x 3,6349
= 4,22 x 10-6m2/s
= 4,22 mm2/s
= 4,22 cSt
LAMPIRAN D
HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN BAKU
MINYAK DEDAK PADI (
RICE BRAN OIL
),
KATALIS K
2CO
3/ZEOLIT ALAM,
DAN BIODIESEL
D.1 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN BAKU MINYAK DEDAK PADI (RICE BRAN OIL)
D.2 HASIL ANALISIS KADAR LOGAM KALIUM (K) PADA K2CO3/ZEOLIT ALAM
Gambar D.3 Hasil Analisis AAS untuk Sampel Zeolit Alam Tanpa Modifikasi Senyawa K2CO3
Gambar D.4 Hasil Analisis AAS K2CO3/Zeolit Alam Dengan
D.3 HASIL ANALISIS GUGUS PADA ZEOLIT ALAM DAN K2CO3/ZEOLIT ALAM
Gambar D.5 Hasil Analisis FTIR untuk Sampel Zeolit Alam Tanpa Modifikasi Senyawa K2CO3
Gambar D.6 Hasil Analisis FTIR K2CO3/Zeolit Alam dengan
D.4 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BIODIESEL
Gambar D.7 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 65oC, Rasio Molar Alkohol terhadap Minyak 10 : 1, Jumlah Katalis
LAMPIRAN E
DOKUMENTASI PENELITIAN
E.1 FOTO PREPARASI ZEOLIT ALAM
Gambar E.1 Foto Zeolit Alam
Gambar E.2 Foto Perendaman dengan H2O2
Gambar E.4 Foto Zeolit Alam Hasil Pemanasan dengan Penangas Air
Gambar E.5 Foto Perendaman denganAquadest
Gambar E.7 Foto Pemanasan dengan Oven
Gambar E.8 Foto Hasil Pemanasan dengan Oven
Gambar E.10 Foto Pengayakan Serbuk Zeolit Alam
E.2 FOTO PROSES IMPREGNASI ZEOLIT ALAM DENGAN LARUTAN K2CO3
Gambar E.12 Foto Proses Impregnasi Zeolit Alam
Gambar E.14 Foto Pemanasan dengan Oven
Gambar E.15 Foto Penyaringan dengan Pompa Vakum
Gambar E.17 Foto Proses Kalsinasi denganFurnace
Gambar E.18 Foto Katalis Hasil Kalsinasi
Gambar L5.20 Foto Katalis K2CO3/Zeolit Alam
E.3 FOTO BAHAN BAKU MINYAK DAN PENGUJIAN KADAR ASAM LEMAK BEBAS
E.4 FOTO PROSES TRANSESTERIFIKASI
Gambar E.23 Foto Rangkaian Alat Proses Transesterifikasi
Gambar E.24 Foto Proses Transesterifikasi
Gambar E.26 Foto Pemisahan Hasil Transesterifikasi dengan Corong Pemisah
Gambar E.27 Foto Proses Pencucian Biodiesel
E.5 FOTO ANALISIS BIODIESEL
Gambar E.29 Foto Analisis Densitas
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hosseini, Seyed Ehsan, Mazlan Abdul Wahid, “Utilization of Palm Soild Residu as A Source Renewable and Sustainable Energy in Malaysia”,
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 40 (2014), hal. 621-632.
[2] Febriansyah, Herawan, Ahmad Agus Setiawan, Kutut Suryopratomo, Agus Setiawan, “Gama Stove: Biomass Stove for Palm Kernel Shells in Indonesia”,Energy Procedia,47 (2014), hal. 123-132.
[3] BP Statistical Review of World Energy, 64th Edition, UK: Energy Economics Research and Policy, Heriot Watt University, 2015.
[4] Avhad, M. R., J. M. Marchetti. “A Review on Recent Advancement in Catalytic Materials for Biodiesel Production”, Renewable and Sustainable Energy Reviews,50 (2015), hal. 696-718.
[5] Abbaszaadeh, Ahmad, Barat Ghobadian, Mohammad Reza Omidkhah, Gholamhassan Najafi, “Current Biodiesel Production Technologies: A Comparative Review”, Energy Conversion and Management, 63 (2012), hal. 138-148.
[6] Ghazali, Wan Noor Maawa Wan, Rizalman Mamat, H. H. Masjuki, Gholamhassan Najafi, “Effects of Biodiesel from Different Feedstocks on Engine Performance and Emissions : A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51 (2015), hal. 585-602.
[7] Kusuma, Ricky Indra, Johan Prabowo Hadinoto, Aning Ayucitra, Felycia Edi Soetaredjo, Suryadi Ismadji. “Natural Zeolite from Pacitan Indonesia, As Catalyst Support for Transesterification of Palm Oil”. Applied Clay Science,74 (2013), hal. 121-126.
[8] Noiroj, K., Intarapong, P., Luengnaruemitchai, A., Jai-In, S. “A Comparative Study of KOH/Al2O3 and KOH/NaY Catalysts for Biodiesel
Production via Transesterification from Palm Oil”, Renewable Energy,34 (2009), hal. 1145-1150.
[9] Wirasito, Thamrin Usman, Harlia. “Transesterifikasi Minyak Goreng Bekas Dengan Menggunakan Katalis Zeolit Termodifikasi Abu Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)”. Progam Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura.JKK, ISSN 2303-1077, 3(1) 2014, hal. 32-36.
[11] Guldhe, Abhishek, Bhaskar Singh, Taurai Mutanda, Kugen Permaul, dan Faizal Bux, “Advances in Synthesis of Biodiesel via Enzyme Catalysis: Novel and Sustainable Approaches”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41 (2015), hal. 1447-1464.
[12] Hasan, Ahmed Probudha, Md. Abdul Wakil, dan Md. Abdullahil Kafya, “Prospect of Rice Bran for Biodiesel Production in Bangladesh,”Procedia Engineering,90 (2014), hal. 746-752.
[13] BPS. Produksi Padi 1993-2015. Badan Pusat Statistik. Jakarta: 2016
[14] Kementrian Pertanian. Outlook Komoditas Pertanian Subsektor Tanaman Pangan, Padi. Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian. ISSN: 1907-1507, 2015.
[15] Boulfi, N. El, A. Bouaid, M. Martinez, J. Aracil, “Optimization And Oxidative Stability of Biodiesel Production from Rice Bran Oil,”
Renewable Energy,Volume: 53, Hal: 141-147, 2013.
[16] Zullaikah, Siti., Chao-Chin Lai, Shaik Ramjan Vali, Yi-Hsu Ju, “A Two-Step Acid Catalyzed Process for The Production of Biodiesel from Rice Bran Oil,”Bioresource Technology,96 (2005), hal. 1889-1896.
[17] Soares, Juliana Ferreira., Val Eria Dal Pr, Matheus De Souza, Felipe Cavalheiro Lunelli, Ederson Abaide, Juliana R.F. Da Silva, Raquel C. Kuhn, Julian Martínez, Marcio A. Mazutti, “Extraction of Rice Bran Oil using Supercritical CO2 and Compressed Liquefied Petroleum Gas,” Journal of Food Engineering,170 (2015), hal. 58-63.
[18] Liu, Hua-Min., Fei Yun Wang, Hao-Yang Li, Xue-De Wang, dan Guang-Yong Qin, “Subcritical Butane and Propane Extraction of Oil from Rice Bran,”Bioresources,10(3) 2015, hal. 4652-4662.
[19] Cadavid, J.G., R.D. Godoy-Silva, P.C. Narvaez, M. Camargo, C. Fonteix., “Biodiesel Production in A Counter-current Reactive Extraction Column; Modelling, Parametric Identification and Optimisation”, Chemical Engineering Journal,228 (2013), hal. 717-723.
[20] Bharathiraja, B, M. Chakravarthy, R. Ranjith Kumar, D. Yuvaraj, J. Jayamuthunagai, R. Praveen Kumar, S. Palani, “Biodiesel Production using Chemical and Biological Methods, A Review of Process, Catalyst, Acyl Acceptor, Source And Process Variables”, Renewable and Sustainable Energy Reviews,38 (2014), hal. 368-382.
[22] Sanjay, Basumatary, “Heterogeneous Catalysts Derived from Natural Resources for Biodiesel Production: A Review”, Research Journal of Chemical Science, 3 (2013), hal. 95-101.
[23] Rathore, Vivek, Sudha Tyagi, Bharat Newalkar, R. P. Badoni, “Jatropha and Karanja Oil Derived DMC Biodiesel Synthesis: A Kinetics Study”,
Fuel, 140 (2014), hal. 597-608.
[24] Su E Z, Zhang M J, Zhang J G, Gao J F, Wei D Z. “Lipase-Catalyzed Irreversible Transesterification of Vegetable Oils for Fatty Acid Methyl Ester Production with Dimethyl Carbonate as The Acyl Acceptor”.
Biochemical Engineering Journal,36 (2007), hal. 167-173.
[25] Al-Zuhair, S., Asma Almenhali, Iman Hamad, Maryam Alshehhi, “Enzymatic Production of Biodiesel from Used/Waste Vegetable Oils; Design of A Pilot Plant”,Renewable Energy,36 (2011), hal. 2605-2614.
[26] Gondra , Zaloa Ares, “Study Of Factors Influencing The Quality And Yield of Biodiesel Produced by Transesterification of Vegetable Oils,”
Master’s Thesis in Energy Systems, Faculty of Engineering And Sustainable Development, University of Galve, 2010.
[27] Rachmaniah, O., A. Baidawi, dan I. Latif, “Produksi Biodiesel Berkemurnian Tinggi dari Crude Palm Oil (CPO) dengan Tetrahidrofuran Fast Single Phase Process”. Reaktor, Volume: 12, Hal: 166-174. 2009, Penerbit : Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik, UNDIP, Semarang.
[28] Srivastava A dan Prasad R. “Triglycerides Based Diesel Fuels.”
Renewable Sustainable Energy.4 (2000), hal. 111.
[29] Zhao, Xuebing, Feng Qi, Chongli Yuan, Wei Du, dan Dehua Liu, “Lipase-Catalyzed Process for Biodiesel Production: Enzyme Immobilization, Process Simulation and Optimization”,Renewable and Sustainable Energy Reviews,44 (2015), hal. 182-197.
[30] Fjerbaek, L, Christensen K V, Norddahl B. “A Review of the Current State of Biodiesel production using Enzymatic Transesterification”.
Biotechnology and Bioengineering,102(5) 2009.
[31] Ghaly, A.E, D. Dave, M.S. Brooks dan S. Budge. “Production of Biodiesel by Enzymatic Transesterification: Review”. American Journal of Biochemistry and Biotechnology,6 (2010), hal. 54-76.
[32] Science Lab, “Material Safety Data Sheet Methanol MSDS”, 2013.
[34] Vicente, Gemma, Mercedes Martinez, Jose Aracil, “Integrated Biodiesel Production: A Comparison of Different Homogenous Catalyst System,”
Bioresource Technology,92 (2004), hal. 297-305.
[35] Cejka, J., Bekkum, H.V., dan Corma, A., 2007. Introduction to Zeolite Science and Practice.Elsevier, Oxford.
[36] Wang, Shaobin Dan Yuelian Peng, “Natural Zeolites as Effective Adsorbents in Water and Wastewater Treatment,” Chemical Engineering Journal,156 (2010), hal. 11-24.
[37] Elaiopoulos, K ., Th. Perraki dan E. Grigoropoulou, “Monitoring The Effect of Hydrothermal Treatments on The Structure of A Natural Zeolite through A Combined XRD, FTIR, XRF, SEM and N2 Porosimetry
Analysis”, Microporous and Mesoporous Materials, 134 (2010), hal. 29-43.
[38] Georgiev, Dimitar., Bogdan Bogdanov, Krasimira Angelova, Irena Markovska, dan Yancho Hristov, “Synthetic Zeolites Structure, Clasification, Current Trends in Zeolite Synthesis Review”, International Science Conference, Volume: VII, Economics and Society Development on The Base of Knowledge, Bulgaria, 2009.
[39] Valdes, Hector., Serguei Alejandro, dan Claudio A. Zaror, “Natural Zeolite Reactivity Towards Ozone: The Role of Compensating Cations”,
Journal of Hazardous Materials, 227-228 (2012), hal. 34-40.
[40] Utomo, Anthony Satriyo. 2011. ”Preparasi NaOH/Zeolit sebagai Katalis Heterogen untuk Sintesis Biodiesel dari Minyak Goreng Secara Transesterifikasi”. Skripsi Program Studi Teknik Kimia. Depok : Universitas Indonesia.
[41] Kasim, Rahmiyati. 2010. ”Desain Esterifikasi Menggunakan Katalis Zeolit Pada Proses Pembuatan Biodiesel Dari Crude Palm Oil (CPO) melalui Metode Dua Tahap Esterifikasi-Transesterifikasi”. Tesis Sekolah Pasca Sarjana. Bogor : Institut Pertanian Bogor.
[42] Chouhan, A.P. Singh dan A.K. Sarma. “Modern Heterogeneous Catalysts for Biodiesel Production : A Comprehensive Review”. Elsevier. Sardar Swaran Singh National Institute for Renewable Energy.Renewable and Sustainable Energy Reviews,15 (2011), hal. 4378-4399.
[44] Barczyk, K., W. Mozgawa, dan M. Krol, “Studies of Anions Sorption on Natural Zeolites”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,133 (2014), hal. 876-882.
[45] Soetaredjo, F.E., Ayucitra, A., Ismadji, S., Maukar, A.L. “KOH/Bentonite Catalysts for Transesterification of Palm Oil to Biodiesel”. Applied Clay Science,53 (2011), hal. 341-346.
[46] Fan, Mingming, Pingbo Zhang, dan Qinke Ma, “Enhancement of Biodiesel Synthesis from Soybean Oil by Potassium Fluoride Modification of A Calcium Magnesium Oxides Catalyst”, Bioresource Technology, 104 (2012), hal. 447-450.
[47] Lukic, I., Krstic, J., Jovanovic, D., Skala, D. Alumina/silica Supported K2CO3 as A Catalyst for Biodiesel Synthesis from Sunflower Oil. Bioresource Technology,100 (2009), hal. 4690-4696.
[48] Robles-Medina, A, Gonzalez-Moreno P A, Esteban Cerdan L, dan Molina Grima E. “Biocatalysis: Towards Ever Greener Biodiesel Production”.
Biotechnology Advances,27 (2009), hal. 398-408.
[49] Affandi, Ranggita Dwi Nindya., Toni Rizki Aruan., Taslim., dan Iriany. Produksi Biodiesel Dari Lemak Sapi Dengan Proses Transesterifikasi Dengan Katalis Basa NaOH. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Jurnal Teknik Kimia USU. Article in press.
2013.
[50] Gashaw, Alemayehu dan Abile Teshita, “Production of Biodiesel from Waste Cooking Oil and Factors Affecting Its Formation: A Review”,
International Journal of Renewable and Sustainable Energy,3 (2014), hal. 92-98.
[51] M. Mathiyazhagan dan A. Ganapathi, “Factors Affecting Biodiesel Production: A Review”,Research in Plant Biology, 1 (2011), hal. 1-5.
[52] Lee, Dae Won, Young Moo Park dan Kwan Young Lee, “Heterogeneous Base Catalysts for Transesterification in Biodiesel Synthesis”, Springer: Catalyst Survey Asia,13 (2009), hal. 63-77.
[53] Perry, Robert H. dan Dow W. Green. “Chemical Engineering HandBook. 7thEdition”. New York: McGraw-Hill Book Company. 1997.
[55] Ates, Ayten dan Gokcen Akgul. “Modification of Natural Zeolite with NaOH for Removal of Manganese in Drinking Water”. Elsevier. Powder Technology, 287 (2016), hal. 285-291.
[56] Xie, Wenlei dan Haitao Li, “Alumina-supported Potassium Iodide as A Heterogeneous Catalyst for Biodiesel Production from Soybean Oil”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 255 (2006), hal. 1-9.
[57] Sarve, Antaram N., Mahesh N. Varma, dan Shriram S. Sonawane, “Ultrasound Assisted Two-stage Biodiesel Synthesis from Non-edible
Schleichera triguga Oil using Heterogeneous Catalyst: Kinetics and Thermodynamic analysis”,Ultrasonics Sonochemistry,2015.
[58] Baskar, G. dan R. Aiswarya, “Trends in catalytic production of biodiesel from various feedstocks”,Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57 (2016), hal. 4996-504.
[59] Roschat, Wuttichai, Theeranun Siritanon, Boonyawan Yoosuk, dan Vinich Promarak, “Rice Husk-derived Sodium Silicate as A Highly Efficient and Low-Cost Basic Heterogeneous Catalyst for Biodiesel Production”,
Energy Conversion and Management,119 (2016), hal. 453-462.
[60] Gharat, Nikhil dan Virendra K. Rathod, “Ultrasound Assisted Enzyme Catalyzed Transesterification of Waste Cooking Oil with Dimethyl Carbonate”,Ultrasonics Sonochemistry, 20 (2012), hal. 900-905.
[61] Chen, Guan-Yi, Rui Shan, Bei-Bei Yan, Jia-Fu Shi, Shang-Yao Li, dan Chang-Ye Liu, “Remarkably Enhancing the Biodiesel Yield from Palm Oil upon abalone Shell-derived CaO Catalysts treated by Ethanol”, Fuel Processing Technology, 143 (2016), hal. 110-117.
[62] Barabas, Istvan dan Loan Adrian Todorut, “Biodiesel Quality, Standards and Properties”,Biodiesel- Quality, Emissions and By-ProductsTechnical University of Cluj-Napoca, ISBN: 978-953-307-784-0, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/biodiesel-quality-emissions-and-by-products/biodiesel-qualitystandards- and-properties. Romania, 2011.
[63] Emmanuel, I. Bello Dan Oluwole O. Oluboba, “Rice Bran Oil Biodiesel”,
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik
Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera utara, Medan. Penelitian ini
dilakukan selama lebih kurang 6 bulan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan Penelitian
Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain:
1. Minyak Dedak Padi (RBO)
2. Zeolit Alam
3. Aquadest(H2O)
4. Hidrogen Peroksida (H2O2) 30%
5. Potasium Karbonat (K2CO3)
6. Metanol (CH3OH)
7. IndikatorPhenolfhtalein(C20H14O4)
8. Natrium Hidroksida (NaOH)
9. N-heksana
3.2.2 Peralatan Penelitian
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain :
1. Erlenmeyer
2. Magnetic Stirrer
3. Hot Plate
4. Water batch
5. Muffle furnace
6. Oven
7. Refluks Kondensor
10. Vacuum Filter
11. Kertas Saring Whatman No. 42
12. Beaker Glass
13. Gelas Ukur
14. NeracaDigital
15. Batang Pengaduk
16. Spatula
17. Termometer
18. Corong Gelas
19. Pipet Tetes
20. Statif dan Klem
21. Stopwatch
22. Piknometer
23. Viskosimeter Ostwald
24. Karet Penghisap
25. Buret
26. Mortar
27. Ayakan 140mesh
3.3 RANCANGAN PERCOBAAN PENELITIAN
3.3.1 Modifikasi Katalis Heterogen Zeolit Alam dengan K2CO3
Modifikasi katalis heterogen zeolit alam dilakukan dengan cara impregnasi
menggunakan larutan K2CO3 yang dilanjutkan dengan proses pengeringan dan
kalsinasi suhu tinggi. Penyediaan katalis ini dilakukan dengan variabel tetap
berupa rasio berat zeolit alam dengan larutan K2CO3, suhu impregnasi, waktu
impregnasi, suhu dan waktu kalsinasi, serta variabel bebas berupa konsentrasi
larutan K2CO3. Adapun kombinasi perlakuan penelitian dapat dilihat pada Tabel
Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Modifikasi Katalis Heterogen dengan K2CO3
Run
Rasio Berat Zeolit Alam
dengan K2CO3
Suhu Impregnasi (ºC) Waktu Impregnasi (Jam) Suhu Kalsinasi (ºC) Waktu Kalsinasi (Jam) Konsentrasi Larutan
K2CO3
(gram/mL
aquadest) 1
1:4 60 2 450 4
15/60 2 20/60 3 25/60 4 30/60 5 35/60 6 40/60 7 45/60 8 50/60 9 55/60
3.3.2 Sintesis Biodiesel
Reaksi transesterifikasi untuk sintesis biodiesel dilakukan dengan variabel
bebas yaitu jumlah katalis K2CO3/zeolit alam dan waktu reaksi pada reaksi
transesterifikasi dengan menggunakan rancangan percobaan acak lengkap seperti
[image:34.595.123.501.446.738.2]terlihat padaTabel 3.2 untuk aplikasi sintesis biodiesel berikut.
Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian Sintesis Biodiesel
Run Rasio Molar Metanol:Minyak (mol/mol) Suhu Reaksi (ᵒC) Waktu Reaksi (Jam) Jumlah Katalis (%)
1 8 : 1 65 3,0 2,0
2 8 : 1 65 3,0 3,0
3 8 : 1 65 3,0 4,0
4 10 : 1 65 3,0 2,0
5 10 : 1 65 3,0 2,5
6 10 : 1 65 3,0 3,0
7 10 : 1 65 3,0 3,5
8 10 : 1 65 3,0 4,0
9 10 : 1 65 2,0 4,0
10 10 : 1 65 2,5 4,0
11 10 : 1 65 3,0 4,0
12 10 : 1 65 3,5 4,0
13 10 : 1 65 4,0 4,0
14 12 : 1 65 3,0 2,0
15 12 : 1 65 3,0 3,0
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
3.4.1 PretreatmentBahan Baku
Zeolit alam berasal dari PT. Rudang Jaya Medan digunakan sebagai katalis
reaksi terlebih dahulu dibersihkan dari berbagai impuritis/pengotornya berupa
senyawa-senyawa organik yang terdapat di dalam zeolit. Selanjutnya dipersiapkan
ukuran partikelnya sebagai katalis heterogen basa. Beberapa tahapannya sebagai
berikut [7]:
1. Zeolit alam dicuci dengan H2O2 berkonsentrasi 30% dalam beaker glass
untuk menghilangkan impuritisnya, larutan tersebut diaduk selama
beberapa menit
2. Kemudian larutanH2O2dipisahkan dari zeolit alam, kelebihan larutan H2O2
dihilangkan dengan cara memanaskan campuran zeolit alam pada water
bathsecara perlahan-lahan hingga kering.
3. Zeolit alam dicuci denganaquadestdan diulangi hingga bersih.
4. Sisa aquadest dalam zeolit alam disahkan kembali dengan cara
dikeringkan dalam oven selama 24 jam dengan suhu 110 °C.
5. Zeolit alam yang telah kering digiling dengan mortar agar menghasilkan
bubuk zeolit alam dengan ukuran 140mesh.
3.4.2 Pembuatan Katalis Heterogen Zeolit Alam yang Dimodifikasi dengan K2CO3
Katalis yang akan digunakan dalam penelitian adalah modifikasi dari
katalis zeolit alam dengan didukung oleh senyawa K2CO3 yang dibuat dengan
menggunakan prosedur yang dilakukan oleh Kusuma, dkk (2013) [7] sebagai
berikut :
1. Zeolit alam yang telah dipersiapkan direndam atau dilakukan impregnasi
dalam larutan K2CO3dengan cara dibuat larutan K2CO3sebanyak 20 gram
padatan K2CO3 yang dilarutkan dalam 60 mL aquadest dan variasi
lainnya. Perbandingan massa antara zeolit alam dengan larutan K2CO3
2. Proses modifikasi katalis dilakukan dalam labu leher tiga. Campuran
K2CO3/zeolit alam dimasukkan ke dalam labu leher tiga dengan rangkaian
peralatan refluks kondensor, termometer danmagnetic stirrer.
3. Proses impregnasi katalis dilakukan pada suhu 60 °C selama 2 jam .
4. Kemudian campuran larutan K2CO3/zeolit diletakkan dalam oven dengan
suhu 60 °C selama 24 jam.
5. Setelah proses impregnasi selesai, katalis termodifikasi dipisahkan dengan
larutan K2CO3denganvacuum filter.
6. Katalis termodifikasi yang tertahan di kertas saring Whatmann No. 42,
selanjutnya akan dikeringkan dengan oven pada suhu 110 °C selama 24
jam untuk menghilangkan kandungan air.
7. Kemudian katalis dikalsinasi padafurnacepada suhu 450 °C selama 4 jam.
8. Setelah dikalsinasi, katalis K2CO3/zeolit alam dihaluskan kembali dengan
mortar.
9. Setelah selesai dikalsinasi, maka katalis K2CO3/zeolit alam siap untuk
dianalisis dengan menggunakan AAS dan FTIR.
3.4.3 Proses Transesterifikasi RBO Menggunakan Katalis Heterogen Zeolit Alam yang Dimodifikasi dengan K2CO3
Adapun proses reaksi transesterifikaasi yang akan dilakukan adalah
sebagai berikut [7]:
1. RBO, metanol dan katalis K2CO3/zeolit alam yang telah disiapkan
ditimbang dengan perbadingan mol RBO/metanol, dimulai dari 1:10.
2. Metanol dan katalis termodifikasi dengan jumlah tertentu dimasukkan
kedalam labu kemudian dipanaskan hingga 65 °C sambil diaduk
dengan kecepatan pengadukan 500 rpm.
3. Secara perlahan-lahan RBO dengan volume 125 mL dimasukkan ke dalam
labu leher tiga dan reaksi dilangsungkan sesuai variasi waktu yang
dilakukan.
4. Katalis dipisahkan dengan vacuum filter kemudian dibilas dengan
jam guna menghilangkan n-heksana. Katalis yang kering dapat digunakan
kembali.
5. Campuran hasil reaksi dimasukkan ke dalam corong pemisah dan
dibiarkan selama 24 jam hingga terbentuk 2 lapisan.
6. Lapisan bawah yang merupakan gliserol dipisahkan dari lapisan atas.
7. Lapisan atas merupakan metil ester dicuci denganaquadestbersuhu 60 °C
berkali-kali untuk menghilangkan pengotor dan sisa katalis yang masih
terdapat pada biodiesel.
8. Setelah air pencuci jernih, metil ester dipisahkan dari air pencucinya dan
kemudian dipanaskan pada suhu 105 °C untuk menghilangkan sisa
metanol dan air yang terlarut dalam metil ester.
9. Metil ester yang telah kering ditimbang dan dianalisis.
10. Prosedur di atas diulangi untuk variabel proses lainnya seperti yang telah
dijelaskan pada rancangan percobaan.
[image:37.595.179.441.435.561.2]3.4.4 Sketsa Percobaan
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Pembuatan Biodiesel dariRice Brand Oil
(RBO) Secara Transesterifikasi Menggunakan Metanol dan Katalis Heterogen Zeolit Alam yang Dimodifikasi dengan K2CO3
Keterangan gambar:
1. Statif dan klem
2. Stirrer
3. Termometer
4. Labu leher tiga
1
2
3 4
5
7 8
6. Refluks kondensor
7. Air dingin masuk
8. Air dingin keluar
3.4.5 Prosedur Analisis Modifikasi Katalis
3.4.5.1 Analisis Kadar Logam Kalium (K) Yang Terdapat Pada Katalis Heterogen Zeolit Alam Yang Dimodifikasi Dengan K2CO3
Untuk analisis jumlah kadar logam kalium pada modifikasi katalis ini
digunakan instrumen AAS pada Laboratorium Badan Riset dan Standarisasi
(Baristand) Medan.
3.4.5.2 Analisis Gugus K–O Yang Terdapat Pada Katalis Heterogen Zeolit Alam Yang Dimodifikasi Dengan K2CO3
Untuk analisis gugus K–O pada modifikasi katalis ini digunakan
instrumen FTIR pada Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas
Sumatera Utara.
3.4.6 Prosedur Analisis Minyak Dedak Padi (RBO) dan Biodiesel
3.4.6.1 Analisis Kadar Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku RBO dengan Metode Tes AOCS Official Method Ca 5a-40
Untuk analisis kadar FFA bahan baku RBO sesuai dengan AOCS Official
MethodCa 5a-40 dengan prosedur sebagai berikut.
1. Bahan baku RBO sebanyak 7,05 ± 0,05 gram dimasukkan ke dalam
erlenmeyer.
2. Etanol 95% ditambahkan sebanyak 75 ml.
3. Campuran dikocok kuat dan dilakukan titrasi dengan NaOH 0,25 N
dengan indikator fenolftalein 3-5 tetes. Titik akhir tercapai jika warna
larutan berwarna merah rosa dan warna ini bertahan selama 10 detik.
10 sampel berat BM V T FFA Kadar
Dimana: T = normalitas larutan NaOH
3.4.6.2 Analisis Komposisi Bahan Baku RBO Dan Biodiesel Yang Dihasilkan Menggunakan GC
Komposisi bahan baku RBO serta biodiesel yang dihasilkan akan
dianalisis menggunakan instrumen GC pada Laboratorium Pusat Penelitian
Kelapa Sawit (PPKS).
3.4.6.3 Analisis Densitas Biodiesel Yang Dihasilkan Dengan Metode Tes OECD 109
Untuk analisis densitas menggunakan metode tes OECD 109. Untuk
pengukuran densitas ini menggunakan peralatan utama yaitu piknometer.
Perbedaan berat kosong dan penuh dihitung pada suhu 20 °C.
3.4.6.4 Analisis Viskositas Biodiesel Yang Dihasilkan Dengan Metode Tes ASTM D 445
Viskositas adalah ukuran hambatan cairan untuk mengalir secara
gravitasi, untuk aliran gravitasi dibawah tekanan hidrostatis, tekanan cairan
sebanding dengan kerapatan cairan. Satuan viskositas dalam cgs adalah cm2 per detik (Stokes). Satuan SI untuk viskositas m2 per detik (104 St). Lebih sering digunakan centistokes (cSt) (1cSt =10-2 St = 1 mm2/s). Untuk analisis viskositas
menggunakan metode tes ASTM D-445. Untuk pengukuran viskositas ini
menggunakan peralatan utama yaitu viskosimeter Ostwald tube tipe kapiler,
viscosimeter holderdan bath pemanas pada 37,8 °C. Termometer yang digunakan
dengan ketelitian 0,02 °C dan menggunakan stopwatch dengan ketelitian 0,2
detik.
3.4.6.5 Analisis Titik Nyala Biodiesel
Uji titik nyala untuk biodiesel yang dihasilkan akan dianalisis
menggunakan instrumen pada Laboratorium Politeknik Teknologi Kimia Industri
3.5 FLOWCHART PENELITIAN
[image:40.595.140.459.78.537.2]3.5.1 FlowchartPretreatmentKatalis Heterogen Zeolit Alam
Gambar 3.2 FlowchartPretreatmentKatalis Heterogen Zeolit Alam Campuran diaduk dalam beberapa menit
Zeolit alam dimasukkan ke dalambeaker glassdan ditambahkan 30% larutan hidrogen peroksida (H2O2)
Zeolit alam digiling dengan mortar dan diayak dengan ayakan 140mesh
Selesai
Sisa larutan H2O2dalam campuran dibuang dan zeolit
alam dipanaskan dalamwaterbathhingga kering
Zeolit alam dicuci dengan
aquadesthingga bersih
Zeolit alam dikeringkan di oven selama 24 jam 110 °C
3.5.2 Flowchart Pembuatan Katalis Heterogen Zeolit Alam Yang Dimodifikasi Dengan K2CO3
Larutan K2CO3dibuat dengan cara 15 gram K2CO3dilarutkan
dalam 60 mLaquadest
Campuran K2CO3/zeolit alam dan larutan K2CO3dimasukkan ke
dalam labu leher tiga dengan perbandingan massa 1:4
Campuran larutan K2CO3/zeolit alam diletakkan dalam oven pada
suhu 60 °C selama 24 jam
Larutan K2CO3dipisahkan denganvacuum filter
Katalis termodifikasi yang tertahan di kertas saring, selanjutnya akan dikeringkan dengan oven pada suhu 110 °C selama 24 jam
menghilangkan kandungan air
Katalis dikalsinasi padafurnacepada suhu 450 °C selama 4 jam Mulai
Selesai Apakah masih ada variasi lain ?
Proses impregnasi katalis dilakukan pada suhu 60 °C selama 2 jam
Katalis modifikasi K2CO3/zeolit alam dianalisis AAS dan FTIR
Tidak
[image:41.595.138.537.88.750.2]3.5.3 Flowchart Proses Transesterifikasi RBO Menggunakan Katalis Heterogen Zeolit Alam Yang Dimodifikasi Dengan K2CO3
Metanol dan katalis K2CO3/zeolit alam dengan variasi
berat tertentu dimasukkan ke labu dan dipanaskan pada suhu 65 °C dengan pengadukan 500 rpm
Campuran hasil reaksi dimasukkan ke dalam corong pemisah
Lapisan bawah berupa campuran, metanol, trigliserida yang tidak bereaksi, dan gliserol dipisahkan dari lapisan atas dan ditempatkan
padabeaker glass
Lapisan atas yang merupakan metil ester dicuci denganaquadestbersuhu
60 °C berkali-kali untuk menghilangkan pengotor dan sisa
katalis dari biodiesel RBO,metanol dan katalis K2CO3/zeolit alam yang disiapkan ditimbang
dengan rasio RBO/metanol 8 : 1
Minyak sebanyak 50 gram dimasukkan ke dalam labu secara perlahan-lahan
Mulai
Campuran dibiarkan hingga terbentuk 2 lapisan selama 24 jam Katalis dipisahkan denganvacuum filterdan dicuci dengan n-heksana
(100 mL) serta dikeringkan diovenpada suhu 110 °C selama 24 jam
A
Reaksi berlangsung dengan variasi waktu tertentu
Gambar 3.4 Flowchart Proses Transesterifikasi RBO Menggunakan Katalis Heterogen Zeolit Alam yang Dimodifikasi dengan K2CO3
Selesai Apakah masih ada
variasi lain ?
Ya
Tidak
B
Metil ester yang dicuci, kemudian didiamkan selama 3 menit agar terbentuk 2 lapisan, yaitu
lapisan atas berupa metil ester dan lapisan bawah berupa air pencuci yang jernih
Lapisan bawah dipisahkan dan dibuang, sedangkan lapisan atas dikeringkan pada suhu
100 °C A
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU
[image:44.595.112.514.285.461.2]Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa minyak dedak padi (rice bran oil) sebagai reaktan dalam pembuatan biodiesel. Komposisi asam lemak minyak ini diketahui dari analisis menggunakan GC (Gas Chromatography).
Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari Minyak Dedak Padi
No. Puncak Retention
Time(menit) Komponen Penyusun
Komposisi % (b/b) 1 4,706 Asam Laurat (C12:0) 0,0114 2 7,112 Asam Miristat (C14:0) 0,3912 3 9,923 Asam Palmitat (C16:0) 20,8620 4 10,269 Asam Palmitoleiat (C16:1) 0,2638 5 12,472 Asam Stearat (C18:0) 2,0197 6 12,846 Asam Oleat (C18:1) 42,4643 7 13,437 Asam Linoleat (C18:2) 32,2081 8 14,121 Asam Linolenat (C18:3) 1,2199 9 15,086 Asam Arakidat (C20:0) 0,0522 10 15,252 Asam Eikosenoat (C20:1) 0,5074
Berdasarkan data komposisi asam lemak dari minyak dedak padi (rice bran oil), maka dapat ditentukan bahwa berat molekul minyak dedak padi (dalam bentuk trigliserida) adalah 865,3598 gr/mol, sedangkan berat molekul FFA dari minyak dedak padi adalah 275,7866 gr/mol. Berdasarkan hasil analisis GC, komponen asam lemak yang dominan pada sampel minyak dedak padi adalah asam lemak tidak jenuh berupa asam oleat (C18:1) sebesar 42,4643% (b/b). Sedangkan asam lemak jenuh berupa asam palmitat (C16:0) sebesar 20,8620% (b/b). Selain mengidentifikasi komponen asal lemak dalam minyak dedak padi (rice bran oil), dilakukan juga identifikasi sifat fisika dari minyak dedak padi yang telah diperoleh disajikan dalam Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Sifat Fisika dari Minyak Dedak Padi Sifat Fisika Jumlah Densitas, kg/m3 0,9086 Viskositas, mm2/s 43,0162
[image:44.595.198.423.690.750.2]4.2 PEMBUATAN KATALIS HETEROGEN K2CO3/ZEOLIT ALAM Pada penelitian pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi (rice bran oil) dengan reaksi transesterifikasi ini menggunakan zeolit alam sebagai katalis. Adapun produk biodiesel yang dihasilkan dengan katalis zeolit alam tanpa modifikasi adalah sebesar 3,9415% untuk nilai yield-nya dan kemurnian (metil ester content) dari biodieselnya hanya sebesar 4,7046%. Dalam hal ini, yield dan kemurnian pada biodiesel yang dihasilkan dengan katalis zeolit alam tanpa modifikasi memiliki nilai yang sangat kecil, sehingga diperlukan suatu metode untuk mempertinggi aktivitas katalitik pada zeolit alam. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan suatu proses modifikasi zeolit alam dengan menggunakan senyawa K2CO3.
Dengan demikian, katalis yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah katalis heterogen K2CO3/zeolit alam yang merupakan hasil modifikasi
katalis heterogen zeolit alam dengan senyawa basa K2CO3.Penggunaan senyawa
garam K2CO3 sebagai senyawa modifikasi pada zeolit alam adalah untuk
memperkaya kandungan logam kalium pada zeolit alam. Hal ini bertujuan untuk merpertinggi kemampuan katalitik dan tingkat kebasaan pada zeolit alam. Modifikasi zeolit alam ini dilakukan dengan cara impregnasi dan kalsinasi. Hasil dari proses modifikasi zeolit alam ini berupa pembentukan senyawa K2O yang
diyakini dapat dijadikan sebagai situs aktif reaksi untuk pembentukkan yield biodiesel tertinggi. Berikut ini merupakan pembahasan hasil analisis penelitian dari pembuatan katalis heterogen K2CO3/zeolit alam yang diperoleh.
4.2.1 Analisis Kandungan Logam Kalium (K) dengan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) pada Zeolit Alam dan Katalis Heterogen K2CO3/Zeolit Alam
Pembuatan katalis heterogen K2CO3/zeolit alam ini telah dilakukan dengan
9 variasi konsentrasi larutan K2CO3. Hal ini dilakukan agar memperoleh
kandungan logam kalium tertinggi dalam zeolit alam yang telah termodifikasi dengan senyawa K2CO3. Berikut ini merupakan hasil analisis kandungan logam
larutan K2CO3 yang terlihat pada Gambar 4.1 dan logam kalium berikatan pada
[image:46.595.142.480.149.371.2]kerangka utama zeolit alam terlihat pada Gambar 4.2.
[image:46.595.138.506.424.557.2]Gambar 4.1 Hasil Analisis Modifikasi Zeolit Alam dengan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry)
Gambar 4.2 Kerangka Utama Zeolit Alam
Gambar 4.1 diatas menunjukkan bahwa dengan semakin besar konsentrasi larutan K2CO3sebagai larutan impregnasi zeolit alam, maka semakin besar pula
kadar logam kalium yang terkandung dalam zeolit alam yang telah termodifikasi. Hasil tertinggi pada percobaan ini adalah pada konsentrasi larutan K2CO3sebesar
45 gram dalam 60 ml aquadest dengan perolehan kadar logam kalium sebesar 11,24%. Kadar logam kalium pada katalis K2CO3/zeolit alam ini memang lebih
sedikit dibandingkan KOH/zeolit alam seperti yang dilaporkan Kusuma, dkk (2013), yaitu sebesar 45,34% pada variasi terbaik [7]. Hal ini disebabkan senyawa
Keterangan:
K2CO3bukan merupakan basa kuat yang dapat terionisasi dengan sempurna dan
sifat basa yang dimilikinya berada dibawah sifat basa KOH (KOH > K2CO3).
Pada percobaan ini kekuatan zeolit alam untuk menyerap logam kalium memiliki titik terbaiknya dan kemudian terjadi penurunan yang tidak signifikan pada 50 gram dalam 60 mlaquadest.Sedangkan pada konsentrasi larutan 55 gram K2CO3 dalam 60 ml aquadest terjadi penurunan kandungan logam kalium yang
lebih sedikit yaitu dari 11,20% menjadi 5,54% pada zeolit alam termodifikasi. Adapun hal yang diindikasikan sebagai penyebab penurunan kadar logam kalium ini terdiri dari beberapa faktor, yaitu larutan K2CO3 dapat dikatakan hampir
mendekati larutan yang jenuh, dimana larutan jenuh (saturated solutions) terdiri dari padatan dan cairan yang terlarut secara maksimal menjadi homogen, sehingga larutan ini akan mengalami proses pengionan lebih baik.
Nilai kelarutan K2CO3 dalam air pada suhu 30 °C menurut Perry, 1997
adalah 113,7 gram dalam 100 mL air [53]. Ion K+inilah yang akan terjerap secara maksimal pada zeolit alam. Seperti pada Gambar 4.2 yang menunjukkan bahwa ion K+ berikatan pada sisi negatif dari susunan senyawa zeolit alam berupa (SiO4)4- atau (AlO4)5-. Unsur oksigen (O) yang bermuatan negatif berikatan
dengan unsur kalium (K) yang bermuatan positif sehingga terjadi kesetimbangan struktur kimia yang dimiliki zeolit alam termodifikasi [37]. Zeolit alam yang dimodifikasi dengan senyawa K2CO3 berkonsentrasi tinggi ini tentunya akan
membuat struktur kimia zeolit alam ini memiliki unsur kalium (K) yang lebih banyak dibandingkan struktur kimia zeolit alam tanpa modifikasi. Selain itu juga terbentuk gugus baru berupa Si–O–K atau Al–O–K.
Selain itu, penurunan logam kalium ini disebabkan ukuran partikel zeolit alam yang mempengaruhi luas permukaan pori dalam penyerapan logam kalium [53]. Pada penelitian ini, ukuran partikel zeolit alam yang digunakan hanya mampu menjerap secara maksimal ion K+dari konsentrasi larutan K2CO3sebesar
membuat sebagian ion tidak mampu lagi untuk bersaing kembali menjadi ion-ion bebas atau bahkan membentuk kembali molekul K2CO3 dan menyebabkan
penurunan kandungan logam kalium pada zeolit alam.
Berdasarkan hasil analisis dengan AAS tersebut, didapatkan hasil terbaik kandungan logam kalium pada konsentrasi larutan K2CO3sebesar 45 gram dalam
60 ml aquadest. Dari hasil kadar logam kalium pada katalis heterogen K2CO3/zeolit alam terbaik inilah, yang untuk sementara dapat layak menjadi
katalis dalam reaksi transesterifikasi pada pembuatan biodiesel. Untuk lebih memperjelas gugus K–O pada katalis, maka dilakukanlah analisis gugus dengan menggunakan FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada katalis heterogen K2CO3/zeolit alam terbaik dan membandingkannya dengan zeolit alam tanpa
modifikasi.
4.2.2 Analisis FTIR (Fourier Transform Infra Red) Zeolit Alam dan Modifikasi Zeolit Alam dengan K2CO3
Katalis zeolit alam tanpa modifikasi dan zeolit alam termodifikasi dengan senyawa K2CO3 dianalisis keberadaan gugus K–O dan gugus fungsi lainnya.
Berikut hasil analisis dengan FTIR (Fourier Transform Infra Red) yang ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 tersebut menunjukkan bahwa terdapat puncak serapan daerah regangan gugus hidroksil O–H yaitu pada zeolit alam dengan bilangan gelombang 3433,29 cm-1 dan pada K2CO3/zeolit alam terdapat puncak bilangan gelombang
3186,40 cm-1. Selain itu puncak serapan dengan bilangan gelombang 1631,78 cm-1 pada zeolit alam dan 1651,07 cm-1 pada K2CO3/zeolit alam ini juga merupakan
regangan gugus hidroksil –OH dari molekul air (H2O) yang teradsorbsi dalam
zeolit alam. Pada puncak serapan bilangan gelombang 3186,40 cm-1 pada K2CO3/zeolit alam mengalami penurunan intensitas puncak serapan. Hal ini dapat
diindikasikan bahwa gugus hidroksil O–H yang terikat pada zeolit alam berupa molekul air (H2O) jumlahnya semakin menurun. Hal ini disebabkan proses
impregnasi dan kalsinasi pada zeolit alam yang membuat molekul H2O terlepas
dari struktur zeolit alam dan tergantikan dengan ion K+. Hasil karakterisasi FTIR
dkk (2014) bahwa gugus fungsi hidroksil (–OH) zeolit alam berada pada bilangan gelombang 3800-1600 cm-1merupakan ikatan hidrogen yang menandakan adanya
molekul air dalam struktur zeolit alam [44].
Keterangan analisis gugus fungsi [37, 44, 54, 55]: - 3433,29 cm-1: regang gugus hidroksil O–H
- 3186,40 cm-1: regang gugus hidroksil O–H
- 1631,78 cm-1: regang gugus hidroksil O–H
- 1651,07 cm-1: regang gugus hidroksil O–H
- 1411,89 cm-1: regang gugus internal yang berkaitan dengan molekul anion CO 3
2-- 1053,13 cm-1: regang gugus ulur asimetris T–O–T (T = Si atau Al)
- 1006,84 cm-1: regang gugus ulur asimetris T–O–T (T = Si atau Al)
- 790,81 cm-1 : regang gugus struktur Al dan Si dengan kation semu (tempat petukaran ion)
- 702,09 cm-1 : regang gugus struktur Al dan Si dengan kation K+dari K 2CO3
- 462,92 cm-1 : regang gugus T–O (T = Si atau Al)
[image:49.595.125.527.158.438.2]- 455,20 cm-1 : regang gugus T–O (T = Si atau Al)
Gambar 4.3 Hasil Karakteristik FTIR (Fourier Transform Infra Red) Zeolit Alam dan Modifikasi Zeolit Alam
Bilangan gelombang 1053,13 cm-1 dan 1006,84 cm-1 adalah puncak
serapan yang menunjukkan adanya regangan asimetris T–O–T, dimana T adalah unsur utama zeolit alam Si atau Al. Sesuai yang dilaporkan oleh Elaiopoulos,
Al pada struktur utama tetrahedral SiO4 dan AlO4 zeolit alam [37]. Puncak
serapan vibrasi tekuk T–O dari zeolit alam berada pada bilangan gelombang antara 420-500 cm-1[54]. Bilangan gelombang 462,92 cm-1 pada zeolit alam dan 455,20 cm-1pada K2CO3/zeolit alam yang terlihat pada Gambar 4.3 menunjukkan
adanya vibrasi tekuk dari ikatan T–O (Si–O atau Al–O). Puncak ini merupakan interpretasi dari jalinan internal pada kerangka zeolit alam.
Pada hasil analisis karakterisasi FTIR K2CO3/zeolit alam terdapat bilangan
gelombang baru yang terbentuk yaitu 1411,89 cm-1. Bilangan gelombang ini diindikasikan sebagai interpretasi gugus C–O pada anion CO32- dari senyawa
K2CO3 dan juga karena perlakuan kalsinasi pada modifikasi zeolit alam. Seperti
yang dilaporkan oleh Xie, 2006 bahwa pada bilangan gelombang 1550 and 1410 cm−1 merupakan vibrasi dari anion CO32−dan puncak gelombang menjadi lebih
kuat karena tingginya suhu kalsinasi [56]. Namun ada juga beberapa puncak gugus serapan K2CO3/zeolit alam mengalami sedikit perubahan yaitu penurunan
intensitas. Hal ini disebabkan karena dalam proses impregnasi terjadi dekationisasi atau proses desilikasi dan hilangnya sifat mengkristal pada zeolit alam, seperti yang dinyatakan oleh Ates dan Gokcen (2016) [55].
Pada zeolit alam terlihat puncak bilangan gelombang 790,81 cm-1 yang
merupakan vibrasi ulur oksida logam. Sedangkan pada K2CO3/zeolit alam
memiliki bilangan gelombang yang berbeda yaitu 702,09 cm-1 dan mengalami
peningkatan puncak serapan. Logam pada zeolit alam ini dapat diindikasikan sebagai kalium yang terjerap didalamnya, oleh karena proses impregnasi senyawa K2CO3. Ates dan Gokcen, 2015 menyatakan bahwa pada bilangan gelombang
antara 600–800 cm-1 merupakan vibrasi yang dipergunakan sebagai bagian penukaran kation pada zeolit alam [55]. Hal ini dapat diindikasikan bahwa pada puncak serapan bilangan gelombang ini terdapat kation K+ yang terikat pada kerangka utama zeolit alam, baik itu berupa Si–O–K atau Al–O–K dapat dilihat pada Gambar 4.2. Selain itu pada K2CO3/zeolit alam puncak serapan bilangan
4.3 PENGARUH VARIABEL PERCOBAAN TERHADAP YIELD
BIODIESEL PADA PROSES TRANSESTERIFIKASI
4.3.1 Pengaruh Jumlah Katalis K2CO3/Zeolit Alam terhadapYieldBiodiesel Berdasarkan hasil pembuatan katalis heterogen K2CO3/zeolit alam dengan
[image:51.595.147.478.289.488.2]konsentrasi 45 gram/60 ml aquadestyang memiliki logam kalium yang tertinggi, maka dilakukanlah reaksi transesterifikasi untuk pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi (rice bran oil) dengan menggunakan katalis terbaik tersebut. Adapun hasil penelitian pembuatan biodiesel yaitu hubungan antara variasi jumlah katalis K2CO3/zeolit alam terhadapyieldbiodiesel dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Hubungan antara Jumlah Katalis denganYieldBiodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 65 °C, Rasio Molar Alkohol terhadap Minyak 10:1, dan
Waktu Reaksi 3 Jam
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa semakin besar jumlah katalis yang digunakan, maka yield biodiesel yang dihasilkan juga akan semakin besar. Yield biodiesel bertambah dari 79,05% menjadi 98,18% dengan peningkatan jumlah katalis dari 2% menjadi 4%. Pada jumlah katalis 4%, lapisan metil ester telah banyak terbentuk dan sedikit lapisan gliserol. Hal ini menunjukkan bahwa dengan jumlah katalis K2CO3/zeolit alam sebesar 4% terjadi laju reaksi antara minyak
heterogen yang memerlukan jumlah lebih banyak dalam reaksi untuk meningkatkan partikel katalis dan situs aktif pada reaksi katalitik heterogen [57]. Penurunanyieldbiodiesel pada jumlah katalis 3,5% ini dapat diindikasikan karena bahan baku minyak dedak padi yang sudah terlalu lama disimpan, sehingga kadar FFA-nya menjadi meningkat dan adanya ketidakhomogenan kandungan logam kalium pada katalis K2CO3/zeolit alam.
Penggunaan katalis membantu untuk meningkatkan laju reaksi transesterifikasi, dengan kata lain dapat meningkatkan yielddari produk biodiesel yang dihasilkan pada proses transesterifikasi [58]. Hal ini disebabkan jumlah katalis yang semakin bertambah memberikan peningkatkan sisi aktif katalis dalam reaksi transesterifikasi, sehingga meningkatkan produk biodiesel yang dihasilkan [59].
Hal ini sesuai dengan yang dilakukan dalam percobaan dimana pada jumlah katalis tertinggi menghasilkan yield biodiesel yang terbaik pula. Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa kondisi terbaik yang didapatkan adalah pada variabel tetap berupa suhu reaksi 65 °C, rasio molar metanol dan minyak 10:1, dan waktu reaksi 3 jam serta variabel berubah terbaik yaitu jumlah katalis 4% berat, memberikan yield biodiesel sebesar 98,18%. Hasil penelitian ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Wirasito, dkk (2014), tetapi mereka menggunakan minyak goreng bekas dan modifikasi zeolit alam dengan abu tandan kosong kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan biodiesel [9].
4.3.2 Pengaruh Waktu Reaksi terhadapYieldBiodiesel
Berdasarkan pada subbab 4.3.1 didapatkan hasil yield biodiesel terbaik pada jumlah katalis heterogen K2CO3/zeolit alam 4% berat, sehingga dengan
Gambar 4.5 Hubungan antara Waktu Reaksi denganYieldBiodiesel pada pada Kondisi Suhu Reaksi 65 °C, Rasio Molar Alkohol terhadap Minyak 10 : 1,
dan Jumlah Katalis 4%
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa semakin tinggi waktu reaksi yang dilakukan maka yield biodiesel yang dihasilkan akan semakin besar yaitu pada rentang waktu reaksi 2-3 jam. Namun setelah waktu reaksi 3 jam mengalami penurunanyieldbiodiesel. Pada penelitian ini, waktu reaksi 2 jam, yieldbiodiesel yang dihasilkan adalah 85,86%. Namun, setelah 2,5 jam reaksi peningkatan yield biodiesel tidak terlalu signifikan, yaitu 91,56%. Pada waktu reaksi 3 jam barulah tercapai kondisi terbaik reaksi transesterifikasi pembentukkan yield biodiesel, dimana massa metil ester yang dihasilkan sangat tinggi diikuti juga kemurnian dari metil esternya. Hal ini disebabkan adanya akumulasi produk biodiesel saat reaksi berlangsung [60]. Sedangkan pada waktu reaksi 3,5-4 jam, yield biodiesel yang dihasilkan mengalami penurunan.
membentuk asam lemak kembali dan kemudian yield metil ester yang dihasilkan akan mengalami penurunan [61, 63]. Oleh karena itu, pada waktu reaksi 3,5-4 jam terjadi penurunanyieldbiodiesel.
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa kondisi terbaik yang didapatkan adalah pada variabel tetap berupa jumlah katalis K2CO3/zeolit alam 4% berat,
suhu reaksi 65 °C, dan rasio molar alkohol dan minyak 10:1 serta variabel terubah terbaik yaitu waktu reaksi 3 jam yang memberikan yield biodiesel sebesar 98,18%. Hasil penelitian ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Noiroj, dkk (2009), tetapi mereka menggunakan minyak kelapa sawit dengan katalis modifikasi KOH/NaY sebagai bahan baku pembuatan biodiesel [8].
4.3.3 Pengaruh Rasio Molar Alkohol dengan Minyak terhadap Yield
Biodiesel
[image:54.595.149.480.486.671.2]Dari hasil pembahasan pada subbab 4.3.2 yang menghasilkan kondisi terbaik waktu reaksi, dimana waktu reaksi sebesar 3 jam dijadikan sebagai variabel tetap pada variasi rasio mol alkohol/minyak dalam pembuatan biodiesel. Adapun hasil penelitian pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi (rice bran oil) dengan menggunakan katalis heterogen K2CO3/zeolit alam dapat dilihat pada
Gambar 4.6.
Gambar 4.6 menunjukkan hubungan antara rasio mol metanol dengan minyak terhadap perolehan yield biodiesel dengan variasi jumlah katalis K2CO3/zeolit alam. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada jumlah katalis
2% dengan rasio mol 10:1 yang mengalami penurunan dari rasio mol sebelumnya 8:1, namun pada rasio mol 12:1 yield biodiesel mengalami peningkatan. Sedangkan pada jumlah katalis 3% dan 4% diperoleh kondisi rasio mol metanol dengan minyak terbaik yaitu pada 10:1.
Pada jumlah katalis 3% dan 4% terjadi peningkatan yield biodiesel dari rasio mol metanol dengan minyak 8:1 hingga 10:1, sedangkan pada rasio mol reaktan 12:1 mengalami penurunan. Penambahan rasio mol metanol dengan minyak ini membuat penurunan yield biodiesel. Hal ini disebabkan rasio mol metanol yang meningkat akan membuat konsentrasi minyak menjadi turun, sehingga berakibat pada laju reaksi yang rendah dan merubah kesetimbangan reaksi [61]. Selain itu, juga disebabkan gliserol sebagai hasil samping reaksi terlarut dalam metanol yang berlebih ini sehingga menghalangi reaksi antara metanol dengan minyak dan katalis. Penurunan yield biodiesel disebabkan gugus hidroksil yang bersifat polar dalam metanol bereaksi sebagai emulsifier dan membuat proses pemisahan produk biodiesel dari hasil campuran reaksi menjadi lebih sulit dilakukan [59].
Pada perbandingan rasio mol metanol dengan minyak 10:1 sudah banyak terbentuk lapisan metil ester dan sedikit lapisan gliserol. Ini berarti bahwa pada perbandingan rasio molar metanol dengan minyak 10:1 sudah dapat membentuk biodiesel. Kondisi terbaik yang didapatkan adalah pada variabel tetap berupa waktu reaksi 3 jam, suhu reaksi 65 °C, dan kecepatan pengadukan 500 rpm serta variabel berubah terbaik yaitu rasio molar metanol dengan minyak 10:1 dan jumlah katalis K2CO3/zeolit alam 4% berat, yang memberikanyieldmetil ester sebesar 98,18%.
4.4 KARAKTERISTIK BIODIESEL
produksi, dan penanganan serta penyimpanan biodieselnya. Pada kenyataannya, mesin diesel dirancang untuk memanfaatkan bahan bahar diesel. Apabila biodiesel digunakan sebagai pengganti minyak diesel, maka sifat fisikokimia dari biodiesel seharusnya mirip dengan minyak diesel. Kualitas biodiesel ini terlihat pada sifat utamanya yang teregulasi, seperti bilangan setana, densitas, viskositas, performa suhu rendah, titik nyala, kandungan air, dan lainnya. Sedangkan yang tidak teregulasi seperti komposisi logam, komposisi asam lemak metil atau etil ester, nilai pemanasan, lubrisitas, dan lainnya [62]. Adapun karakteristik dari biodiesel yang dihasilkan dari penelitian dan perbandingannya dengan standar SNI dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Karakteristik Biodiesel yang Dihasilkan dari Penelitian.
Parameter Unit Nilai Standar SNI 04-7182-2012 Methyl Esther content % (m/m) 98,8243 >96,5
Densitas pada 40 °C kg/m3 861,7122 850–890 Viskositas kinematik
pada 40 °C mm/s
2 4,22 2,3–3,5
Titik Nyala °C 150 >100
Dari hasil uji beberapa karakteristik biodiesel, dapat dilihat bahwa biodiesel yang disintesis telah memenuhi standar SNI. Hal ini menunjukkan penggunaan katalis termodifikasi K2CO3/zeolit alam sebagai katalis heterogen dalam reaksi
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Zeolit alam yang dimodifikasi dengan K2CO3 sebagai katalis heterogen
pada pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi (rice bran oil) dapat
memberikan yield biodiesel yang lebih tinggi dibandingkan zeolit alam
tanpa modifikasi.
2. Yield biodiesel terbaik pada penelitian ini adalah 98,18% yang diperoleh
pada rasio mol metanol dengan minyak 10:1, waktu reaksi 3 jam, dan
jumlah katalis K2CO3/zeolit alam 4%.
3. Dari hasil pengujian kualitas biodiesel yang meliputi kemurnian, densitas,
viskositas, dan titik nyala telah memenuhi Standar Nasional Indonesia
(SNI 04-7182-2012).
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah:
1. Penelitian berikutnya disarankan untuk mengkaji lebih lanjut penyebab
penurunan kadar logam kalium yang lebih sedikit pada konsentrasi larutan
K2CO3sebelum tercapainya larutan jenuh K2CO3.
2. Penelitian berikutnya disarankan untuk mengkaji pengunaan reuse katalis
modifikasi K2CO3/zeolit alam yang digunakan terhadap yield metil ester
yang dihasilkan.
3. Penelitian berikutnya disarankan untuk mengkaji penggunaan senyawa
basa lain sebagai larutan impregnasi pada zeolit alam untuk pembuatan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 BIODIESEL
Biodiesel merupakan Fatty Acid Methyl Ester (FAME) rantai panjang dan
sekelompok gugus alkil sebagai akseptor asil yang diperoleh melalui proses
transesterifikasi minyak nabati atau lemak hewani [19, 20]. Biodiesel dapat
digunakan sebagai campuran dengan solar minyak bumi sehingga dapat
memberikan penurunan tingkat emisi gas rumah kaca di bumi [21]. Produksi
biodiesel yang dikembangkan saat ini umumnya dibuat dari 4 kelompok utama
adalah [6].
1. Minyak tumbuhan : minyak biji matahari, rapeseed, dedak padi, kedelai,
kelapa, jagung, kelapa sawit, zaitun, berbagai jenis biji-bijian, kacang
tanah. Selain itu minyak jarak, karanja atau pongamia, jojoba, biji kapuk,
biji jeruk, biji karet dan lain-lain.
2. Lemak hewan : tallow, yellow grease, lemak ayam dan produk samping
dari minyak ikan dan lain-lain.
3. Minyak goreng bekas.
4. Alga
Karakteristik fisik dan kimia biodiesel yang sangat mirip dengan bahan
bakar diesel konvensional memungkinkan penggunaannya baik sendiri (biodiesel
murni, B100) atau dicampur dengan diesel berbasis minyak bumi (rasio umum
digunakan: 5-20%, B5-B20) dimana rasio ini hanya memerlukan sedikit
penyesuaian teknis atau bahkan tidak memerlukan modifikasi [22]. Biodiesel telah
muncul sebagai biofuel generasi pertama yang muncul sebagai pelopor
pelaksanaan B5, B10, B20 dan bahan bakar B100 berdasarkan spesifikasi di
daerah Eropa, Amerika Utara dan bagian lain di dunia [23].
Keuntungan dari penggunaan biodiesel adalah bebas sulfur, kurang
beracun, pengurangan pada dampak efek gas rumah kaca, dan biodegradable.
Selain itu, biodiesel memiliki cetane number (bilangan setana) yang lebih tinggi
serta oksida nitrogen dalam kondisi tertentu. Sifat fisik biodiesel mirip dengan
diesel, memiliki titik nyala yang relatif tinggi sebesar 150 ºC yang membuatnya
lebih stabil dan lebih aman untuk transportasi, serta memberikan sifat pelumas,
yang dapat mengurangi keausan mesin dan memperpanjang umur mesin. Oleh
sebab itu, bahan bakar biodiesel dapat diharapkan sebagai alternatif pengganti
bahan bakar berbasis minyak bumi dan energi berkelanjutan yang baik karena
berasal dari tanaman yang terus tumbuh [21, 24, 25, 26].
Menurut Gondra (2010), biodiesel memiliki keungggulan dari bahan bakar
minyak lainnya, tetapi pada penggunaannya biodiesel juga memiliki beberapa
kerugian. Kerugian dari penggunaan biodiesel ini adalah ketersediaan bahan baku
pertanian yang dibatasi karena kebutuhannya digunakan sebagai bahan baku
penghasil makanan, memiliki kandungan oksigen yang tinggi dimana apabila
dibakar, menghasilkan tingkat lebih tinggi NOx daripada yang dihasilkan oleh
diesel mineral, biodiesel adalah senyawa higroskopis yang dapat menyerap air
dengan mudah dan biaya pengadaan bahan bakar biodiesel ini cukup mahal [26].
[image:59.595.109.527.452.749.2]Persyaratan kualitas biodieseldapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09, EN 14214/03, dan Pr EN 14214/09
No. Parameter Satuan ASTM D
6751/09
EN 14214/03
Pr EN 14214/09
1. Kandungan ester % w/w - ≥96,5 ≥96,5
2. Densitas kg/m3 - 860-900 860-900
3. Viskositas kinematik mm2/s 1,9-6,0 3,5-5,0 3,5-5,0
4. Titik nyala °C ≥ 130
≥ 93 (gelas tertutup)
≥120 ≥101
5. Kandungan sulfur mg/kg ≤ 15 ≤10 ≤10 6. Residu karbon % w/w ≤0,05 ≤0,30
-7. Angka Setana ≥47 ≥51 ≥51
8. Kadar abu tersulfatasi
% w/w ≤0,02 ≤0,02 ≤0,02
9. Air dan sedimen % w/w ≤0,05 -
-10. Kandungan air mg/kg - ≤500 ≤500
11. Total kontaminasi mg/kg - ≤24 ≤24 12. Korosi pada jalur
tembaga
≤No.3 Kelas 1 Kelas 1
Tabel 2.1 Standar Biodiesel Berdasarkan ASTM D 6751/09, EN 14214/03, dan Pr EN 14214/09 (Lanjutan)
No. Parameter Satuan ASTM D
6751/09
EN 14214/03
Pr EN 14214/09
15. Nilai Iodin g iodin/100 g - ≤120 ≤120 16. Linolenat metil ester % w/w - ≤12,0 ≤12,0 17. Metil ester ganda tak
jenuh
% w/w - ≤1 ≤1
18. Kandungan metanol % w/w ≤0,20 ≤0,20 ≤0,20 19. Kandungan
monogliserida
% w/w - ≤0,80 ≤0,80
20. Kandungan digliserida
% w/w - ≤0,20 ≤0,20
(ASTM D 6751, 2009; EN 14214, 2003 dan Pr EN 14214, 2009)
2.2 BAHAN BAKU
2.2.1 Minyak Dedak Padi
Produksi biodiesel yang dikembangkan saat ini umumnya dibuat dari
minyak tumbuhan (minyak kedelai, canola oil, rapeseed oil, crude palm oil, rice
bran oil), lemak hewani (beef talow,lard, lemak ayam, lemak babi) dan bahkan
dari minyak goreng bekas [27]. Bahan baku yang digunakan untuk produksi
biodiesel bervariasi sesuai dengan wilayah geografis tergantung pada kondisi
budidaya dan ketersediaannya. Indonesia sebagai salah satu produsen padi
terbesar di dunia dengan urutan ketiga setelah China dan India, yang juga
berkontribusi pada kebutuhan padi dunia.
Berdasarkan jumlah produksi padi Indonesia pada tahun 2015 sebesar
74.991.788 ton [13] dan diperkirakan akan mengalami peningkatan sebesar 1,65%
pada tahun 2016 [14]. Padi sebagai tanaman pangan ini dapat pula dimanfaatkan
salah satu bagiannya sebagai bahan baku dalam pembuatan biodiesel. Hal ini
[image:60.595.179.444.642.734.2]disebabkan karena padi terdiri dari beberapa komposisi yang ditunjukkan pada
Gambar 2.1.
Salah satu dari bagian padi yang terlihat pada Gambar 2.1 adalah bekatul
atau rice bran. Bekatul atau rice bran merupakan hasil samping proses
penggilingan padi yang berasal dari lapisan terluar beras yaitu bagian antara butir
beras dan kulit padi. Serta memiliki kandungan minyak sekitar 10-26% dari
massanya [15].
Minyak dedak padi (rice bran oil) dapat didefinisikan sebagai minyak
alami yang dihasilkan dari bekatul yang berada disamping sekam (kulit) padi.
Oleh karena bekatul dan sekam padi sulit untuk dipisahkan, maka campuran
keduanya yang diekstrak menjadi minyak [12]. Perbedaan komposisi minyak
dedak padi yang dihasilkan ini tergantung pada varietas padi, proses penggilingan,
metode ekstraksi, kondisi, dan lama penyimpanan dedak padi. Kadar FFA dari
Rice Bran Oil (RBO) adalah sebesar 6-70% tergantung dengan kualitas dedak
padinya [16].
Soares, dkk (2015) pada penelitiannya mendapatkan yield RBO sebesar
12,68% dengan menggunakan teknologi dengan Liquefied Petroleum Gas (LPG)
[17]. Sedangkan kadar FFA yang terdapat pada RBO menurut Liu, dkk (2015)
adalah sebesar 3
