ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR REAKSI DAN
KONSENTRASI KATALIS NaOH DALAM MEDIA METANOL
TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIKA
BIODIESEL MINYAK KELAPA
T E S I S
Oleh
DIMAR SINABUTAR
077026003/FIS
S
EK O L A H
P A
S C
A S A R JA
NA
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR REAKSI DAN
KONSENTRASI KATALIS NaOH DALAM MEDIA METANOL
TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIKA
BIODIESEL MINYAK KELAPA
T E S I S
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh
DIMAR SINABUTAR
077026003/FIS
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : ANALISIS PENGARUH TEMPERATUR REAKSI DAN KONSENTRASI KATALIS NaOH DALAM MEDIA METANOL TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK FISIKA BIODIESEL MINYAK KELAPA
Nama Mahasiswa : Dimar Sinabutar Nomor Pokok : 077026003 Program Studi : Fisika
Menyetujui Komisi Pembimbing,
(Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS) Ketua
(Dr. Marhaposan Situmorang) Anggota
Ketua Program Studi,
(Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc.,Ph.D)
Direktur,
(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc)
Telah diuji pada Tanggal: 25 Juni 2009
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, MS. Anggota : 1. Dr. Marhaposan Situmorang
ABSTRAK
Telah dilakukan transesterifikasi minyak kelapa dalam media metanol dengan katalis NaOH pada temperatur reaksi dan konsentrasi katalis yang berbeda-beda. Variasi temperatur reaksi (T1: 30 0C, T : 50 0C, dan T3 : 70 0C) dan variasi konsentrasi katalis (K1 : 0,375 b/b, K2 : 0,500 b/b, K3 : 0,625 b/b) pada proses transesterifikasi akan menghasilkan karakteristik fisika Biodiesel minyak kelapa yang berbeda-beda untuk setiap variasi suhu dan konsentrasi katalis (T1K1, T1K2, T1K3, T2K1, T2K2, T2K3, T3K1, T3K2, T3K3). Karakteristik yang diuji meliputi viskositas, densitas, flash point, dan kadar air.
Metil ester yang diperoleh untuk setiap perlakuan dipisahkan, dicuci, disaring, dan dimurnikan melalui proses distilasi pada suhu 110oC lalu dikarakterisasi.
Biodiesel yang diuji mempunyai hubungan yang linier dengan perubahan temperatur reaksi dan konsentrasi katalis kecuali flash point tidak dipengaruhi perubahan temperatur reaksi dan konsentrasi katalis.
Viskositas mempunyai nilai minimum 2,4080 cSt pada temperatur 30oC dan konsentrasi katalis 0,375% b/b dan nilai maksimum 2,4855 cSt pada temperatur 70oC dengan konsentrasi katalis 0,625% b/b. Densitas mempunyai nilai maksimum 0,8750 gr/cm3 pada suhu 70oC dan minimum 0,86 gr/cm3 pada suhu 30oC untuk setiap konsentrasi katalis. Flash point tidak dipengaruhi oleh temperatur reaksi maupun konsentrasi katalis yang digunakan. Kadar air mempunyai nilai yang minimum 0,0386% pada suhu 70oC dengan konsentrasi katalis 0,625% b/b dan nilai maksimum 0,0486% diperoleh pada temperatur reaksi 30oC untuk konsentrasi katalis 0,375% b/b.
ABSTRACT
Transesterification of coconut oil has been conducted in methanol media by NaOH catalyst at reaction temperature and catalyst concentrations. The variation of various reaction temperature (T1 : 300C, T2 : 500C, T3 : 700C) and the variation of catalystic concenteration (K1= 0,375% w/w, K2 = 0,500% w/w, K3 = 0,625% w/w) in the tranesterification will result in characteristic Biodiesel physic of varians of coconut oil (T1K1, T1K2, T1K3, T2K1, T2K2, T2K3, T3K1, T3K2, T3K3). The characteristic that was tested includes the viscosity, density, flash point, and water content.
Methyl ester which was obtaired in every treatment was separated, washed, filtered and purifred by distillation at the temperature of 1100C, which was then characterized.
The tested Biodiesel in fact, has a linier corretation with the change of reaction temperature as well as the catalystic concentration except for the flash point
The viscosity has a minimum rate of 2.4080 cSt on a temperature 30 0C and its catalyst concentration of 0.375% w/w and its maximum 2.4855 cSt on temperature 70 0
C still on the catalyst concentration 0.6255% w/w. The density has an maximum rate of 0.8750 gr/cm3 on temperature 70 0 C and minimum rate of 0.86 gr/cm3 on each catalyst concentration. Noted that flash point is not impacted on the reacting temperature or catalyst concenteration as used. The water content has an minimum rate of 0.0386% on temperature 70 0C with a catalyst concentration 0.625% w/w and maximum rate of 0.0486% obtained on the reacting temperature 30 0C on the catalyst concentration of 0.375% w/w.
Keywords: Biodiesel, Transesterification, Coconut Oil, Characteristic, Viscosity, Density, Flash Point, Water Content.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan ini dengan judul “Analisis Pengaruh Temperatur Reaksi dan
Konsentrasi Katalis NaOH dalam Media Metanol terhadap Perubahan Karakteristik Fisika Biodisel Minyak Kelapa”. Tesis ini merupakan tugas akhir
penulis pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan yang baik ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Bapak Rektor Universitas Sumatera
Utara, Prof. Chairuddin P Lubis, DTM&H, Sp.A(K) dan Ibu Direktur Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc.
Bapak Ketua dan Sekretaris Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc, Ph.D dan Drs. Nasir
Saleh, M.Eng,Sc yang juga sebagai staf pengajar yang penuh kesabaran, tidak
putus-putusnya memotivasi sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Bapak Pembimbing Prof.
Drs. Mohammad Syukur, M.Sc dan Dr. Marhaposan Situmorang yang telah banyak
mencurahkan ilmu dan buah pikiran dengan penuh kesabaran selama membimbing
penulis dalam melaksanakan tugas akhir sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan biaya pendidikan
selama penulis mengikuti pendidikan di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera
Utara.
Pengurus yayasan DON BOSCO KAM (Ketua Drs. S. Manik) dan
rekan-rekan guru/pegawai SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 Medan yang telah banyak
Staf pengajar pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara khususnya.
Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara khususnya angkatan 2007 dan seluruh staf administrasi
Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang penuh kesabaran memberikan
pelayanan yang terbaik. Secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan saying
yang mendalam buat istri tercinta Dra. Linda br Manurung yang senantiasa
memberikan dorongan dengan penuh kesabaran dan pengertian serta mendoakan
keberhasilan penulis dalam menyelesaikan studi ini. Terlebih lagi terima kasih dan
sayang yang teramat dalam kepada ananda tersayang Alfredo Michael Roganda
Sinabutar yang berkorban untuk selalu ditinggalkan selama penulis mengikuti
pendidikan.
Akhir kata penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi semua pihak,
dan penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam tugas akhir
ini. Kritik dan saran yang sifatnya membangun, penulis harapkan untuk perbaikan
selanjutnya.
Medan, Juni 2009
Penulis,
Dimar Sinabutar
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap berikut gelar : Drs. Dimar Sinabutar
Tempat dan Tanggal Lahir : Bonandolok, 21 November 1959
Alamat Rumah : Jl. Budi Luhur Gg. Pembangunan No. 98 H Medan
HP : 08126450548
Instansi Tempat Bekerja : SMA SWASTA SANTO THOMAS 3 MEDAN
Alamat Kantor : Jl. Jendral Gatot Subroto/Jl. Banteng No. 7 Medan
Telp : 061 - 8455860
DATA PENDIDIKAN
SD : Negeri Bonandolok Tamat : 1973
SMP : Negeri 1 Pangururan Tamat : 1979
SMA : Negeri 4 Medan Tamat : 1980
Strata-1 : IKIP NEGERI MEDAN Tamat : 1985
Strata-2 : Program Studi Magister Fisika Sekolah Pascasarjana Tamat : 2009 Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
2.3. Proses Produksi Bahan Bakar Biodiesel Minyak Kelapa ... 8
2.4. Penyimpanan dan Stabilitas ... 11
2.5. Sifat-sifat Penting dari Bahan Bakar Mesin Diesel ... 12
3.4. Prosedur Pengolahan Minyak Kelapa Menjadi Biodiesel ... 19
4.2.1. Pembahasan Hasil Pengujian Viskositas ... 37
4.2.2. Perubahan Hasil Pengujian Densitas ... 37
4.2.3. Pembahasan Hasil Pengujian Flash Point ... 38
DAFTAR TABEL
Nomor J u d u l Halaman
2.1. Karakteristik Biodiesel ... 10
2.2. Karakteristik Mutu Solar... 10
DAFTAR GAMBAR
Nomor J u d u l Halaman
2.1. Proses Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa... 9
2.2. Pendefinisian Kekentalan Dinamis Berdasarkan Hukum Newton Aliran Viskositas... 13
3.1. Bagan Alir Pengujian ... 18
3.2. Biodisel dan Gliserol Dimasukkan ke dalam Corong Pisah... 21
3.3. Biodisel Terpisah Lapisannya dengan Air Pencuci di dalam Corong Pisah ... 22
3.4. Penyaringan Biodisel ... 23
3.5. Pemurnian Biodisel pada Temperatur 1100c dalam Oven... 23
3.6. Penentuan Viskositas Biodisel dengan Menggunakan Viscometer Redwood ... 25
3.7. Piknometer ... 26
3.8. Penentuan Flash Point dengan Alat Pensky – Martine Closed Tester ... 27
3.9. Penimbangan Cawan dengan Neraca Analisis pada Pengukuran Kadar Air dalam Biodisel... 29
3.10. Desikator Sebagai Tempat Biodisel untuk Didinginkan ... 29
4.3.(c) Grafik Kadar Air terhadap Perlakuan Suhu untuk K3 ... 36
4.4.(a) Grafik Persentase Produksi Biodiesel terhadap Perubahan
Suhu untuk K1 ... 40
4.4.(b) Grafik Persentase Produksi Biodiesel terhadap Perubahan
Suhu untuk K2 ... 40
4.4.(c) Grafik Persentase Produksi Biodiesel terhadap Perubahan
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor J u d u l Halaman
1. Tabel Hasil Pengujian Viskositas ... 46
2. Tabel Hasil Pengujian Densitas... 47
3. Tabel Hasil Pengujian Flash Point ... 48
4. Tabel Hasil Pengujian Kadar Air... 49
5. Tabel Persentase Hasil Produksi Biodiesel Untuk Setiap Pengujian . 50 6. Surat Praktek/Penelitian ... 51
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bahan bakar minyak bumi (fosil) akan habis apabila dieksploitasi secara
besar-besaran. Untuk memperlambat dan mengurangi ketergantungan terhadap bahan
bakar minyak bumi tersebut salah satunya adalah dengan bahan bakar biodiesel yang
bahan bakunya sangat besar untuk dikembangkan. Adapun biodiesel dapat dibedakan
menjadi dua yaitu yang berasal dari tumbuhan dan hewan.
Pemenuhan sumber energi dalam bentuk cair terutama solar pada sektor
transportasi merupakan sektor paling kritis dan perlu mendapat perhatian khusus.
Dengan meningkatnya konsumsi solar dalam negeri, berarti impor dari luar negeri
adalah hal yang tidak bias ditunda lagi, jika tidak maka kekurangan pasokan tidak
dapat dihindari, pada saat ini kurang lebih 25% kebutuhan solar dalam negeri telah
menjadi bagian yang di impor yang artinya adalah pengurasan devisa Negara. Oleh
karena itu sudah saatnya dipikirkan untuk dapat disubtitusi dengan bahan bakar
alternatif lainnya terutama bahan bakar yang berkesinambungan terus pengadaannya
(renewable) dalam upaya meningkatkan security of supply dan mengurangi kuantitas
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari bahan mentah terbaharukan
(renewable) selain bahan bakar diesel dari minyak bumi. Biodiesel tersusun dari
berbagai macam ester dan asam lemak yang dapat diproduksi dari minyak-minyak
tumbuhan seperti minyak sawit (palm oil), minyak kelapa, minyak jarak pagar,
minyak biji kapok randu.
Beberapa upaya telah dilakukan dalam penelitian dan pengembangan sumber
energi alternatif diantaranya adalah pemanfaatan minyak nabati sebagai bahan
pengganti solar, penggunaan secara langsung minyak nabati ini memiliki kekurangan
yakni menghasilkan senyawa yang dapat menyebabkan kerusakan pada mesin karena
membentuk deposit pada injector. Di samping itu viskositasnya yang tinggi
mengganggu kinerja pompa injector pada proses pengkabutan bahan bakar sehingga
hasil dari injeksi tidak berwujud kabut yang mudah menguap melainkan tetesan
bahan bakar yang sulit terbakar. Oleh karena itu mesin-mesin kendaraan bermotor
komersial perlu dimodifikasi jika akan menggunakan minyak nabati langsung sebagai
pengganti bahan bakar solar. Hal ini tentu saja tidak ekonomis sehingga perlu
dilakukan upaya untuk mengubah karakteristik minyak nabati sehingga sedapat
mungkin menyerupai solar.
Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan mengkonversi minyak
nabati ke dalam bentuk metil ester asam lemak (FAME = Fatty Acid Methyl Ester)
transesterifikasi. Pada pengolahan biodiesel secara konvensional waktu pemanasan
sangat berpengaruh pada capaian hasil esterifikasi.
Biodiesel dapat mengalami degredasi bila disimpan dalam waktu yang lama
disertai dengan kondisi tertentu. Degredasi biodiesel pada umumnya disebabkan oleh
proses oksidasi. Beberapa faktor yang mempengaruh degradasi biodiesel antara lain
keberadaan asam lemak tak jenuh, kondisi penyimpanan (tertutup/terbuka),
temperatur, unsur logam dan peroksida. (Leung, dkk, 2006) menemukan bahwa
temperatur tinggi (400C) yang disertai dengan keberadaan udara terbuka
menyebabkan degradasi yang sangat signifikan pada penyimpanan biodiesel hingga
50 minggu. Konsentrasi asam meningkat pada biodiesel yang telah terdegradasi ini
disebabkan oleh putusnya rangkai asam lemak metilester menjadi asam-asam lemak.
dan faktor keberadaan air tidak terlalu signifikan mempengaruhi proses degradasi.
1.2. Perumusan Masalah
Bahan baku biodiesel yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak
kelapa, perubahan temperatur reaksi dan perubahan konsentrasi katalis akan merubah
karakteristik bahan biodiesel. Karakteristik yang diukur yakni viskositas, densitas,
flash point, titik nyala, dan kadar air untuk setiap variasi temperatur dan variasi
1.3. Tujuan Penelitian
Setelah melakukan penelitian ini diharapkan:
1. Mengetahui perubahan karakteristik bahan bakar biodiesel minyak kelapa pada
temperatur yang berbeda-beda dengan konsentrasi katalis yang sama.
2. Mengetahui perubahan karakteristik bahan bakar biodiesel minyak kelapa pada
temperatur yang sama dengan konsentrasi katalis yang berbeda.
1.4. Hipotesis
Perubahan temperatur reaksi serta perubahan konsentrasi katalis diharapan
akan merubah karakteristik bahan bakar biodiesel, akibatnya akan diperoleh
karakteristik biodiesel yang paling sesuai dengan standart mutu solar untuk setiap
variasi temperatur dan variasi konsentrasi katalis
1.5. Manfaat Penelitian
1. Mengetahui temperatur reaksi dan konsentrasi katalis bahan bakar biodiesel
minyak kelapa yang sesuai dengan karakteristik mutu solar.
2. Mendapatkan bahan bakar biodiesel minyak kelapa yang dapat digunakan secara
langsung.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Trigiserida dan Lemak
Minyak dan lemak adalah gliserida dan asam lemak yang disebut juga dengan
trigliserida. Ikatan ini terjadi karena ketiga gugus hidroksil (OH) pada gliserol
digantikan oleh tiga gugus asam lemak (fatty acid) yaitu RCOO. Nama IUPAC dari
minyak dan lemak adalah triasil gliserol, tetapi nama umum yang biasa digunakan
adalah trigliserida.
Minyak dan lemak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan
kandungan yang berbeda-beda. Kelapa sawit merupakan bahan baku yang potensial
untuk menghasilkan minyak. Sebagai bahan pangan, kelapa sawit dapat diolah
menjadi minyak goreng, mentega, pemutih dan margarine. Selain sebagai bahan
pangan, kelapa sawit dapat juga diolah menjadi produk baru sebagai pengganti
minyak bumi seperti bio pelumas, minyak gemuk, bio diesel dan lain-lain. Lemak
yang ada dapat dimakan (edible fat) dihasilkan oleh alam bersumber dari bahan
nabati atau hewani. Lemak dan minyak yang diperoleh dari berbagai sumber
mempunyai sifat kimia dan fisika yang berbeda karena perbedaan jumlah dan jenis
Biodiesel merupakan bahan bakar yang terbuat dari minyak
tumbuh-tumbuhan dan lemak hewan. Komposisi biodiesel umumnya terdiri dari berbagai
jenis asam lemak yang melalui proses kimiawi yang ditransformasi menjadi Metil
Ester Asam Lemak (Fatty Acid Methyl Ester = FAME). Ketika minyak kelapa diolah
menjadi biodiesel maka terjadi perubahan karakteristik fisika dan kimia, dengan
teknologi ini asam lemak bebas penyebab keasaman yang terpisah dari trigliserida
melalui proses esterifikasi akan dikonversi menjadi biodiesel.
Emisi pembakaran bahan bakar nabati yang juga merupakan gas rumah kaca,
yakni karbon dioksida, pada prinsipnya akan diserap kembali oleh tanaman sumber
bahan bakar nabati, sehingga emisi pembakaran adalah karbon netral yang tidak
menambah kadar CO2 di udara (Ribero, dkk, 1997).
Biodiesel memiliki beberapa keunggulan dibandingkan bahan bakar
petroleum yakni:
a. Bilangan setana tinggi (di atas 50), yakni bilangan yang menunjukkan ukuran
baik tidaknya kualitas solar berdasarkan sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar
mesin. Semakin tinggi bilangan setana semakin cepat pembakaran dan semakin
baik efisiensi termodinamisnya.
b. Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap
biodiesel dapat menyala sehingga biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran
c. Tidak mengandung sulfur dan benzana yang mempunyai sifat karsinogen, serta
dapat diuraikan secara alami.
d. Menambah pelumasan mesin yang lebih baik dari pada solar sehingga
memperpanjang umur pakai mesin.
e. Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi dan
tidak memerlukan modifikasi mesin apapun.
f. Mengurangi asap hitam dari gas buang mesin diesel secara siginifikan walaupun
penambahan hanyak 5% – 10% volum biodiesel ke dalam solar.
2.2. Alkohol
Alkohol yang biasa digunakan adalah methanol dan ethanol. Methanol
mempunyai keuntungan lebih mudah bereaksi atau lebih stabil dibandingkan dengan
ethanol. Kerugian dari methanol adalah methanol merupakan zat beracun dan
berbahaya. Methanol sangat mudah terbakar bahkan lebih mudah terbakar
dibandingkan dengan mesin. Methanol biasa juga disebut metil alkohol. Sedangkan
ethanol biasa juga disebut ethyl alcohol. Methanol berwarna bening seperti air,
mudah menguap, mudah terbakar dan mudah bercampur dengan air. Methanol dan
ethanol yang dapat digunakan hanya yang murni 100%. Methanol merupakan alkohol
yang paling banyak digunakan untuk pembuatan biodiesel. Methanol lebih disukai
Methanol lebih murah dan lebih mudah memperoleh pemisahan gliserin dibanding
ethanol. Ethanol lebih aman, tidak beracun dan terbuat dari hasil pertanian.
Sedangkan methanol mengandung uap yang berbahaya bagi makhluk hidup dan
terbuat dari batubara. Ethanol memiliki sifat yang sama dengan methanol, yaitu
berwarna bening seperti air, mudah menguap, mudah terbakar dan mudah bercampur
dengan air. Pemisahan gliserin dengan menggunakan ethanol lebih sulit dari methanol
dan jika tidak berhati-hati akan berakhir dengan emulsi. Methanol memiliki berat
jenis 0,7915 g/m3, sedangkan ethanol memiliki berat jenis 0,79 g/m3.
2.3. Proses Produksi Bahan Bakar Biodiesel Minyak Kelapa
Biodiesel atau metil ester dibuat dengan cara mereaksikan trigliserida dengan
metanol membentuk senyawa metil ester dan gliserol dengan bantuan basa NaOH
sebagai katalisator. Reaksi ini disebut dengan reaksi transesterifikasi.
Transesterifikasi dilakukan dengan mencampur minyak kelapa dengan
metanol menggunakan katalisator NaOH. Proses transesterifikasi berlangsung 0,5 – 1
jam pada suhu sekitar 400C campuran kemudian didiamkan, sehingga membentuk 2
lapisan, lapisan bawah adalah gliserin dan lapisan atas adalah metil ester (biodiesel).
Agar reaksi berlangsung sempurna, biodiesel dari tahap pertama kemudian
kandungan gliserol total (bebas dan terikat) dalam biodiesel agar tidak terjadi deposit
apabila diaplikasikan pada motor (Alamsyah, A.N, 2006).
Proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 2.1. Proses Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa
Pada Gambar 2.1. Minyak kelapa sebelum dimasukkan kedalam reaktor
ditambahkan katalis dan metanol, sedangkan hasil produk dari reaktor tersebut adalah
biodiesel yang masih memerlukan proses pencucian dan pemurnian sehingga
diperoleh biodiesel yang memenuhi syarat sebagai bahan bakar kendaraan. KATALIS
PREPARASI REAKTOR
PEMURNIAN
BIODIESEL PEMISAHAN
GLISEROL METANOL
[M. KELAPA
Dari segi lingkungan pemakaian biodiesel mempunyai beberapa kelebihan
dibandingkan pemakaian minyak solar, yaitu:
a. Pengurangan emisi CO sebesar 50%.
b. Biodiesel mengandung lebih sedikit hidrokarbon aromatik.
c. Tidak menghasilkan emisi sulfur (SO).
d. Pengurangan emisi partikulat sebesar 60%.
e. Menghasilkan emisi NOx lebih kecil dibanding dengan penggunaan diesel biasa
disebabkan angka cetana yang tinggi (Boedoyo, M.S, 2007).
Data karakteristik biodiesel dapat diperlihatkan pada Tabel 2.1 berikut:
Tabel 2.1. Karakteristik Biodiesel
Parameter & Satuannya Batas Nilai Metode Uji
Massa jenis 40 gr/ml 0,850 – 0,890 ASTM D–1298
Visikositas kinetik pada 40 , cSt 2,3 – 6,0 ASTM D–445
Angka setana Min 48 ASTM D–613
Titik kilat (flash point), Min 100 ASTM D–93
Korosi strip tembaga (3 jam pada 50 ) Maks No 3 ASTM D–130
Residu karbon (% - b/b) Maks 0,3 ASTM D-4530
Air dan sedimen, % - volume Maks 0,05 ASTM D–2709
Temperature distilasi 90%, Maks 360 ASTM D–1160
Abu tersulfatkan, % b Maks 0,02 ASTM D–974
Belerang, ppm – b (mg/kg) Maks 80 ASTM D–5453
Data karakteristik mutu solar dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut:
Tabel 2.2. Karakteristik Mutu Solar
Parameter & Satuannya Batas Nilai Metode Uji
Massa jenis 40 gr/ml 0,82 – 0,87 ASTM D–1298
2.4. Penyimpanan dan Stabilitas
Biodiesel dapat mengalami degradasi jika disimpan dalam waktu yang lama
disertai dengan kondisi tertentu. Degradasi biodiesel pada umumnya disebabkan oleh
proses oksidasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi degradasi biodiesel antara lain
keberadaan asam lemak tak jenuh, kondisi penyimpanan (tertutup/terbuka, temperatur
dan sebagainya), unsur logam, dan peroksida. (Leung, dkk, 2006) menemukan bahwa
temperatur tinggi (400C) yang disertai dengan keberadaan udara terbuka
menyebabkan degradasi yang sangat signifikan pada penyimpanan biodiesel hingga
50 minggu. Konsentrasi asam meningkat pada biodiesel yang telah terdegradasi. Hal
ini disebabkan oleh putusnya rantai asam lemak metal ester menjadi asam-asam
biodiesel) dapat membantu pertumbuhan mikroorganisme (Environment Canada,
2006). Temperatur tinggi (400C) yang tidak disertai dengan keberadaan udara
terbuka; sebaliknya udara terbuka tanpa keberadaan temperatur tinggi, tidak
menyebabkan degradasi yang signifikan pada biodiesel yang disimpan dalam waktu
lama (hingga 50 minggu). Dalam penelitiannya, (Leung, dkk, 2006) menggunakan
rapeseed oil sebagai bahan baku biodiesel.
Kontak antara biodiesel dengan logam dan elastomer selama proses
penyimpanan juga mempengaruhi stabilitas biodiesel (Environment Canada, 2006).
Ditemukan bahwa logam tembaga (copper) memiliki efek katalis oksidasi yang
paling kuat untuk biodiesel. Oksidasi pada biodiesel dapat menyebabkan
terbentuknya hidroperoksida yang selanjutnya terpolimerisasi dan membentuk gum;
hal ini dapat menyebabkan penyumbatan pada filter atau saluran bahan baker mesin
diesel (Environment Canada, 2006). Standard Eropa, EN 14214, mengatur uji
stabilitas biodiesel terhadap oksidasi, yakni dengan cara memanaskan biodiesel pada
1100C selama tak kurang dari 6 jam (menggunakan metode Rancimat).
Harga viskositas biodiesel dapat dijadikan sebagai ukuran terjadi tidaknya
proses degradasi pada biodiesel. Menemukan bahwa biodiesel minyak Castor yang
digunakan dapat mengalami degradasi, dicirikan dengan kenaikan viskositas yang
lebih dari 10 jam. Degradasi ini terjadi diduga karena terjadinya proses oksidasi dan
polimerisasi pada biodiesel (Indarto, Y.S, 2006).
2.5. Sifat-sifat Penting dari Bahan Bakar Mesin Diesel 2.5.1. Viskositas
Viskositas (kekentalan) merupakan sifat fluida untuk melawan tegangan geser
pada waktu bergerak untuk mengalir, atau kekentalan dapat didefinisikan sebagai
besarnya tahanan fluida untuk mengalir di bawah pengaruh tekanan yang dikenakan.
Hukum viskositas Newton, menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut
fluida yang tertentu maka tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas. Maka
besarnya harga kekentalan merupakan perbandingan antara tegangan geser yang
bekerja dengan kadar geseran.
u
D i a m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . h y
Gambar 2.2. Pendefinisian Kekentalan Dinamis Berdasarkan Hukum Newton Aliran Viskositas
Dari gambar secara matematis dapat ditulis:
µ =
µ = kekentalan dinamink (Poise)
τ = tegangan gesr fluida (Newton/m2)
∂u = kecepatan relatif kedua permukaan (m/s)
∂y = tebal lapisan filem fluida (m)
Kekentalan dinamik disebut juga kekentalan absolut viskositas gas meningkat
terhadap suhu, tetapi viskositas cairan berkurang dengan naiknya suhu. Untuk
tekanan-tekanan yang biasa, viskositas tidak tergantung pada tekanan dan tergantung
pada suhu saja, untuk tekanan yang sangat besar gas-gas dan kebanyakan cairan
menunjukkan variasi viskositas yang tidak menentu terhadap tekanan.
Viskositas kinematik merupakan perbandingan antara viskositas dinamik
(absolut) dengan densitas (rapat massa) fluida:
ρ μ
υ = viskositas kinematik (St)
µ = viskositas dinamik (Poise)
ρ = rapat massa (kg/m3)
Viskositas kinematik berubah terhadap suhu dalam jangka yang lebih sempit
dari viskositas dinamik.
Satuan kekentalan dinamik (absolute) adalah Poise (P), atau senti
Poise (cP). Satuan kekentalan kinematik adalah Stoke (St), atau senti stoke
(cSt). 1P = 100 cP ; 1 St = 100 cSt. Satuan Internasional untuk kekentalan
dinamik adalah Ns/m2 sama dengan kg/ms, sedangkan untuk kekentalan kinematik
adalah m2/s. dengan demikian diperoleh hubungan:
1 P = 10-1 Ns/m2 dan 1cP = 10-3 N s/m2
1 St = 10–4 m2/s dan 1 cSt = 10–6 m2/s
Untuk mengubah dari kinematik (υ) menjadi viskositas dinamik (µ), kita perlu
mengalikan υ dengan dalam kg/m3. Untuk mengubah dari Stoke menjadi Poise kita
mengalikan dengan kerapatan massa dalam gr/cm3, yang nilai angkanya sama dengan
jenis gravitasi.
2.5.2. Densitas (Rapat Massa)
Kerapatan suatu fluida ( ) dapat didefinisikan sebagai massa per satuan
2.5.3. Flash Point (Titik Nyala)
Flash point (titik nyala) dari cairan mudah terbakar adalah suhu terendah
dimana bahan bakar tersebut dapat terbakar ketika bereaksi dengan udara.Bila nyala
terus terjadi secara terus menerus, maka suhu tersebut dinamakan titik bakar (fire
point). Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan
penyalaan, sementara apabila titik nyala terlampau rendah akan menyebabkan
timbulnya denotasi yaitu ledakan kecil yang terjadi sebelum bahan bakar masuk
ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatan resiko bahaya saat penyimpanan.
Semakin tinggi titik nyala dari suatu bahan bakar semakin aman penanganan dan
penyimpanannya.
2.5.4. Kadar Air dan Sedimen
Kadar air dan sedimen menunjukan persentase kandungan air dan sedimen
yang terkandung dalam bahan bakar. Pada temperatur yang sangat dingin, air yang
terkandung dalam bahan bakar membentuk kristal dan menyumbat aliran bahan
2.5.5. Titik Tuang (Pour Point)
Titik Tuang (Pour Point) adalah suhu terendah di mana bahan bakar dapat
dialirkan untuk daerah bersuhu rendah, bahan bakar dipersyaratkan tidak membeku.
Titik tuang yang terlalu tinggi akan mempersulitkan pengaliran bahan bakar.
2.5.6. Sisa Karbon (Carbon Residu)
Sisa Karbon (carbon residu) yang tertinggi pada proses pembakaran akan
menyebabkan terbentuknya endapan yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Hal
ini dapat menyebabkan bagian-bagian pompa injeksi bahan bakar menjadi aus.
Dengan demikian semakin rendah sisa karbon, semakin baik efisiensi motor tersebut.
2.5.7. Nilai Kalor Bahan Bakar
Nilai Kalor Bahan Bakar menentukan jumlah konsumsi bahan bakar yang
digunakan setiap satuan waktu. Makin tinggi nilai kalor bahan bakar menunjukkan
bahwa pemakaian bahan bakar semakin sedikit. Tidak ada standard khusus yang
menentukan nilai kalor maksimal yang harus dimiliki bahan bakar mesin diesel.
2.5.8. Bilangan Cetana
Bilangan cetana menunjukkan seberapa cepat bahan bakar mesin diesel yang
dapat diinjeksikan keruang bahan bakar agar terbakar secara spontan. Bilangan cetana
dari minyak diesel konvensional dipengaruhi oleh struktur hidrokarbon penyusun.
Semakin rendah bilangan cetana maka semakin rendah pula kualitas penyalaan
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Pengembangan Pendidikan Teknologi
Kimia Industri (PTKI) Jalan Medan Tenggara VII Medan.
3.2. Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan merupakan minyak kelapa yang diproses dari daging
kelapa segar, metanol dan katalis NaOH. Bahan biodiesel minyak kelapa yang diuji
adalah yang diproses di laboratorium pengembangan PTKI Medan.
Komposisi perbandingan antara minyak kelapa dengan metanol dan katalis
NaOH untuk mendapatkan biodiesel minyak kelapa. Pada umunya pencampuran
minyak kelapa dengan metanol dan katalis serta pemanasan harus sesuai dengan
perbandingan, karena standart tersebut dapat memastikan bahwa biodiesel yang
dihasilkan dari reaksi pemprosesan bahan baku miyak kelapa sempurna.
Biodiesel merupakan bahan bakar yang berwarna kekuningan yang
viskositasnya tidak jauh berbeda dengan minyak solar, meskipun demikian spesifikasi
biodiesel minyak kelapa yang dihasilkan dari reaksi pemprosesan bahan baku minyak
3.3. Diagram Alir Pengujian
Metodologi pengujian sifat-sifat fisika bahan bakar biodiesel minyak kelapa
Gambar 3.1. Diagram Alir Pengujian 3.4. Prosedur Pengolahan Minyak Kelapa Menjadi Biodiesel
Alat dan bahan yang digunakan:
a. Beaker glass 500 ml
b. Water bath
c. Thermometer
d. Satu set alat magnetic stirrer
e. Neraca analisis
f. Corong pisah
g. Gelas ukur 50 ml
h. Oven
i. Vaccum filter
j. Minyak kelapa
k. Metanol
l. NaOH; 0,375%, 0,5% dan 0,625 b/b dari minyak kelapa
3.4.1. Preparasi Katalis dengan Metanol
Prosedur kerja
a. Minyak kelapa ditimbang dengan neraca analisis sesuai volume yang telah
b. Timbang NaOH masing-masing 0,375% (K1); 0,5% (K2); 0,625% (K3) dari berat
minyak kelapa.
c. Masing-masing NaOH tersebut di atas dilarutkan dengan metanol dengan
perbandingan 6 : 1 minyak kelapa dengan metanol.
3.4.2. Pemanasan
Prosedur kerja
a. Dimasukkan sampel minyak kelapa ke dalam Beaker glass 500 ml sesuai volume
yang telah ditetapkan.
b. Water bath diletakkan di atas alat magnetik stirer dan dihidupkan untuk
memanaskan minyak kelapa.
c. Beaker glass yang sudah berisi minyak kelapa dipanaskan dalam water bath untuk
temperatur masing-masing temperatur 300C (T1), 500C (T2), dan 700C (T3).
d. Dihidupkan alat magnetik stirer, kemudian dilakukan pemusingan terhadap
minyak kelapa dengan magnetik stirer dengan mengatur kecepatan putaran sesuai
dengan yang telah ditetapkan. Kecepatan pengadukan 800 rpm.
e. Setelah temperatur yang diinginkan tercapai, maka ditambahkan campuran etanol
dan katalis NaOH sesuai konsentrasi dan temperatur yang diinginkan. Pemanasan
ini dilakukan untuk T1K1, T1K2, T1K3, T2K1, T2K2, T2K3, T3K1, T3K2, dan T3K3
f. Setelah itu, campuran dimasukkan ke dalam corong pisah dan dibiarkan 24 jam
hingga terbentuk lapisan yang memisahkan antara biodisel (lapisan atas) dengan
gliserol (lapisan bawah).
g. Kemudian larutan dipisahkan, dengan membuka katup corong pisah
sehinggalapisan bawah (gliserol) dikeluarkan.
Gambar 3.2. Biodisel dan Gliserol Dimasukkan ke dalam Corong Pisah 3.4.3. Pencucian
Prosedur kerja
a. Dipanaskan aquades hingga temperatur 600C dengan perbandingan volume 1/3 air
dan 2/3 biodisel.
b. Kemudian dimasukkan biodisel ke corong pisah. Selanjutnya dimasukkan juga
c. Corong pisah dikocok hingga homogen pada corong pisah dan dibiarkan kira-kira
½ hingga 2 jam agar campuran terpisah.
d. Air pencuci yang terletak pada lapisan bawah dibuang.
e. Setelah itu, biodisel diukur volumenya dengan gelas ukur.
Gambar 3.3. Biodisel Terpisah Lapisannya dengan Air Pencuci di dalam Corong Pisah
3.4.4. Penyaringan
Prosedur kerja
a. Peralatan penyaring vakum dipasang, lalu dihubungkan dengan arus listrik.
b. Dituangkan biodisel yang hendak disaring ke dalam corong penyaring yang telah
dipasangkan dengan kertas saring wattman.
d. Setelah penyaringan biodisel yang disaring diambil untuk selanjutnya dimasukkan
ke dalam gelas ukur untuk mengukur volumenya.
Gambar 3.4. Penyaringan Biodisel
3.4.5. Pemurnian
Prosedur kerja
a. Biodisel dimasukkan ke dalam beaker glass, lalu dimasukkan ke oven dan tutup
oven.
b. Oven dihidupkan dengan temperatur pemanasan 1100C selama 1 jam.
Gambar 3.5. Pemurnian Biodisel pada Temperatur 1100C dalam Oven 3.5. Pengujian Viskositas
Tujuan pengujian viskositas adalah untuk mengukur lamanya waktu aliran
minyak untuk melewati batas yang telah dikalibrasi pada alat viskositas kinetik pada
suhu 400C.
Alat dan bahan yang dibutuhkan:
a. Satu set Viscometer Redwood
b. Stopwatch
c. Biodiesel
d. Minyak Pelumas SAE 40
Prosedur kerja
1. Disiapkan aliran arus pemanas ke alat yang digunakan.
2. Dimasukkan media pemanas ke dalam wadah bagian luar Viskometer Redwood
3. Katup aliran keluar sampel di wadah bagian dalam ditutup kemudian dimasukkan
sampel sampai tanda batas.
4. Menyambungkan kabel arus listrik pemanas ke sumber arus, kemudian
melakukan pemanasan sampai temperatur yang ditetapkan (400C).
5. Setelah tepat pada temperatur yang ditetapkan (40 C), pemanasan dihentikan dan
dibuka penutup aliran keluar bagian dalam, kemudian menampungnya ke dalam
Flash Glass sampai tanda batas sambil menghidupkan stopwatch.
0
6. Setelah sampai pada tanda batas stopwatch dihentikan, dicatat temperatur dan
lamanya proses.
7. Dihitung viskositas biodisel dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
96
3.6. Pengujian Densitas
Tujuan pengujian densitas adalah untuk mendapatkan perbandingan berat zat
cair dengan volume pada suhu tertentu.
Peralatan yang digunakan:
1. Piknometer
Prosedur kerja
1. Menghidupkan Neraca analisis dan memeriksa apakah alat dalam keadaan baik.
2. Menimbang berat piknometer dengan neraca analisis.
3. Mencatat angka yang tercatat pada neraca analisis.
4. Memasukkan biodisel ke dalam piknometer dan menutup dengan rapat.
5. Menimbang berat piknometer berisi biodisel dengan neraca analisis.
6. Mencatat angka yang tercatat pada neraca analisis.
7. Menghitung density biodisel dengan rumus:
ρ (gram/cm3) =
3.7. Pengujian Flash Point
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui titik-nyala bahan bakar pada
temperatur terendah.
Alat dan bahan yang digunakan adalah:
a. Termometer
b. Pensky – Martine Closed Tester
c. Magnet stirrer
d. Gas dan tungkul gas
e. Biodiesel
Prosedur kerja
1. Dimasukkan sampel ke dalam wadah sampai tanda batas dan memasukkan wadah
tersebut ke dalam alat ukur.
2. Alat dihidupkan, kontrol arus dan tegangan diatur, wadah ditutup dan dikunci.
3. Pengaduk dihidupkan dan nyala api uji dengan mengatur bukaan tabung elpiji.
4. Termometer diamati dan sampel dipanaskan sampai suhu yang ditentukan serta
menguji nyala setiap kenaikan 20C dengan memutar tuas pada penutup wadah
searah dengan jarum jam. Diamati apakah api menyala atau tidak pada bukaan
di atas penutup wadah.
6. Jika nyala api hidup, maka nyala pertama adalah titik nyala sampel yang
dianalisa.
Gambar 3.8. Penentuan Flash Point dengan Alat Pensky – Martine Closed Tester
3.8. Pengujian Kadar Air (%)
Tujuan pengujian kadar air ini adalah untuk mengukur kandungan air yang
masih ada dalam biodiesel.
Peralatan/bahan yang digunakan adalah:
a. Satu set oven
b. Cawan porselin
c. Gegep Kayu
d. Desikator
e. Neraca Analisis
f. Biodiesel
1. Oven dihidupkan dan dipastikan alat tersebut dalam keadaan baik.
2. Diatur temperatur oven pada suhu 1100C.
3. Cawan porselin dimasukkan ke dalam oven untuk menguapkan kandungan air.
4. Setelah beberapa saat dipanaskan pada temperatur 1100C, cawan diambil untuk
dimasukkan dalam desikator.
5. Setel dingin, diambil cawan porselin dan dimasukkan biodisel sesuai volume yang
sudah ditentukan.
6. Cawan porselin berisi biodisel dimasukkan ke dalam oven dan dipanaskan pada
temperatur 110 C selama 4 jam. 0
7. Cawan porselin dikeluarkan dari oven untuk selanjutnya dimasukkan ke dalam
desikator.
8. Setelah dingin, timbang cawan berisi biodisel yang sudah dipanaskan tersebut dan
dicatat beratnya.
9. Selanjutnya dihitung kadar air dalam biodisel dengan persamaan sebagai berikut:
Gambar 3.9. Penimbangan Cawan dengan Neraca Analisis pada Pengukuran Kadar Air dalam Biodisel
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Hasil Pengujian Viskositas
Dari hasil pengujian yang dilakukan terhadap Biodiesel minyak kelapa untuk
berbagai perlakuan temperatur dan konsentrasi katalis diperoleh hasil pengujian
viskositas biodiesel minyak kelapa seperti terlampir pada Lampiran 1.
Grafik viskositas terhadap berbagai perlakuan suhu dan konsentrasi katalis
dapat digambarkan sebagai berikut:
(70, 2.4713)
(70, 2.4855)
Gambar 4.1. (b) Grafik Viskositas terhadap Perlakuan Suhu untuk K2
(70, 2.4855)
Grafik viskositas terhadap perlakuan suhu untuk berbagai konsentrasi katalis
merupakan grafik yang linier. Grafik ini menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu
pada proses pembuatan biodiesel maka viskositas biodiesel akan semakin besar.
Berdasarkan data karakteristik mutu solar dengan metode uji ASTM D-445.
Batas nilai viskositas pada suhu 400C ,berada pada rentang 1,6 cSt – 5,8 cSt. Hasil
pengujian viskositas biodiesel untuk berbagai suhu dan konsentrasi katalis diperoleh
rentang viskositas 2,4080 cSt – 2,4855 cSt, berarti masih berada rentang nilai
viskositas solar. Tabel hasil pengujian viskositas untuk setiap perlakuan dapat
diperlihatkan pada Lampiran 1.
4.1.2. Hasil Pengujian Densitas
Hasil pengujian Densitas Biodiesel minyak kelapa untuk berbagai perlakuan
suhu dan konsentrasi katalis dapat digambarkan pada grafik berikut:
(70, 0.8750)
Gambar 4.2. (b) Grafik Densitas terhadap Suhu untuk Konsentrasi K2
(70, 0.8750)
Gambar 4.2. (c) Grafik Densitas terhadap Suhu untuk Konsentrasi K3
Dari data karakteristik mutu solar diperoleh bahwa rentang densitas solar
dari Forum biodiesel Indonesia berkisar 0,850 gr/cm3 - 0,890 gr/cm3. Hasil penelitian
ini menunjukkan bahwa Densitas yang diperoleh masih berada dalam rentang standart
mutu biodiesel Indonesia. Dari grafik dapat dianalisis bahwa konsentrasi katalis tidak
mempengaruhi Densitas Biodiesel minyak kelapa. Tetapi perlakuan suhu pada proses
pembuatan biodiesel menunjukkan adanya perubahan densitas biodiesel. Tabel Hasil
pengujian densitas untuk setiap perlakuan dapat diperlihatkan pada Lampiran 2.
4.1.3. Hasil Pengujian Flash Point
Hasil pengujian flash point biodiesel minyak kelapa untuk berbagai perlakuan
suhu dan konsentrasi katalis pada proses pembuatan biodiesel minyak kelapa dapat
diperlihatkan pada tabel berikut:
Tabel 4.1. Flash Point Biodiesel
Perlakuan Flash Point (oC)
T1K1 172
T1K2 172
T1K3 172
T2K1 174
T2K2 174
T2K3 174
T3K1 174
T3K2 174
T3K3 174
kelapa. Nilai standart flash point untuk biodiesel Indonesia sesuai SNI minimum
1000C, sedangkan untuk solar maksimum 1500C. Nilai flash point yang diperoleh
pada pengujian ini sebesar 1720C dan 1740C
4.1.4. Hasil Pengujian Kadar Air
Hasil pengujian kadar air biodiesel minyak kelapa untuk berbagai perlakuan
suhu reaksi dan konsentrasi katalis reaksi dapat digambarkan pada grafik berikut.
(70, 0.0403)
(70, 0.0386)
Gambar 4.3. (b) Grafik Kadar Air terhadap Perlakuan Suhu untuk K2
(70, 0.0386)
Gambar 4.3. (c) Grafik Kadar Air terhadap Perlakuan Suhu untuk K3
Hasil pengujian kadar air biodiesel menunjukkan bahwa kadar air terendah
diperoleh pada temperatur reaksi tertinggi (700C). Ketiga grafik tersebut
reaksi. Tabel hasil pengujian kadar air untuk setiap perlakuan dapat diperlihatkan
pada Lampiran 4.
4.2. Pembahasan
4.2.1. Pembahasan Hasil Pengujian Viskositas
Dari hasil penelitian diperoleh rentang viskositas biodiesel minyak kelapa
2,4080 cSt – 2,4855 cSt untuk setiap perlakuan. Jika dibandingkan dengan Standart
Biodiesel Indonesia viskositas berada pada rentang 2,3 cSt – 6,0 cSt, Biodiesel
Produksi PPKS 5,55 cSt, viskositas solar 3,6 cSt menunjukkan bahwa viskositas
Biodiesel dari hasil penelitian ini lebih baik untuk digunakan pada motor diesel.
Bahan bakar dengan viskositas rendah akan lebih mudah dialirkan dan sistem injeksi
akan lebih baik.
Tabel perbandingan viskositas biodiesel hasil penelitian ini dengan viskositas
Standart Biodiesel Indonesia, Biodiesel produksi PPKS Medan, serta viskositas Solar
untuk setiap perlakuan dapat diperlihatkan pada Lampiran 1.
4.2.2. Perubahan Hasil Pengujian Densitas
Densitas dari hasil penelitian ini berada pada rentang 0,86 gram/cm3 – 0,875
gram/cm3. Densitas pada Standar Biodiesel Indonesia berada pada interval 0,850
gram/cm3 – 0,890 gram/cm3. Densitas Biodiesel produksi PPKS 0,8624 gram/cm3
sedangkan Densitas bahan bakar Solar sebesar 0,84 gram/cm3 (rentang Densitas Solar
Densitas biodiesel pada setiap perlakuan yang diperoleh pada penelitian ini
masih memenuhi untuk Standart Biodiesel Indonesia tetapi 22,222% hasil Densitas
yang diperoleh dari perlakuan tidak memenuhi untuk standart mutu solar. Tabel
perbandingan Densitas Biodiesel hasil penelitian ini dengan Densitas Standar
Biodiesel Indonesia, Biodiesel Produksi PPKS Medan, serta Densitas Solar dapat
diperlihatkan pada Lampiran 2.
4.2.3. Pembahasan Hasil Pengujian Flash Point
Flash Point yang diperoleh dari hasil penelitian ini sebesar 1720C dan 1740C
masih berada dalam rentang Flash Point Standart Biodiesel Indonesia (min. 1000C)
dan melampaui batas Flash Point bahan bakar solar (maks. 1500C).
Jika dibandingkan dengan nilai Flash Point bahan bakar Biodiesel Produksi
PPKS Medan yang juga memiliki besar yang sama, yaitu 1720C menunjukkan bahwa
hasil yang diperoleh ini masih layak untuk digunakan sebagai bahan bakar alternatif
untuk mesin-mesin diesel.
Flash Point tidak memiliki efek pada unjuk kerja motor diesel. Titik nyala
(Flash Point) lebih diperlukan untuk pertimbangan keamanan dalam penyimpanan
dari bahan bakar tersebut. Semakin tinggi angka setana-nya, maka semakin rendah
titik penyalaannya (Flash Point).
Tabel perbandingan Flash Point hasil penelitian ini dengan Flash Point
4.2.4. Pembahasan Hasil Pengujian Kadar Air
Dari hasil pengujian diperoleh rentang kadar air dari 0,0386% – 0,0486%.
Kadar air terendah diperoleh untuk perlakuan T3K3 sedangkan kadar air tertinggi
diperoleh untuk perlakuan T1K1. Dari data hasil pengujian ini diperoleh bahwa
persentase kandungan kadar air akan mengalami penurunan yang signifikan jika suhu
reaksi dinaikkan.
Jika dibandingkan dengan Standart Biodiesel Indonesia (Kadar Air maks.
0,05%), Biodiesel Produksi PPKS Medan (0,05%), serta Kadar Air Solar (maks.
0,05%), hasil penelitian ini masih berada dalam batas standart dan untuk beberapa
perlakuan hasil pengujian ini jauh lebih baik. Rendahnya kadar air diharapkan akan
menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna pada motor diesel.
Tabel perbandingan kadar air hasil pengujian ini dengan kadar air Biodiesel
Produksi PPKS Medan, Standart Biodiesel Indonesia, dan Standart Mutu Solar dapat
diperlihatkan pada Lampiran 4.
4.2.5. Hasil Produksi Biodiesel
Persentase volume produksi biodiesel minyak kelapa menjadi Biodiesel dari
setiap perlakuan pada pengujian ini berada pada rentang 20,7692% – 73,8462% dari
volume sampel. Persentase tertinggi terjadi pada perlakuan T3K3 dan hasil terendah
35,009%, untuk suhu 500C sebesar 49,2274%, untuk suhu 700C sebesar 49,6154%
untuk setiap variasi konsentrasi katalis.
Grafik persentase Produksi Biodiesel untuk setiap perlakuan digambarkan
sebagai berikut:
(70, 29.6154)
Gambar 4.4. (b) Grafik Persentase Produksi Biodiesel terhadap Perubahan
Suhu untuk K2
Gambar 4.4. (c) Grafik Persentase Produksi Biodiesel terhadap Perubahan
Suhu untuk K3
Dengan menginterpretasikan ketiga grafik hasil Produksi Biodiesel tersebut
Artinya hasil produksi berbanding terbalik dengan suhu reaksi untuk setiap
konsentrasi katalis yang tetap.
Penurunan hasil produksi ini terjadi akibat laju reaksi yang semakin cepat
seiring dengan kenaikan suhu tanpa diimbangi dengan kecepatan pengadukan.
Pengadukan yang kurang sempurna akan mengakibatkan ketidak sempurnaan
pembentukan ester, sehingga hasil produksi Biodiesel berkurang. Kesalahan pada
pengadukan juga dapat menyebabkan terjadinya penyabunan (emulsi) dan
pembentukan ester akan gagal. Tabel persentase hasil produksi dapat diperlihatkan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan biodiesel minyak kelapa yang
dilakukan, maka dapat disimpulkan:
1. Viskositas mempunyai hubungan yang linier dengan kenaikan temperatur reaksi
dan konsentrasi katalis. Nilai terbaik untuk viskositas diperoleh pada temperatur
reaksi 300C – 500C dengan kosentrasi katalis 0,375% – 0,500%. Viskositas yang
diperoleh dengan perlakuan ini jauh lebih baik dari solar.
2. Flash Point Biodiesel minyak kelapa tidak dipengaruhi oleh perubahan
temperatur reaksi maupun konsentrasi katalis. Flash Point biodiesel yang diproses
dengan perlakuan ini memenuhi standart mutu biodesel Indonesia.
3. Densitas Biodesel minyak kelapa tidak mengalami perubahan yang signifikan
terhadap kenaikan temperatur reaksi maupun perubahan konsentrasi katalis.
Densitas paling optimal diperoleh pada temperatur reaksi 300C – 500C untuk
konsentrasi 0,375% – 0,500%.
4. Kadar air biodiesel mempunyai hubungan yang linier dengan kenaikan suhu dan
konsentrasi katalis. Kadar air yang paling minimum diperoleh pada suhu 700C
5. Persentase hasil produksi biodiesel minyak kelapa akan naik dengan kenaikan
suhu reaksi. Hasil produksi yang paling optimum diperoleh pada suhu 700C dan
konsentrasi 0,625%.
5.2. Saran
Hendaknya dilakukan penelitian lanjutan dengan memvariasikan kecepatan
pengadukan pada rentang 1000 rpm – 2000 rpm terhadap suhu dan konsentrasi katalis
DAFTAR PUSTAKA
Alamsyah, A.N. 2006. “Mengenal Biodiesel Crude Palm Oil”. Warta Pertamina Edisi No.05/Thn XLI.
________. 2006. Bahan Bakar Alternatif yang Ramah Lingkungan. AgroMedia Pustaka. Jakarta.
Boedoyo, Sidik, M. 2007. “Teknologi Proses Pencampuran Biodiesel dan Minyak
Solar di Indonesia”.
Indartono, Y.S. 2007. “Mengenal Biodiesel: Karakteristik, Produksi Hingga
Performance Mesin.
Erliza Hambali, dkk. 2007. “Teknologi Bioenergi”. Agro Media. Jakarta.
FX. Lilik Tri Muliantara dan Koes Sulistiadji. 2007. “Biodiesel, Bahan Bakar
Campuran Ramah Lingkungan”.
Hart, H. 1983. “Organic Chemistry”. 6th ed., Houghton Mifflin Co.
Knothe, G., Ounn, R.O., and Bugby, M.O. 1997. “Biodiesel: The Ve of Vegetable
Oils and Their Derivatives as Alternative Diesel Fuels, Fuels and Chemicals From Biomass”. ACS Symposium Series.
LIPI-Energi Alternatif Biodiesel: Potensi Indonesia Menghasilkan Biodiesel. kimia-lipi.net
________. Modifikasi Mesin atau Kimia? kimia-lipi.net
Manurung, Renita. 2006. “Transesterifikasi Minyak Nabati”. Jurnal Teknologi
Proses. Departemen Teknik Kimia USU.
Nasution, M.A. 2007. “Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel Sawit
terhadap Konsumsi dan Emisi Mobil Diesel Type Common Rail”. PPKS
Rao, Venkates Wara, T. 2000. “Experimental Investigation of Methyl Esters of
Non-Edible Oil As Biodiesel On C.I Engine”. Annamacharya Institute of
Technology Science. India.
Sudadiyo, Sri. 2007. “Studi tentang Waktu Tunda Penyalaan Bahan Bakar Diesel CN
40 dengan Tambahan Di-Tert-Butyl Peroxide (DTBP)”. Universitas Ibnu
Khaldun, Bogor.
Sudrajat, H.R. 2006. Memproduksi Biodiesel Jarak Pagar. Penebar Swadaya. Jakarta.
Susilo, B. 2008. “Transesterifikasi Biodiesel dengan Ultrasonic”–
http://prasetya.brawijaya.ac.id
Widodo. 2007. “Studi Penggunaan Microwave pada Proses Transesterifikasi”. Universitas Petra.
Yoeswono, Triyono dan Iqmal Tahir. 2008. “Kinetika Transesterifikasi Minyak
Kelapa Sawit dengan Metanol Menggunakan Katalis Kalium Hidroksida”.
Lampiran 1
Tabel Hasil Pengujian Viskositas
Viskositas
Perlakuan Viskositas (cSt)
Biodiesel PPKS Medan
(cSt)
Standart Biodiesel Indonesia
(cSt)
Solar (cSt)
T1K1 2,4080 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T1K2 2,4080 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T1K3 2,4080 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T2K1 2,4713 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T2K2 2,4713 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T2K3 2,4713 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T3K1 2,4713 5,55 2,3 – 6,0 3,6
T3K2 2,4855 5,55 2,3 – 6,0 3,6
Lampiran 2
Tabel Hasil Pengujian Densitas
Densitas
Perlakuan Densitas
(gr/cm3)
Biodiesel PPKS Medan
(gr/cm3)
Standart Biodiesel Indonesia
(gr/cm3)
Solar
(gr/cm3)
T1K1 0,86 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T1K2 0,86 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T1K3 0,86 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T2K1 0,87 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T2K2 0,87 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T2K3 0,87 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T3K1 0,87 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
T3K2 0,875 0,8624 0,85 – 0,89 0,84
Lampiran 3
Tabel Hasil Pengujian Flash Point
Flash Point
Perlakuan Flash Point (0C)
Biodiesel PPKS Medan
(0C)
Standart Biodiesel Indonesia
(0C)
Solar (0C)
T1K1 172 172 min. 100 98
T1K2 172 172 min. 100 98
T1K3 172 172 min. 100 98
T2K1 174 172 min. 100 98
T2K2 174 172 min. 100 98
T2K3 174 172 min. 100 98
T3K1 174 172 min. 100 98
T3K2 174 172 min. 100 98
Lampiran 4
Tabel Hasil Pengujian Kadar Air
Kadar Air
Perlakuan Kadar Air (%)
Biodiesel PPKS Medan
(%)
Standart Biodiesel Indonesia
(%)
Solar (%)
T1K1 0,0486 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T1K2 0,0482 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T1K3 0,0452 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T2K1 0,0445 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T2K2 0,0435 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T2K3 0,0435 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T3K1 0,0403 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
T3K2 0,0386 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05
Lampiran 5
Tabel Persentase Hasil Produksi Biodiesel Untuk Setiap Pengujian
Lampiran 6
