PROSES PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK BIJI KARET DENGAN PROSES REAKTIF DISTILASI - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

Proses Produksi Biod Jonathan Ginti

Jurusan Te Jln.Prof.Sudhar

Harga minyak bumi yang teru penelitian sumber energi alte adalah biodiesel dari minya tersedia melimpah. Dalam pe dan pemisahan berlangsung s rasio katalis dan suhu serta .Hasil analisis karakteristik b minyak menjadi metil ester perbandingan volume asam l variabel temperatur.

Kata kunci: asam lem

The price of oil which keeps source. One of the alternatif seed oil. Because the material distilation process where th continously. The parameter o and the effect to the chara characteristics produce the o metil ester is 25,86%. The vo than the temperature variable

Key word : conversion

1. PENDAHULUAN

Minyak bumi merupakan su Indonesia akhir-akhir ini mendorong pengganti minyak bumi. Cadangan produksi minyak bumi global 3.928. maka diperkirakan cadangan minya 2009,bp.com). Indonesia memiliki c lagi. Jika kondisi konsumsi minyak b barel (statistical review of world en mengatasi hal tersebut. Minyak nab manfaatkan sebagai bahan bakar b Biodiesel dari minyak nabati memp emisi gas buang yang relatif lebih biodiesel, bioethanol, bio-oil, bio-ga telah mengembangkan proses konver 2005). Tujuan penelitian ini adalah m baku minyak biji karet dan mempela terhadap produk biodiesel yang dihasi

iodiesel dari Minyak Biji Karet Dengan Proses Reak inting ( L2C606025 ) dan Praditya Nugraha ( L2C606 Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro harto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax:(024)746

Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Bakti Jos, DEA

Abstrak

terus melambung tinggi memaksa terus dilakukannya up lternatif baru. Salah satu sumber energi alternatif yang nyak biji karet. Dikarenakan bahan baku yang dapat penelitian ini menggunakan proses reaktif distilasi dima

g secara serentak atau sinambung. Paremeter operasi ya rta pengaruhnya terhadap karakteristik produk biodies

k bahan diperoleh kadar minyak yang cukup tinggi yak ster yang diperoleh paling besar adalah sebesar 2 m lemak bebas dengan methanol lebih berpengaruh dib

lemak bebas ; densitas; konversi ; minyak bijih karet ; vis

Abstract

ps rising force the effort to search and research new al tif of energy source which is the most promising is bio rial is renewable and available abundantly. In this resea the process of conversion and separation take p r of operation that will be learned are ratio of catalis aracteristics of the biodiesel product’s yield. The an e oil content is pretty high that is 50,5%. The highest c volume ratio of free fatty acid with methanol variable ble.

sion ; density; free fatty acid ; rubber seed oil content ; v

sumber energi yang tak dapat diperbarui. Adanya ong upaya penghematan maupun penelitian untuk mend

an minyak bumi dunia pada akhir 2008 adalah 1.258 28.800barel per hari dan konsumsi minyak bumi global nyak bumi dunia akan habis 42 tahun lagi (statistica i cadangan minyak bumi 3.700 juta barel dan diperkirak

k bumi kita tetap pada 2.442.000 barel per hari dengan energy 2009,bp.com). Oleh karena itu, diperlukan bah

abati seperti minyak kedelai, minyak kelapa sawit dan baru pengganti minyak bumi terutama bahan bakar punyai kelebihan seperti ramah lingkungan, dapat dip ih bersih. Pemerintah sudah mulai menjalankan usaha

gas, bahan bakar dari gas alam. Untuk program biodie versi minyak nabati seperti minyak jarak, karet, CPO m mengembangkan proses reaktif distilasi untuk memprodu elajari pengaruh jumlah katalis (%), temperatur, perband asilkan.

upaya pencarian dan ng paling menjanjikan pat diperbaharui dan ana proses konversi i yang akan dipelajari iesel yang dihasilkan akni 50,5%. Konversi 25,86% . Variabel dibandingkan dengan

viskositas

alternative of energy biodiesel from rubber earch,we use reactive place together and alist, the temperature, analysis of material st conversion of oil to ble is more influential

viscosity

(2)

2. Bahan dan Metode Penelit Bahan yang digunakan dalam aquadest. Pada proses esterifikasi operasi. Rancangan percobaan meng karet 250 ml; Tekanan 1 atm; Ko perbandingan metanol dengan minya Rancangan percobaan yang digunaka Tabel 1 Ra

Keterangan:

+ : sebagai batas atas - : sebagai batas bawah 0 : nilai tengah

X1 : pengkodean untuk Temper

X2 : pengkodean untuk Perband

Dalam hubungan ini mengikuti persa

G elitian

lam penelitian ini adalah minyak biji karet, methanol si akan dipelajari perbandingan katalis dan metanol enggunakan metode faktorial design 2 level. Variabel t

onsentrasi asam 1M. Variabel berubahnya temperatu yak 2:1(-); 4:1 (+) (v/v).

akan adalah sebagai berikut;

Rancangan faktorial design 2 level percobaan esterifikas

Run ke- Variabel

X1 X2

1 - +

2 + +

3 - -

4 + -

5 0 0

6 0 0

peratur (oC) : 60(-); 80(+)

andingan metanol dengan minyak : 2:1(-); 4:1 (+) (v/v) rsamaan sebagai berikut

10 70 1

−

=T

X

   



 −

=

1

3 metanol olume 2

V X

Gambar 1. Alat reaktif destilasi

1

2

3

4

5

6

7

8

2

ol 99%, H2SO4, NaOH dan

ol (volume) dan temperatur l tatap; Volume minyak biji atur 60 C(-); 80 C(+) dan

asi

/v)

(3)

Penelitian ini dilakukan men diletakkan di atas waterbath yang di dipasang dua (2) tingkat packing da satu leher labu tiga yang lain dipasan 3. Hasil dan Pembahasan Karakteristik Bahan Baku

Bijih karet yang diperoleh da kadar air, kadar minyak dan kada menunjukkan bahwa bijih karet berp tinggi sekitar 50,5%.

T

Karakteristik Minyak Bijih Karet Minyak bijih karet yang dipe kadar asam lemak bebas, viskositas seperti disajikan dalam Tabel 3. Ta tinggi. Kandungan asam lemak beba tahap proses esterifikasi dan transest metil ester dan proses transesterifika

Ta Parame Kadar Densita Viskosi

Proses Esterifikasi

Proses esterifikasi dilakukan asam. Katalis yang digunakan adal kandungan asam lemak bebasnya. H dengan waktu. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa perubahan kad perbedaan waktu operasi untuk s dilangsungkan adalah temperatur 60 waktu operasi sekitar 55 menit. Pe perbandingan asam lemak bebas den

enggunakan alat reaktif destilasi yang terdiri dari seb diletakkan di atas kompor sebagai pemanas. Pada salah dan kemudian diatasnya dipasang pendingin balik seba sang pengaduk untuk mencampur bahan pada kecepatan

dari perkebunan di Kabupaten Tuntang, dianalisa kan adar abu. Hasil analisa bahan seperti disajikan pada erpotensi untuk diambil minyaknya, dimana diperoleh

Tabel 2. Karakteristik bahan baku bijih karet Parameter Hasil analisa Kadar Air

Kadar Abu Kadar minyak

16,57 % 2,94 % 50,5 % et

iperoleh dari proses pengepresan, setiap perlakuan dila itas, densitas dan komponen penyusun minyak. Secara Tabel 3. menunjukkan bahwa kadar asam lemak bebas bas yang tinggi, untuk dapat dikonversi menjadi metil e esterifikasi. Proses esterifikasi bertjuan mengkonversi a kasi bertujuan mengkonversi metil trigliserida menjadi m

Tabel 3 Karakteristik Minyak Bijih karet

meter Hasil analisa

Asam Lemak Bebas sitas

ositas

10,39 - 15,68 % 0,856-0,868 gr/ml 0,235–0,489 dyne/cm2

an dengan mereaksikan asam lemak bebas dengan meta dalah asam sulfat 1M. Proses dilangsungkan dengan m

. Hasil analisa selanjutnya dibuat grafik hubungan kons eh seperti disajikan dalam Gambar 2. Waktu reaksi dipe kadar asam lemak bebas tetap /konstan. Hasil penelit setiap proses esterifikasi. Percobaan run (1) dima

0oC dan perbandingan asam lemak bebas dengan me Percobaan run(4) dimana operasi dilangsungkan ada engan katalis 1:2 (v/v) diperoleh waktu operasi sekitar 8

3

sebuah labu leher tiga yang lah satu leher labu leher tiga bagai pendingin. Pada salah an konstan.

andungannya yang meliputi ada Tabel 2. Hasil analisis h kadar minyak yang cukup

dilakukan analisis parameter ara garis besar hasil analisa bas dalam bijih karet sangat il ester /biodiesel dibutuhkan i asam lemak bebas menjadi i metil ester/biodiesel.

(4)

Gambar 2. Grafik hu

Gambar Hasil percobaan selanjutnya diperoleh selanjutnya dianalisa de pengolahan data seperti disajikan da bereaksi dengan 1 mol metanol me dapat dicapai dalam proses esterifik esterifikasi merupakan reaksi yang s /mendekati. Dengan demikian konve sebesar 25,86% dan terendah 21,05%

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7

0 20

C

a

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

0

k

o

n

v

e

rs

i

hubungan konsentrasi asam lemak bebas sisa versus wak

bar 3. Grafik hubungan konversi asam lemak bebas versu ya dianalisa konversi yang dapat dicapai pada prose

dengan statistika untuk mengetahui variabel yang dalam tabel 4. Dalam proses esterifikasi, setiap 1 mo

embentuk metil ester. Dengan pedoman tersebut, dap fikasi. Konversi yang diperoleh cukup kecil, hal ini dim

g setimbang, sehingga konversi yang dicapai sudah me nversi tidak dapat ditingkatkan lagi. Konversi yang dipe

%.

40 60 80

t (menit)

20 40 60 80 100

t (menit)

4

aktu operasi

rsus waktu operasi

ses esterifikasi. Hasil yang g lebih berpengaruh. Hasil mol asam lemak bebas akan apat dihitung konversi yang dimungkinkan karena proses mencapai kondisi setimbang iperoleh paling besar adalah

100 RUN I

RUN II Run III

RUN IV RUN V RUN VI

run I

run II

run III

run IV

run V

(5)

Run Ke-

Variabel X1

1 -1

2 +1

3 -1

4 +1

5 0

6 0

Untuk mengetahui pengaruh dari ma penelitian ini digunakan Response Su

Gambar 4 menjelaskan setiap variab merupakan nilai efek dari koefisien dan X2. X1 adalah variabel temper

dengan methanol. Dari grafik, diper methanol lebih berpengaruh diband sangat besar dibandingkan dengan semakin tinggi perbandingan metha grafik Probabilitas. Nilai efek varia kedua (X2) lebih berpengaruh diband

0 0.5 1 1.5 2 2.5

(1) v

e

ff

e

ct

e

st

im

a

te

d

(

a

b

so

ll

u

te

v

a

lu

e

)

-0,37

Tabel 4. Hasil analisis proses esterifikasi.

el Konversi pembentukan

(%) X2

+1 25,86

+1 24,74

-1 21,40

-1 21,05

0 21,98

0 22,26

masing-masing variabel yaitu suhu dan perbandingan k Surface Methods yang kemudian disajikan dalam bentu

Gambar 4. Pengaruh dari variabel percobaan

iabel yang ada. Var 2 merupakan nilai efek dari koefisie n parameter X1 sedangkan 1 by 2 merupakan nilai efek

eratur dan X2 adalah variabel perbandingan volume

peroleh bahwa variabel perbandingan volume asam lem ndingkan dengan variabel temperatur karena nilai dari n variabel temperatur. Nilai variabel X2 bernilai (+) p

thanol minyak maka konversi yang diperoleh semakin riabel X2 paling menjauh dari variabel yang lain. Hal

ndingkan dengan X1

(1) var 1 (2) var 2 1 by 2

variabel percobaan

2,04

0,37

-0,1925

5

n metilester

katalis dan methanol dalam tuk grafik

isien parameter X2 dan Var 1

fek dari variabel interaksi X1

e antara asam lemak bebas lemak bebas dengan volume ari efek lebih besar bahkan ) positif yang berarti bahwa kin tinggi. Hal ini diperkuat al ini berarti bahwa variabel

(1) var 1

(2) var 2

(6)

Secara teoritis, reaksi esterifik prakteknya, dibutuhkan perbandinga reaksi berjalan ke kanan (Ramadhas hasil yang lebih baik pula.

Gambar 4. Kesimpulan

Bijih karet mempunyai kara dibutuhkan untuk proses esterifikasi dengan methanol lebih berpengaruh

o

C, perbandingan metanol minyak (4 Ucapan Terima Kasih

Terima kasih disampaikan kepada ko Daftar Pustaka

Anonim, (2005), ”Buku Putih Progra Baru Dan Terbarukan”, Jakarta Freedman, B.E.H.P., dan Mounts,T vegetable oils”, JAOCS

Garpen, J.V., and Canakei M., (200 Am.Soc.Of Agricultural En Hamilton, R.J. and Rossel, J.B., (198 Ltd

Heyne, K., (1987), “Tumbuhan Berg Jackson, M.A., and King, J.W., (199 JAOCS 73, p.353-324

Kalam, M.A., and Masjuki, H.H., ( Biomass and Bioenergy 23 p.471-47 Ketaren, S., (1986)., “Minyak dan Le

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0

p

ro

b

a

b

il

it

a

s

ifikasi membutuhkan tiga mol alkohol (methanol) untuk gan mol alkohol dengan minyak yang lebih tinggi dari as dkk,2004). Oleh karena itu, perbandingan mol yang

bar 5. Grafik probabilitas dari masing-masing variabel

arakteristik kadar air 16,57% dan kadar minyak seb asi beragam dari 60-80 menit. Variabel perbandingan v uh dibandingkan dengan variabel temperatur. Konversi

4:1) yaitu 25,86%

koordinator penelitian, pembimbing penelitian, dan pen

gram Pembangunan Iptek Bidang Ketersediaan Dan Pe

,T.L., (1984), “Variables affecting the yields of fatty

000), “ Biodiesel Production from Oils and Fats with Eng., Vol. 44 : 1429-1436

1986), “Analysis of Oils and Fats”, 1st edition, Elsevier

erguna Indonesia II” , Badan Litbag Kehutanan, Jakarta, 996), ”Methanolysis of seed oil in flowing supercritical

., (2002), ”Biodiesel from palmoil-an analysis of itspr 479

Lemak Pangan”, edisi 1, Penerbit Universitas Indonesia X12

X1

X2

20 40 60 80

harga efek

6

tuk setiap mol minyak. Pada ari keadaan stoikiometri agar ng lebih tinggi menghasilkan

ebesar 50,5%, Waktu yang n volume asam lemak bebas rsi paling besar pada T= 60

enguji penelitian.

Pemanfaatan Sumber Energi

tty ester from transesterified

ith High Free Fatty Acids”,

er Applied Science Publisher

ta, hal. 1186-1187 al carbondioxide”,

tsproperties and potential” ,

sia (UI Press), X2

(7)

Korus A., dkk., “Transesterificatio conference of the americas: energy, e

Krawczyk, T. “Biodiesel-Alternative Ma, Fangrui, Clement, L.D., and Technology 70 p.1-15

Nelson, L.A., Foglia, T.A., Marmer, 1195.

Othmer, K., Encyclopedia of Chemic Omata, F., Dimian, A.C., and Bliek, page 3159-3174

Palupi, S dan Anggoro, D. D.,200 Prosiding Seminar Masyarakat Katal Paquout, C., 1979. Standard Method York,

Pioch, D., Rasoanantoandro P., Grai tropical vegetable oils”, Oleagineux Ramadhas, A.S., Jayaraj, S., dan Mu Department of Mechanical Engineeri Rasidi, “Kinetika Esterifikasi Asam Nasional Teknik Kimia “ Kejuangan Singh, A.P., Thompson, J.C., dan Biodiesel Preparation from Seed O Canada, 1-4 Agustus

Siirola, J.,J.,, 1995, “An Introduction pp 222 -233

Towler, G.P. and Frey, S.J., 2000, Philadelphia: taylor and francis (Cha Taylor, R. dan Krishna, R., 2000, “M

tion process to manufacture etyl ester of rape oil”, y, environment, agriculture and industry vol II, 1993, Bu

ive fuel makes inroad but hurdles remain”, INFORM 7, 1 nd Hanna, Milford A, (1999).,”Biodiesel Production

er, W.N., 1996, Lipase-Catalyzed Production of Biodiese

ical Technology, 4th edition, Vol.10, John Wiley and So ek, A., 2003, “Fatty Acid esterification by reactive distil

007, “Transesterifikasi Minyak Biji Karet Dengan K talis Indonesia Society (MKICS), di Semarang, 18-19 A ods for The Analysis of Fats and Derivatives, 6th editi

raille, J.M.C., Geneste, P., Guida, A., 1993, ”Biofuels 48, p.289-291

Muraleedharan, C., 2004, “Biodiesel production from h ering, National Institute of Technology Calicut,India m Lemak Bebas dalam Minyak Sawit untuk pembuatan an” , UPN Veteran Yogyakarta

an Brian He.B., 2004, ‘, A Continous-flow Reactive Oils », Prosiding 2004 ASAE/CSAE Annual Internat

ion perspective on process synthesis”, AIChE Symposiu

00, “Reactive distillation” in S.Kulprathiapanja, Reac hapter 2).

Modeling Reactive Distillation”, Chemical Engineering