Oleh: Nufi Dini Masfufah Ajeng Nina Rizqi

(1)

VARIABEL YANG MEMPENGARUHI PRODUKSI BIODIESEL DARI

DEDAK PADI DENGAN

METODE IN-SITU DUA TAHAP

Oleh:

Nufi Dini Masfufah 2306 100 055 Ajeng Nina Rizqi 2306 100 148

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS

Dosen Pembimbing:

Siti Zullaikah, ST, MT, Ph.D NIP. 197807162008122002

(2)

Menipisnya cadangan minyak bumi yang merupakan sumber energi yang tidak dapat

diperbaharui

BIODIESEL BIODIESEL

DEDAK PADI Krisis energi dari fosil

Memicu kenaikan biaya produksi dan biaya hidup

Naiknya harga BBM

sbg energi terbarukan dan ramah lingkungan

SOLUSI

LATAR BELAKANG

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²

Mengatasi mahalnya biaya bahan baku

(3)

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan:

1. Memproduksi biodiesel dari dedak padi menggunakan proses in situ dua tahap ( esterifikasi dan

transesterifikasi).

2. Mempelajari kandungan karbohidrat (pati) yang hilang selama proses in situ esterifikasi dan transesterifikasi.

Manfaat:

a. Menjadi alternatif pengembangan bahan bakar nabati dari produk samping penggilingan padi

b. Meningkatkan nilai ekonomi dedak padi dan dapat memanfaatkannya secara optimal.

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ³

(4)

Batasan Masalah

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ⁴

Dedak padi berasal dari Desa Balongtani Kec. Jabon Kab. Sidoarjo.

Produksi biodiesel (FAME) dengan proses in-situ dua tahap.

Yield biodiesel (FAME).

Analisa kandungan karbohidrat dalam dedak padi sebelum dan sesudah proses in-situ.

(5)

Variabel Penelitian

Metanol: 50; 150; dan 300 mL Katalis Asam : 0.5; 1; dan 1.5 mL Waktu Reaksi : 5; 15; 30 menit

Katalis Basa : 6; 8; dan 10 mL Waktu Reaksi : 15; 30; 60 menit

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ⁵

In-situ Esterifikasi

In-situ Transesterifikasi

(6)

Tahap Penelitian

1. Tahap Pre Treatment

Tahap ini ada dua, yaitu:

a. Pengayakan: bertujuan untuk

menghilangkan sekam dalam dedak

padi sebab sekam akan mempengaruhi yield dari minyak dedak padi.

b. Pengeringan: dengan cara dioven untuk mengurangi kadar air dalam dedak padi.

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ⁶

(7)

2. Tahap Ekstraksi Minyak dedak padi

7

Ekstraksi dengan n-Hexan 350 mL

Pemisahan Dedak Padi

Minyak Dedak Padi + solvent

Fase padat

(dedak padi yang ada dalam soxhlet)

Minyak dedak padi Solvent

Kadar Minyak Analisa FFA

(8)

3. Tahap Saponifikasi dan Esterifikasi

8

Saponification (KOH) Acidification (H₂SO₄)

Waste liquid FFA

Esterification (H₂SO₄) Water washing

Waste water FAME

Crude oil

(9)

4. Tahap Proses In-situ Esterifikasi

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS 9

(10)

5. Tahap Proses In-situ Dua Tahap (Esterifikasi-Transesterifikasi)

10

(11)

Rangkaian Alat - Ekstraksi Minyak

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹¹

1 2

3 4 5

6 7

8

Keterangan:

1. Aliran masuk 2. Aliran keluar 3. Dedak padi 4. Sokhlet

5. Aliran keluar 6. Labu alas datar 7. Solvent (heksane) 8. Hot plate

(12)

Rangkaian Alat - Proses In-situ

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹²

Kondensor Refluks

Termometer

Water Bath

Hot Plate Stirer Labu Leher Dua

Magnetic Stirer Air keluar

Air masuk

(13)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹³

Analisa Hasil

1. Analisa GC (Gas Chromatograph)

Analisa ini digunakan untuk menganalisa Biodiesel secara kuantitatif dan kualitatif.

Dari analisa GC dapat dihitung Yield FAME:

Yield =

(Berat Produk dalam gram) x (komposisi produk dalam %) Berat FAME teoritis dalam dedak padi

x 100%

3. Analisa FFA (metode Titrasi)

2. Analisa Kandungan Karbohidrat

Analisa yang dilakukan menggunakan metode Luff Schrool.

(14)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁴

Hasil dan Pembahasan

Pre Treatment

Dedak padi

setelah diayak Dioven selama 3 jam pada suhu 60°C

Kandungan air yang bisa hilang

2.62%

Analisa Pati:

Pati = 37.62%

(15)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁵

Hasil dan Pembahasan

Minyak =17.68%

FFA = 19.07%.

Ekstraksi Minyak

Ekstraksi:

4 jam = 9.73%

72 jam = 18.68%

Ekstraksi 4 jam

Pati = 36.22%

(16)

Jadi, kandungan FAME dalam 10 gram dedak padi = 1.34 gram

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁶

Hasil dan Pembahasan

Saponifikasi - Esterifikasi

1 gram minyak dedak

Saponifikasi – Esterifikasi

produk = 0.76 gram

(17)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁷

Hasil dan Pembahasan

Tabel I Pengaruh penambahan metanol terhadap kandungan FAME dan FFA pada proses esterifikasi

1. Pengaruh Penambahan Metanol

Proses In-situ Esterifikasi

Metanol H₂SO₄ t reaksi Berat

produk Komposisi Produk

Yield (mL) (ml) (menit) (gram) FAME

(%) FFA (%) Lain-lain

(%) (%)

50 1 15 1.16 40.45 3.58 55.97 33.20

150 1 15 1.22 82.82 3.51 13.67 76.02

300 1 15 1.25 89.70 2.10 7.04 85.02

(18)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁸

Hasil dan Pembahasan

Tabel II Pengaruh penambahan metanol terhadap kandungan pati dalam dedak padi pada proses esterifikasi.

Methanol Berat Defatted

Pati (%) Berat Pati % kehilangan

(mL) (gram) (gram) (%)

50 8.48 36.18 3.07 18.46

150 8.04 35.9 2.89 23.22

300 7.29 37.03 2.70 28.15

(19)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ¹⁹

Hasil dan Pembahasan

Tabel III. Pengaruh penambahan katalis asam dan dedak padi terhadap kandungan FAME dan FFA pada proses esterifikasi

2. Pengaruh Penambahan Katalis Asam

H₂SO₄ Metanol t reaksi Berat

produk Komposisi Produk

Yield

(ml) (mL) (menit) (gram) FAME

(%)

FFA (%)

Lain-lain

(%) (%)

0.5 150 15 1.14 58.06 3.58 38.36 48.57

1 150 15 1.23 82.82 3.44 13.74 76.02

1.5 150 15 1.26 90.86 2.46 6.69 86.12

(20)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²⁰

Hasil dan Pembahasan

Tabel IV. Pengaruh penambahan katalis terhadap kandungan pati dalam dedak padi pada proses esterifikasi.

.

H₂SO₄ Berat Defatted

Pati (%)

Berat Pati % kehilangan

0.5 8.43 36.42 3.07 18.35

1 8.18 35.9 2.94 21.87

1.5 7.33 36.88 2.70 28.16

(21)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²¹

Hasil dan Pembahasan

Tabel V. Pengaruh waktu reaksi esterifikasi terhadap kandungan FAME dan FFA

3. Pengaruh Waktu Reaksi Esterifikasi

t reaksi Metanol H₂SO₄ Berat

produk Komposisi Produk

Yield

(menit) (mL) (ml) (gram) FAME

(%)

FFA (%)

Lain-lain

(%) (%)

5 150 1 0.93 50.59 3.44 45.97 35.11

15 150 1 1.22 82.82 2.95 14.23 76.02

30 150 1 1.25 98.20 2.46 6.69 90.87

(22)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²²

Hasil dan Pembahasan

Tabel VI. Pengaruh waktu reaksi terhadap kandungan pati dalam dedak padi

t reaksi Berat Defatted

(menit) (gram) (gram) (%)

5 8.39 35.88 3.01 19.94

15 8.10 35.9 2.91 22.67

30 7.36 36.7 2.70 28.17

(23)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²³

Hasil dan Pembahasan

Tabel VII. Pengaruh penambahan katalis basa terhadap

kandungan FAME dengan proses in-situ dua tahap 1. Pengaruh Penambahan Katalis Basa

Proses In-situ Transesterifikasi

NaOH t reaksi Berat

produk Komposisi Produk Yield

(ml) (menit) (gram) FAME (%) FFA (%) Lain-lain (%) (%)

6 15 1.13 100 0.00 0.00 84.32

8 15 1.27 100 0.00 0.00 94.77

10 15 1.29 100 0.00 0.00 96.27

(24)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²⁴

Hasil dan Pembahasan

Tabel VIII. Pengaruh penambahan katalis basa terhadap kandungan pati dalam dedak padi

NaOH Berat Defatted

6 9.1456 34.78 3.18 15.45

8 9.528 33.05 3.15 16.29

10 10.0127 31.02 3.11 17.44

(25)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²⁵

Hasil dan Pembahasan

Tabel IX. Pengaruh waktu reaksi transesterifikasi terhadap kandungan FAME dengan proses in-situ dua tahap

2. Pengaruh Waktu Reaksi Transesterifikasi

t reaksi NaOH Berat produk Komposisi Produk Yield (menit) (ml) (gram) FAME (%) FFA (%) Lain-lain (%) (%)

15 8 1.27 100 0.00 0.00 94.77

30 8 1.28 100 0.00 0.00 95.52

60 8 1.29 100 0.00 0.00 96.26

(26)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²⁶

Hasil dan Pembahasan

Tabel X. Pengaruh waktu reaksi transesterifikasi terhadap kandungan pati dalam dedak padi

t reaksi Berat Defatted

(menit) (gram) (gram) (%)

15 9.528 34.05 3.24 13.76

30 9.8418 33.25 3.27 13.01

60 9.789 32.05 3.14 16.60

(27)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS ²⁷

Kesimpulan

• Proses In-situ Esterifikasi:

Yield : 76.02%

FFA : 3.09%

% kehilangan pati : 20.5 ± 3%,

pada kondisi metanol 150 mL, katalis asam (H₂SO₄) 1 mL, waktu reaksi asam 15 menit.

• Proses In-situ Dua Tahap (Esterifikasi-Transesterifikasi):

Yield : 94.77%

FFA : -

% kehilangan pati : 16.29%

pada kondisi metanol 150 mL, katalis asam (H₂SO₄) 1 mL, waktu reaksi asam 15 menit, katalis basa (NaOH) 8 mL, waktu reaksi basa 15 menit.

(28)

LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS