PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(1)

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(Jatropha Curcas) DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA

SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0

C

SELAMA 6 JAM

TESIS

Oleh :

DEDI MARDIANSYAH

107026010

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(Jatropha Curcas) DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA

SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0

C

SELAMA 6 JAM

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister

Sains Dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program

Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

DEDI MARDIANSYAH

107026010

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(Jatropha Curcas) DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA

SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0

C

SELAMA 6 JAM

TESIS

Oleh

DEDI MARDIANSYAH

107026010

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

(4)

PENGESAHAN TESIS

Judul Proposal : PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Curcas) DENGAN KATALIS ASAM

POLISTIRENA SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 1200 C SELAMA 6 JAM

Nama Mahasiswa : DEDI MARDIANSYAH Nomor Induk Mahasiswa : 107026010

Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Menyetujui Komisi Pembimbing

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Nimpan Bangun, M.Sc Dr. Marhaposan Situmorang Ketua Anggota

Ketua Program Studi Dekan

Dr. Nasruddin, MN, M.Eng. Sc Dr. Sutarman, M.Sc NIP 195507061981021002 NIP 196310261991031001

(5)

PERNYATAAN ORISINILITAS

PEMBUATAN

BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha

Curcas) DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA SULFONAT (PSS)

4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0C SELAMA 6 JAM

TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satuannya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, Juli 2012

Dedi Mardiansyah NIM. 107026010

(6)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Dedi Mardiansyah Nim : 107026010

Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalty Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(Jatropha Curcas)

DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA

SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0

C SELAMA 6 JAM

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas royalti non-eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Medan, Juli 2012

(7)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Dedi Mardiansyah, S.Si

Tempat, Tgl Lahir : Pasir Pengaraian, 16 Desember 1987 Agama : Islam

Alamat Lengkap : Komp. Taman Setia Budi Indah Blok B-14 Medan Telp/ HP : 081371188483

Email : mardian1049@yahoo.co.id Instansi Tempat Bekerja : SMK Swasta Ar-Rahman Medan

Alamat Kantor : Jl. Brigjend. H. Abdul Manaf Lubis No. 58 Medan

DATA PENDIDIKAN

SD : SDN 001 Danau Sati Tamat : 2000 SMP : SMPN 1 Rambah Tamat : 2003 SMA : SMAN 2 Rambah Hilir Tamat : 2006 Strata-1 : FMIPA Fisika Universitas Riau Tamat : 2010 Strata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2012

(8)

Telah diuji pada Tanggal 23 Juli 2012

PANITIA PENGUJI TESIS

KETUA : Dr. Nimpan Bangun, M.Sc

ANGGOTA : 1. Dr. Marhaposan Situmorang

2. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc

4. Drs. Herli Ginting, M.S

(9)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR LAMPIRAN ... x BAB I : PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Batasan Masalah ... 2 1.3. Perumusan masalah ... 2 1.4. Tujuan Penelitian... 2 1.5. Manfaat Penelitian... 3

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Biodiesel ... 4

2.2. Jenis- jenis Bahan Baku Biodiesel ... 5

2.3. Jarak Pagar (Jatropha Carcas) ... 5

2.4. Katalis... 8

2.5. Katalis Asam Polistirena Sulfonat (PSS) ... 9

2.6. Pengaruh Katalisator Terhadap Laju Reaksi ... 10

2.7. Metanol... 10

2.7.1 Sifat - Sifat Metanol ... 11

2.7.2. Kegunaan Metanol ... 12

2.8. Gliserol ... 12

(10)

2.9. Pengaruh Peningkatan Suhu Pada Reaksi ... 13

2.10. Reaksi Transesterifikasi ... 13

2.11. Sifat-Sifat Penting dari Bahan Bakar Mesin Diesel ... 15

2.11.1. Viskositas ... 15

2.11.2.Densitas (Rapat Massa) ... 16

2.11.3.Titik Kabut (Clound Point) dan Titik Tuang (Puor Point) 16

2.11.4.Bilangan Iod ... 17

2.11.5.Kadar Air ... 17

2.11.6.Bilangan Cetana ... 17

2.12.Persyaratan Kualitas Biodiesel ... 18

2.13.Persyaratan Mutu Solar ... 18

BAB III : METODE PENELITIAN ... 19

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian ... 19

3.2.Proses Pembuatan Biodiesel... 19

3.2.1. Alat dan Bahan ... 19

3.3.Diagram Alir Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar ... 20

3.4.Prosedur Kerja ... 21

3.5.Pengujian Viskositas ... 22

3.6.Pengujian Densitas (Density) ... 23

3.7.Pegujian Titik Nyala... 25

(11)

3.9. Pengujian Kadar Air. ... 27

3.10.Pengujian Bilangan Iodin ... 28

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1. Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar (Jatrohpa Curcas Oil) ... 29

4.2. Pengaruh Jumlah katali Terhadap Perolehan Metil Ester ... 34

4.3. Pengaruh Jumlah Metanol dan Minyak Jarak Terhadap Perolehan Metil Ester ... 35

4.4. Pengaruh Perubahan Suhu Pada Reaksi ... 35

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN ... 37

4.3. Kesimpulan... 37

4.4. Saran ... 37

DAFTAR PUSTAKA ... 38

(12)

DAFTAR TABEL

Nomor J u d u l Halaman

2.1 Beberapa Sumber Minyak Nabati Sebagai Bahan Baku Biodiesel ... 5

2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ... 7

2.3 Sifat – Sifat Fisika dan Kimia Metanol... 11

2.4 Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI-04-7182-2006 ... 18

2.5 Persyaratan Mutu Solar ... 18

4.1 Kandungan Asam Lemak, Jumlah Trigliserida Dalam Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas Oil) Dalam Basis Hitungan 100 gr ... 29

4.2 Massa FAME Kasar Yang Diperoleh Dari Hasil Transesterifikasi ... 31

4.3 Hasil Reaksi Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar Dan Perbandingan Jumlah Metanol, Jumlah Katalis, Suhu Reaksi Dan Lama Reaksi ... 33

(13)

DAFTAR GAMBAR

3.1 Diagram Pembuatan FAME (Biodiesel) Dari Minyak Jarak Pagar ... 20 4.1 Grafik Perbandingan Jumlah Katalis Terhadap Persentase Metil

Ester ... 34 4.2 Grafik Perbandingan Pengaruh Jumlah Metanol Terhadap Perolehan

Metil Ester. ... 35 4.3 Grafik Hubungan Antara Konversi Suhu dengan Persentase Metil

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

A Hasi Uji GC Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas) ... L-1 B Gambar-Gambar Percobaan di Laboratorium ... L-4

(15)

KATA PENGANTAR

Bismillahirahmanirrahim,

Syukur Alhamdullah penulis sampaikan atas kehadirat Allah SWT dan limpahan rahmat-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.

Penelitian ini selesai berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister Studi Ilmu Fisika.

Dekan Fakultas Matematika Ilmu Pengetahuan Alam, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa program Magister Studi Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc, Sekretaris Program studi ilmu fisika Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS beserta seluruh staf edukatif dan administratif pada Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang kepada Bapak Dr. Nimpan Bangun M.Sc selaku pembimbing utama dengan penuh perhatian, telah membimbing dan memberikan arahannya, dan juga kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang yang telah meluangkan waktu dan arahannya dalam membimbing dan mengarahkan sehingga tesis ini selesai.

Kepada Ayahanda (Syaharuddin), Ibunda (Maryam) dan kepada adik-adik tersayang

(Delfi Ardiansyah, S.T, Andi Bramudia dan Liliana Saharani) serta seluruh keluarga tercinta yang telah memberi dukungan, doa yang penuh dengan keikhlasan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian.

Teman satu tim, Muhammad Syafii, Mika Agustina Tarigan dan semua teman

angkatan 2010 atas segala pengorbanan dan motivasinya. Semua pihak yang telah

(16)

Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dengan baik, namun demikian penulis menyadari masih ada beberapa kelemahan dari penelitian ini. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyambut baik kritik dan saran dari pembaca demi kesempurnaan penelitan ini.

Terakhir penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung dan selama penyusunan penelitian ini maupun dalam presentasi penelitian ini.

Semoga tesis ini bermanfaat baik bagi penulis maupun pembaca, amin.

Medan, Juli 2012

(17)

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

(Jatropha Curcas) DENGAN KATALIS ASAM POLISTIRENA

SULFONAT (PSS) 4 % DAN 8 % PADA SUHU 120

0

C

SELAMA 6 JAM

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan biodiesel minyak jarak pagar (Jatropha Curcas) melalui proses transesterifikasi. Minyak jarak pagar sebelumnya diuji titrasi diperoleh asam lemak bebas 7,78 %. Proses ini dilakukan dalam autoclave dengan campuran perbandingan minyak jarak pagar dengan metanol adalah 1: 12 mol. Reaksi ini dibantu dengan penggunaan katalis PSS 8 % yang berlangsung dalam waktu 6 jam pada suhu 1200C larutan dinetralkan dengan amoniak, dan diekstraksi dengan n-hexsana. Transesterifikasi ini menghasilkan 2 lapisan, yaitu lapisan atas mengandung metil ester (FAME) dan lapisan bawah mengandung gliserol dan metanol sisa. Kemudian ke dua lapisan tersebut dipisahkan, lapisan atas dalam corong pisah mengandung FAME ditambahkan n-heksan secukupnya kemudian dicuci dengan aquadest berulang kali. Fraksi heksan dibubuhi dengan Na2SO4 anhidrus kemudian disaring. Filtrat dimurnikan dengan destilasi biasa, kemudian divakum dan hasilnya ditimbang. FAME yang telah jadi kemudian diuji dengan Gaskromatografi (GC) untuk mengetahui kandungan hasil reaksinya, dengan rincian metil ester = 93,35 %, monogiserida = 0,348 %, digliserida = 0,448 %, triglisrida = 0,685%.

(18)

MANUFACTURE OF BIODIESEL FROM JATROPHA CURCAS

OIL USING 4 % AND 8% POLISTIRENA SULFONAT ACID

(PSS) CATALYST AT A TEMPERATURE OF 120

0

C

FOR 6 HOURS

ABSTRACT

Production of castor oil biodiesel has been done by transesterification process. The castor oil was previously tested for titration and produced 77,78 % free fatty acid. The process was done in a autoclave by mixing the materials of castor oil to methanol in 1 : 12 mole. The reaction use 8 % of PSS catalyst in 1200C for 6 hours. The solution was neutralized by ammoniac and estracted by n-hexane. The transesterification resulted in 2 layers : upper layer containing methyl ester (FAME) and the lower layer containing residual glycerol and methanol and than separated. The upper layer of the separating funnel contained FAME added sufficiently by n-hexane, and then washed by aqueous repeatedly. The filtrate was distillated by an usual distillation and than vacuumed and the residue weighted. FAME has finished then tested with Gaskromatografi(GC) to determine the content of the results of the reaction, the breakdown of methyl ester=93.35%, monogiserida=0.348% =0.448% diglycerides, triglisrida=0.685%.