PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
TUGAS BIODISEL
DISUSUN OLEH :
Nama : Sarniti
NIM : 14 03 026
Jurusan : Tenaga Penyuluh Lapangan
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN RI
PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
MEDAN
2015
Penggunaan biodiesel telah ada sejak tahun 1853, bertahun-tahun sebelum mesin diesel pertama kali ditemukan. Mesin diesel pertama, ditemukan oleh Rudolf Dieselpada 10 Agustus 1893, dapat bekerja hanya dengan menggunakan minyak yang berasal dari kacang tanah. Menariknya, Diesel sendiri pada tahun 1912, saat penggunaan minyak nabati dalam bahan bakar tidak signifikan, akan ada hari ketika penggunaan Biodiesel akan sama pentingnya dengan minyak bumi.
Selama bertahun-tahun, proses biodiesel telah banyak dikembangkan dan pada tahun 1977, ilmuwan Brasil, Expedito Parente, menemukan proses industri pertama untuk produksi dari biodiesel. Pada tahun 2010, perusahaannya, Tecbio, bekerja sama dengan NASA dan Boeing untuk membuat campuran bio diesel-minyak tanah (bio-kerosene). Pabrik biodiesel pertama dibangun pada bulan November 1987 dan pabrik berskala industri pertama dibangun pada tahun 1989. Saat ini, 100 persen biodiesel tersedia di berbagai pompa bensin di Eropa.
Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono--alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur
atau lemak hewan.
memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus. Namun, dia lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas.
Biodiesel merupakan kandidat yang paling baik untuk menggantikan
bahan bakar fosil sebagai sumber energi transportasi utama dunia, karena biodiesel merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan diesel petrol di mesin sekarang ini dan dapat diangkut dan dijual dengan menggunakan
infrastruktur zaman sekarang.
Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di
Eropa, Amerika Serikat, dan Asia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil saja dari penjualan bahan bakar. Pertumbuhan SPBU membuat semakin banyaknya penyediaan biodiesel kepada konsumen dan juga pertumbuhan kendaraan yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar.
Jenis-jenis Biodiesel
Ada beberapa campuran biodiesel dan hidrokarbon yang berbeda – yang berasal dari solar. Saat ini di seluruh dunia menggunakan suatu sistem yang disebut sebagai faktor B, untuk menentukan jumlah diesel yang digunakan dalam campuran bahan bakar. Faktor B itu terbagi sebagai berikut:
B100 : 100 persen biodiesel
B20 : 20 persen biodiesel
B5 : 5 persen biodiesel, 95 persen solar
B2 : 2 persen biodiesel, 98 persen solar
Gambar Biodiesel
Membuat biodiesel
dimurnikan untuk memperoleh gliserin yang berharga mahal, juga sabun dan sisa methanol yang tidak bereaksi.
Mengapa minyak bekas mengandung asam lemak bebas?.
Ketika minyak digunakan untuk menggoreng terjadi peristiwa oksidasi, hidrolisis yang memecah molekul minyak menjadi asam. Proses ini bertambah besar dengan pemanasan yang tinggi dan waktu yang lama selama penggorengan makanan. Adanya asam lemak bebas dalam minyak goreng tidak bagus pada kesehatan. FFA dapat pula menjadi ester jika bereaksi dengan methanol, sedang jika bereaksi dengan soda akan mebentuk sabun. Produk biodiesel harus dimurnikan dari produk samping, gliserin, sabun sisa methanol dan soda. Sisa soda yang ada pada biodiesel dapat henghidrolisa dan memecah biodiesel menjadi FFA yang kemudian terlarut dalam biodiesel itu sendiri. Kandungan FFA dalam biodiesel tidak bagus karena dapat menyumbat filter atau saringan dengan endapan dan menjadi korosi pada logam mesin diesel.
Teknologi Biodisel
Biodiesel adalah bioenergi atau bahan bakar nabati yang dibuat dari minyak nabati, turunan tumbuh-tumbuhan yang banyak tumbuh di Indonesia seperti kelapa sawit, kelapa, kemiri, jarak pagar, nyamplung, kapok, kacang tanah dan masih banyak lagi tumbuh-tumbuhan yang dapat meproduksi bahan minyak nabati (BBN) dan dalam penelitian ini bahan bakar nabati berasal dari minyak kacang tanah setelah mengalami beberapa proses seperti ektraksi, transesterifikasi diperoleh metil ester (biodiesel), kemudian biodiesel dicampur dengan bahan bakar solar. Hasil campuran itu disebut B10,B20 dengan tujuan agar bahan bakar B10, B20 ini mempunyai sifat-sifat fisis mendekati sifat-sifat fisis solar sehingga B10 B20 dapat dipergunakan sebagai pengganti solar.
1. Menguatkan (security of supply) bahan bakar diesel yang independet dalam negeri
2. Mengurangi impor BBM atau Automatic Diesel Oil
3. Meningkatkan kesempatan kerja orang indonesia di dalam negeri
4. Meningkatkan kemampuan teknologi pertanian dan industri di dalam negeri 5. Memperbesar basis sumber daya bahan bakar minyak nabati (BBN)
6. Meningkatkan pendapatan petani kacang tanah
7. Mengurangi pemanasan global dan pencemaran udara,karena biodiesel ramah lingkungan. ( Prakoso, T., 2008 )
Di Indonesia bahan bakar biodiesel mempunyai standar SNI Biodisel seperti table berikut :
Karakteristik Biodiesels SNI -04-7182-2006
No Parameter dan satuannya Batas Nilai Metode Uji Metode setara
1 Densitas pada 40°C, Kg/m3 850–890 ASTM D 1298
ISO 3675
2 Viskositas kinematik pada 40°mm2/s (cSt) 2,3-6,0 ASTM D 445 ISO 3104
12 Belerang,ppm-b (mg/kg Maks.100 ASTM D 5453
Pren ISO 20884
13 Fosfor,ppm-b (mg/kg) Maks.10 AOCS Ca 12-55
FBI-A05-03
14 Angka asam,mg-KOH/gr Maks.0,8 AOCS Cd 3-63
FBI-A01-03
15 Gliserol bebas,%-berat Maks.0,02 AOCSCa 14-56
FBI-A02-03
16 Gliserol total,%-berat Maks.0,24 AOCS Ca14-56
FBI-A02-03
17 Kadar ester alkil,%-berat Min.96,5 Dihitung *) FBI-AO3-03 18 Bilangan iodine,g-I2/100g Maks.115 AOCS
Cd1-25
FBI-AO4-03
19 Uji Halphen negatif AOCS Cb 1-25
FBI-AO6-03
Untuk mengetahui dan mengenal biodiesel ini akan menganalisa beberapa sifat-sifat fisisnya yang dapat dipergunakan sebagai tolak ukur kualitas bahan bakar biodiesel. Beberapa sifat-sifat fisis yang diteliti adalah viskositas, densitas, titik nyala (flash point), titik kabut (cloud point), kadar air dan bilangan iodine.
Teknik Pembuatan Biodiesel :
Transesterifikasi (disebut alkoholisis) adalah pertukaran antara alkohol dengan suatu ester untuk membentuk ester lain pada suatu proses yang mirip dengan hidrolisis,kecuali pada penggunaan alkohol untuk menggantikan air. Proses ini telah digunakan secara luas untuk mengurangi viskositas trigliserida.
Alkoholisis adalah reaksi reversible yang terjadi pada temperatur ruang dan berjalan dengan lambat tanpa dibantu dengan katalis. Untuk mendorong reaksi kearah kanan dapat dilakukan dengan menggunakan alkohol berlebih.
Kelebihan Biodiesel
Biodiesel merupakan substansi tidak beracun dan bisa diurai oleh lingkungan sehingga membuatnya menjadi salah satu alternatif bahan bakar diesel ramah lingkungan.
Sebuah studi di Amerika Serikat mengungkapkan bahwa emisi karbon dioksida yang dikeluarkan biodiesel sekitar 75% lebih rendah dibandingkan yang dihasilkan oleh bahan bakar fosil.
Bahan bakar ini tidak mengandung bahan kimia beracun seperti sulfur yang bertanggung jawab pada pencemaran lingkungan. Tidak adanya sulfur berarti mengurangi risiko terjadinya hujan asam.
Kelebihan Biodiesel dari Tanaman Jarak
Produk sampingan dari biodiesel adalah Glyserin, dimana zat ini adalah salah satu bahan kimia yang dibutuhkan untuk berbagai kebutuhan seperti obat obatan dan bahan kosmetik.
Manfaat Tanaman Jarak
a. Obat beberapa penyakit
Di zaman penjajahan Jepang, orang dipaksa menanam jarak pagar untuk diambil minyaknya sebagai bahan bakar kapal dan pelumas senjata. Secara tradisional, masyarakat Jawa sebetulnya biasa memanfaatkan daun serta minyak buah jarak untuk mengatasi berbagai gangguan kesehatan, yakni sebagai obat tradisional sakit perut/diare, penurun panas, gatal, dan borok kronis. Selain iu, jarak pagar juga bisa digunakan untuk mengobati luka gores/berdarah. Jarak pagar terbukti meningkatkan produktivitas ayam petelur serta mengindikasikan adanya manfaat yang lebih hebat daripada Viagra, yang harus diimpor dengan harga mahal.
b. Bahan Bakar
Nawaih nawas, jarak kosta di Sulawesi, Lulu nau (Nusa Tenggara), dan Muun mav (Maluku). Pada zaman penjajahan Jepang, rakyat dipaksa menanam pohon jarak. Minyaknya diambil untuk digunakan sebagai bahan bakar kapal dan pelumas senjata. Oleh banyak petani tanaman hias di Jakarta, tanaman berfamili Euphorbiaceae ini dijadikan bahan kawinan dengan pohon lain. Contohnya dengan pohon batavia dan beringin putih.
c. Manfaat untuk Bayi
Akibat buang air, berat badan bayi akan mudah menyusut. Dokter biasanya akan mengobservasi mengapa bayi jatuh sakit, apakah mungkin akibat makanan atau minuman yang dikonsumsi sang ibu, cuaca dingin, atau sebab lain. Secara empiris, balita yang sakit mencret dapat disembuhkan dengan daun jarak pagar.
Caranya, petiklah tiga lembar daun jarak, terutama yang masih hijau dan segar. Olesi daun jarak itu dengan minyak kelapa secara merata di bagian atasnya. Setelah itu, panggang di atas kompor selama beberapa detik hingga tampak layu. Tempelkan daun jarak tersebut di perut bayi, tentunya setelah daun terasa hangat. Tiga lembar daun itu sebaiknya ditaruh melebar,sehingga bisa menutupi Seluruh bagian perut bayi Sinse David mengingatkan, jangan lupa untuk membedong atau membalut perut bayi memakai kain. Setelah beberapa menit, lebih baik lagi jika bayi sudah terbangun dari tidur pulas, bukalah bedong tersebut. Biasanya daun jarak tadi sudah mengering, dan bisa dibuang.
d. Antipiretik
Jarak pagar merupakan tumbuhan yang berasal dari kawasan tropis dan subtropis, dan tumbuh subur di kawasan Amerika Selatan, Amerika Utara, Afrika, dan di Asia. Tinggi pohon ini berkisar 4-5 meter dengan ranting yang mengandung banyak cairan getah.
akan berganti warna, dari hijau ke kuning. Bila kering menjadi berwarna hitam. Bila telah masak, akan merekah dan mengeluarkan biji berwarna hitam. Dijelaskan Dr. A. Setiawan Wirian, salah seorang pendiri Himpunan Pengobat Tradisional dan Akupuntur se-Indonesia (HIPTRI), jarak pagar berkhasiat sebagai pencahar dan toksik lektin. Tanaman yang dikembangbiakkan dengan biji dan stek batang ini mempunyai rasa pahit, astrigent, sejuk, beracun.
Masih kata Dr. Wirian, jarak pagar juga mampu melancarkan darah (stagnant blood dispelling), menghilangkan bengkak (antiswelling), menghentikan perdarahan (hemostatik), serta menghilangkan gatal (antipruritik). Tanaman ini mengandung n-l-triakontanol, alpha-amirin, kampesterol, stigmast-5-ene-3 beta, 7 alpha-diol, stigmasterol, beta-sitosterol, iso-viteksin, viteksin, 7-keto-beta sitosterol, dan HCN.
Kekurangan Biodiesel
Kandungan energi biodiesel 11 persen lebih rendah dari solar, yang berarti kemampuannya dalam menghasilkan tenaga lebih kecil dibandingkan bahan bakar fosil. Kualitas oksidasi yang tidak terlalu baik membuat biodiesel memiliki masalah terkait dengan penyimpanan. Bila disimpan dalam waktu lama, bahan bakar ini cenderung berubah menjadi seperti gel sehingga berpotensi menyumbat mesin. Biodiesel juga bisa ditumbuhi mikroba yang dapat memicu masalah pada mesin.Seiring peningkatan kebutuhan biodiesel, semakin banyak tanaman bahan baku yang harus ditanam untuk memenuhi permintaan. Hal ini akan memicu dilema apakah tanaman pangan tertentu (jagung, kedelai) lebih diprioritaskan untuk dikonsumsi atau diolah menjadi biodiesel.
Biodeisel yang bagus adalah biodisel yang memenuhi sttandar Nasional Indonesia
Berikut ini adalah data standar mutu biodiesel (Sumber: Standar Nasional Indonesia )
Tabel 2.1 syarat mutu biodiesel ester alkil
No Parameter Satuan Nilai
1 Massa jenis pada suhu 400C Kg/m3 850 - 890
2 Viscositas kinetik pada suhu 400C
Mm2/s(cSt) 2,3 - 6,0
3 Angka setana Min. 51
4 Titik nyala (mangkok tertutup ) 0C Min. 100
5 Titik embun 0C Maks.18
6 Korosi lempengan tembaga Maks. no 3 7 Residu karbon
-dalam contoh asli, atau -dalam 10% ampas destilasi
% massa Maks. 0,05 Maks. 0,30
Bahan Baku Pembuatan Biodisel
1. Minyak Jelantah
Minyak jelantah (waste cooking oil) adalah minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyak samin dan sebagainya, minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya, dapat di gunakan kembali untuk keperluaran kuliner akan tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan. Jadi jelas bahwa pemakaian minyak jelantah yang berkelanjutan dapat merusak kesehatan manusia, menimbulkan penyakit kanker, dan akibat selanjutnya dapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya. Untuk itu perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian dari aspek kesehatan manusia dan lingkungan, kegunaan lain dari minyak jelantah adalah bahan bakar biodiesel.
2. Metanol (CH3OH)
Methanol adalah senyawa kimia dengan rumus kimia ( CH3OH ), ini
merupakan bentuk alcohol yang paling sederhana. Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi
karbon dioksida dan air.
Sifat fisika Metanol (CH3OH) :
Massa molar 32.04 g/mol
Berwarna bening
Densitas 0.7918 g/cm³,
Keasaman (pKa) ~ 15.5
Viskositas 0.59 mPa·s at 20 °C Momen dipol 1.69
Sifat Kimia Methanol
mudah terbakar,
beracun
mudah menguap
tidak berwarna
bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol
3. Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri (lihat pula katalisis). Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.
Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi
yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. katan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.
akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:
A + C → AC (1) B + AC → AB + C (2)
Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi,
A + B + C → AB + C
katalis tidak termakan atau pun tercipta. Enzim adalah biokatalis. Penggunaan istilah "katalis" dalam konteks budaya yang lebih luas, secara bisa dianalogikan dengan konteks ini. Beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitik yang paling dikenal ialah
proses Haber untuk sintesis amoniak, yang menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik--yang dapat menghancurkan produk samping knalpot yang paling bandel--dibuat dari platinadanrodium.
Natrium hidroksida ( OHNa ), juga dikenal sebagai soda kaustik, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu
dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.
Sifat fisik NaOH:
berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran
ataupun larutan jenuh 50% .
Bersifat lembab cair dan secara spontan
Titik leleh 318°C
titik didih 1390°C
Padatan berwarna putih
Sifat Kimia NaOH
sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas
ketika dilarutkan.
Larut dalam etanol dan metanol,
tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya.
Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda
kuning pada kain dan kertas.
sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan
hidroksida
Proses Pembuatan Biodisel
Biodiesel adalah bahan bakar mesin diesel yang terbuat dari sumberdaya hayati yang berupa minyak lemak nabati atau lemak hewani. Senyawa utamanya adalah ester. Ester mempunyai rumus bangun sebagai berikut :
Pada prinsipnya, pembuatan biodiesel didasarkan kepada proses transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester (biodiesel). Dalam reaksinya terjadi penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain. Pada umumnya, alkohol yang digunakan dalam proses transesterifikasi adalah metanol. Selain itu, untuk mempercepat terjadinya reaksi, digunakan pula katalis NaOH. Pada proses transesterifikasi ini dihasilkan juga gliserol yang menjadi produk samping dalam pembuatan biodiesel ini. Adapun tahap- tahap pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:
Proses produksi biodiesel dari minyak jelantah terdiri dari beberapa tahap , yaitu: 1. Reaksi Transesterifikasi
Transesterifikasi yaitu: Proses pencampuran antara Natrium hidrokssida (NaOH) dengan methanol (CH3OH ) dengan minyak jelantah
methoksida kedalam minyak yang sudah dipanaskan. Waktu reaksi dihitung mulai dari sini.
Reaksi Transesterifikasi
2. Proses Pemisahan
Pada akhir reaksi akan terbentuk metal ester dan gliserol dengan konversi 94 %. Selanjutnya produk diendapkan selama 8-12 jam , untuk memisahkan metal ester dan gliserol, metal ester berada pada bagian atas produk dan gliserol berada pada bagian bawah produk.
3. Pencucian
Pencucian berfungsi untuk menghilangkan sisa sisa kotoran dan gliserol dan methanol yang masih ada dalam biodiesel, pencucian dilakukan pada suhu 50oC
PROSES PRODUKSI
No. Nama Alat Spesifikasi Satuan Jumlah
1 Labu Pisah 500 ml 1
2 Hot Plate 350 Watt 1
3 Neraca Analitik Teknis Buah 1
4 Desikator 5 liter 1
5 Erlenmeyer 250 ml 1
7 Gelas Ukur 100 ml 1 8 Cawan penguap Teknis Buah 1
9 Pipet Volume 25 ml 1
10 Pipet Tetes Standar Buah 1
11 Piknometer 5 ml 1
12 Corong Pisah 50 ml 1 13 Batang Pengaduk 30 cm buah 1 14 Statif & Klem Standar teknis 1 15 Spatula Stainless steel Buah 1 16 Termometer Alkohol 1000 Celcius 1
17 Magnetik Stirer Standar Buah 1 18 Corong Sedang Buah 1
19 Oven 450 Watt 1
20 Kaca arloji 10 cm Buah 1 21 Filler Standar Buah 1
No. Nama Bahan Spesifikasi Satuan Jumlah
1 Minyak Bekas Bekas ml 30 2 Methanol Teknis ml 60
3 NaOH P.a gr 0,27
4 Aquadesh Standar liter Secukupnya
PROSEDUR PEMBUATAN BIODIESEL
Ambil minyak jelantah 30 ml dan panaskan sampai suhu 400C
Timbang NaOH sebanyak 0,27 gr.
Pipet 60 ml Methanol, kemudian campurkan dengan NaOH
Campurkan larutan tersebut sehingga terbentuk larutan sodium metokside
Setelah terbentuk larutan sodium metokside, campurkan larutan tersebut
ke dalam minyak jelantah
Panaskan campuran minyak dengan larutan sodium metokside hingga suhu
mencapai ± 50 - 55˚C ( Selama 30 menit )
Pisahkan dengan menggunakan corong pisah, hingga terpisah antara
biodiesel dengan gliserol ( Selama 8 – 12 jam )
Uji mutu biodiesel dengan mengukur densitas dan kadar air biodiesel dan
membandingkannya dengan Standard Nasional Indonesia
Mikroalga Sebagai Bahan Baku Biodiesel
