PEMANFAATAN ABU TULANG AYAM SEBAGAI KATALIS
HETEROGEN (CaO) DALAM PROSES PEMBUATAN
BIODIESEL DENGAN MENGGUNAKAN
PELARUT ETANOL DARI CPO
SKRIPSI
Oleh
PONTIUS PARDEDE
110405095
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PEMANFAATAN ABU TULANG AYAM SEBAGAI KATALIS
HETEROGEN (CaO) DALAM PROSES PEMBUATAN
BIODIESEL DENGAN MENGGUNAKAN
PELARUT ETANOL
DARI CPO
SKRIPSI
Oleh
PONTIUS PARDEDE
110405095
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN ABU TULANG AYAM SEBAGAI KATALIS HETEROGEN (CaO) DALAM PROSES PEMBUATAN
BIODIESEL DENGAN MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL DARI CPO
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Juli 2016
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN
Hasil Penelitian yang Berjudul :
PEMANFAATAN ABU TULANG AYAM SEBAGAI KATALIS HETEROGEN (CaO) DALAM PROSES PEMBUATAN
BIODIESEL DENGAN MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL DARI CPO
Benar telah diseminarkan pada Seminar Hasil Penelitian tanggal 15Juni 2016 dan telah diperbaiki sesuai dengan koreksi dan usulan yang diberikan.
Diketahui/Disetujui
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
(Dr. Ir. Taslim, M.Si.) (Dr.Eng. Rondang Tambun) NIP. 19650115 199003 1 002 NIP. 19720612 200012 1 001
Koordinator Penelitian Dosen Pembimbing
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul:
PEMANFAATAN ABU TULANG AYAM SEBAGAI KATALIS HETEROGEN (CaO) DALAM PROSES PEMBUATAN
BIODIESEL DENGAN MENGGUNAKAN PELARUT ETANOL DARI CPO
Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui, Medan, Juli 2016 Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pemanfaatan Abu Tulang Ayam sebagai Katalis Heterogen (CaO) dalam Proses Pembuatan Biodiesel dengan Menggunakan Pelarut Etanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
• Memberikan informasi katalis basa heterogen (tulang ayam) dalam pembuatan biodiesel dari CPO
• Mengetahui Mengetahui sifat fisik biodiesel yang dihasilkan.
• Sebagai bahan referensi dan informasi kepada peneliti selanjutnya yang tertarik untuk meneliti dan mengembangkan proses dengan katalis tulang ayam ini.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar - besarnya kepada:
1. Mersi Suriani Sinaga, ST, MT selaku Dosen Pembimbing
2. Dr. Ir. Taslim, M.Si selaku Dosen Penguji I
3. Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku Dosen Penguji II
4. Ir. Renita Manurung M.T selaku Koordinator Skripsi
Medan, Juli 2016
Penulis
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Kedua orang tua penulis tercinta, Rommel Pardede dan Epelina Sitorus yang selalu memberikan dukungan spiritual dan materil.
2. Saudara penulis, Bastian Pardede, Juniaty Pardede, Purnama Sari Pardede dan Elfryanti Pardede yang selalu memberikan dukungan spiritual dan materil.
3. Rekan penelitian Dedy O. S. Siburian dan rekan-rekan Penelitian yaitu Gerson Rico Harianja dan Windi Monica Surbakti.
4. Teman sejawat, Alfarodo Silaban, M. Amri Prayogo, Claudia, Christianto Sitio, Desi MPT, Edy Saputra, Fransiscus Raymond, Fitri Siregar, Gerson Rico Harianja, Happy Liani Kaban, Heni Tampubolon, Imam Bestari Harahap, Iqbal L.N., Muksalmina, Nora Panjaitan, Raja Nico Perez Samosir, Randy Sitorus, Tongam May Adrivan Sinaga, Yosef Carol H. Sianipar, Anita Manullang, dan Rizka Rinda Pramasti yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa, pembelajaran hidup dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
5. Adik – adik Teknik Kimia angkatan 2014 yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, dan kenangan tak terlupakan kepada penulis. 6. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Pontius Pardede NIM : 110405095
Tempat, tgl lahir : Muara, 31 Mei 1993
Nama Orang Tua : Rommel Pardede dan Epelina Sitorus
Alamat Orang Tua :
Jalan Narumonda, Desa Narumonda IV, Porsea
Asal Sekolah :
• SD Negeri 173637 Narumonda tahun 1999 – 2005
• SMP Yayasan Pendidikan Raksana Medan tahun 2005 – 2008 • SMA Yayasan Pendidikan Raksana Medan tahun 2008 – 2011 Pengalaman organisasi/kerja:
1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara II Pabrik Gula Sei Semayang Indonesia tahun 2015
ABSTRAK
Biodiesel adalah salah satu energi alternatif yang paling potensial karena terbarukan dan ramah lingkungan. Pembuatan biodiesel umumnya dibuat secara transesterifikasi menggunakan katalis basa heterogen. Abu tulang ayam (CaO) merupakan katalis basa heterogen non-korosif dan ramah lingkungan, dapat dengan mudah dipisahkan dari produk melalui filtrasi dan masalah pembuangan yang lebih sedikit dari katalis homogen. Katalis ini diisolasi dari tulang ayam dibuat dengan cara menghaluskan tulang ayam dan dilakukan proses kalsinasi. Beberapa variabel penting lainnya selain pilihan katalis ialah dosis katalis, rasio molar etanol terhadap CPO dan suhu reaksi. Hasil tertinggi dari biodiesel yang dihasilkan adalah 90,052 % dengan rasio molar etanol terhadap CPO adalah 17:1, suhu reaksi 70 ºC dan 7 % katalis (w/w) pada variabel tetap waktu reaksi 7 jam dan kecepatan pengadukan 500 rpm.
ABSTRACT
Biodiesel is one of the most potential of alternative energy as a renewable and environmentally friendly. Processing biodiesel is generally made by transesterification using heterogeneous base catalyst. Chicken bone ash (CaO) is a heterogeneous base catalyst non-corrosive and environmentally friendly, can be easily separated from the product by filtration and disposal issues fewer than homogeneous catalysts. This catalyst was isolated from chicken bones made by milling chicken bones and do calcination process. Some other important variables other than the selection of the catalyst is the catalyst dosage, molar ratio and the reaction temperature. The highest yield of biodiesel produced was 90.052 % with the molar ratio is 17: 1, reaction temperature is 70 ° C and 7% catalyst (w / w) with reaction time of 7 hours and stirring speed of 500 rpm as a constant variable.
DAFTAR ISI
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN PRAKATA
DEDIKASI
RIWAYAT HIDUP PENULIS ABSTRAK
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR TABEL 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 CRUDE PALM OIL (CPO) 4
2.2 BIODIESEL 5
2.3 PRODUKSI BIODIESEL 6
2.4 ESTERIFIKASI 7
2.5 TRANSESTERIFIKASI 8
2.6 KATALIS HETEROGEN TULANG AYAM (CaO) 8
2.7 ETANOL 9
3.2.1 Bahan Penelitian 11 3.2.2 Peralatan Penelitian 11 3.3 RANCANGAN PERCOBAAN 12 3.4 PROSEDUR PENELITIAN 13 3.4.1 Analisa Komposisi Bahan Baku 13 3.4.2 Analisa Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku CPO 13 3.4.3 Tahap Proses Kalsinasi Tulang Ayam (CaO) 13 3.4.4 Proses Esterifikasi 13 3.4.5 Proses Transesterifikasi CPO Menggunakan Katalis Tulang
Ayam (CaO) 3.4.6 Sketsa Percobaan
14
15
3.4.7 Prosedur Analisa 16 3.4.7.1 Analisa Komposisi Bahan Baku CPO dan Biodiesel
yang Dihasilkan Menggunakan GCMS
16
3.4.7.2 Analisa Viskositas Biodiesel yang Dihasilkan dengan Metode Tes ASTM D 445
3.4.7.3 Analisa Densitas Biodiesel
16
16 3.5 FLOWCHART PENELITIAN 17 3.5.1 Flowchart Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku CPO 17 3.5.2 Flowchart Proses Esterifikasi 18 3.5.3 Flowchart Proses Kalsinasi Tulang Ayam CaO
3.5.4 Flowchart Proses Transesterifikasi CPO Menggunakan CaO BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 ANALISA BAHAN BAKU CPO (CRUDE PALM OIL) 4.2 PREPARASI BAHAN BAKU CPO (CRUDE PALM OIL)
4.3 PENGARUH KATALIS TERHADAP YIELD DAN KEMURNIAN BIODIESEL
4.4 PENGARUH RASIO MOLAR TERHADAP YIELD DAN KEMURNIAN BIODIESEL
4.6.1 Analisa Densitas
4.6.2 Analisa Viskositas Kinematik BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
5.2 SARAN
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Reaksi Esterifikasi 8 Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi 8 Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Pembuatan Biodiesel dari Crude
Palm Oil (CPO) Secara Transesterifikasi Menggunakan
Etanol dan Katalis CaO
15
Gambar 3.2 Flowchart Analisa Free Fatty Acid (FFA) Bahan Baku CPO
17
Gambar 3.3 Flowchart Proses Esterifikasi 18 Gambar 3.4 Flowchart Proses Kalsinasi Tulang Ayam 19 Gambar 3.5
Flowchart Proses Transesterifikasi CPO Menggunakan Katalis CaO
Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak CPO Pengaruh Katalis dan Rasio Molar terhadap Yield pada Suhu dan Waktu Tetap
Pengaruh Katalis dan Rasio Molar terhadap Kemurnian pada Suhu dan Waktu Tetap
Pengaruh Rasio Molar dan Suhu terhadap Yield pada Katalis dan Waktu Tetap
Pengaruh Rasio Molar dan Suhu terhadap Kemurnian pada Katalis dan Waktu Tetap
Pengaruh Suhu dan Katalis terhadap Yield pada Rasio Molar dan Waktu Tetap
Pengaruh Suhu dan Katalis terhadap Kemurnian pada Rasio Molar dan Waktu Tetap
Foto Proses Esterifikasi CPO Foto Proses Transesterifikasi Foto pemisahan Etil Ester Foto Produk Akhir Biodiesel
Gambar L4.6
Foto Analisis Viskositas
Hasil Analisa Kromatogram GC-MS Asam Lemak CPO
(Crude Palm Oil)
Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 1 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 3 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 8 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 9 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 12 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 16 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 17 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 18 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 19 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 20 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 21 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 22 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 24 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 26 Hasil Analisa Kromatogram GC Biodiesel Run 27
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Data Luas Perkebunan Besar Kelapa Sawit Indonesia
tahun 2009-2013
4
Tabel 2.2 Data Perkembangan CPO di Indonesia tahun 2009-2013 5 Tabel 2.3 Persyaratan Kualitas Biodiesel 6 Tabel 3.1
Komposisi Asam Lemak dari CPO (Crude Palm Oil) Kadar Asam Lemak Crude Palm Oil (CPO)
Hasil Analisis Densitas Biodiesel
Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel Tabel L1.1 Komposisi Asam Lemak CPO Komposisi Trigliserida CPO
Hasil Analisis Densitas Biodiesel Hasil Analisis Viskositas Biodiesel Hasil Yield dan Kemurnian Metil Ester
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman LAMPIRAN 1 DATA BAHAN BAKU 40 L1.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN BAKU CPO HASIL
ANALISIS GCMS
40
L1.2 KOMPOSISI TRIGLISERIDA BAHAN BAKU CPO 40 LAMPIRAN 2 DATA PENELITIAN 41 L2.1 DATA DENSITAS BIODIESEL 41 L2.2 DATA VISKOSITAS KINEMATIKA BIODIESEL 41 L2.3 DATA YIELD ETIL ESTER 41 LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN 43 L3.1 PERHITUNGAN KADAR FFA CPO 43 L3.1.1 Perhitungan Kadar FFA CPO Sebelum Esterifikasi 43 L3.1.2 Perhitungan Kadar FFA CPO Setelah Esterifikasi 43 L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN ETANOL 44 L3.3 PERHITUNGAN DENSITAS BIODIESEL 45 L3.4 PERHITUNGAN VISKOSITAS BIODIESEL
L3.5 PERHITUNGAN YIELD ETIL ESTER
45 46 LAMPIRAN 4 DOKUMENTASI PENELITIAN 47 L4.1 FOTO PROSES ESTERIFIKASI CPO 47 L4.2 FOTO PROSES TRANSESTERIFIKASI 47 L4.3 FOTO PEMISAHAN ETIL ESTER 48 L4.4 FOTO PRODUK AKHIR BIODIESEL 48 L4.5 FOTO ANALISIS DENSITAS 49 L4.6 FOTO ANALISIS VISKOSITAS 49 LAMPIRAN 5 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU CPO DAN
BIODIESEL
50
DAFTAR SINGKATAN
CPO Crude Palm Oil
PPKS Pusat Penelitian Kelapa Sawit
FFA Free Fatty Acid
GC Gas Chromatography
ASTM American Standard Testing and Material
PKO Palm Kernel Oil
TG Trigliserida DG Digliserida MG Monogliserida
MPOB Malaysian Palm Oil Board
