KATALITIK HYDROCRACKING MEFA MINYAK DEDAK PADI (RICE BRAN OIL) MENJADI
FRAKSI BAHAN BAKAR CAIR
Oleh:
Pratiwi Brilliyani S NIM 4103210027 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i
Judul Skripsi : Katalitik Hydrocracking MEFA Minyak Dedak Padi (Rice Bran Oil) Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair
Nama Mahasiswa : Pratiwi Brilliyani S.
NIM : 4103210027
Program Studi : Kimia
Jurusan : Kimia
Menyetujui:
Dosen Pembimbing Skripsi
Junifa Layla Sihombing, S.Si., M.Sc. NIP. 198006202006042001
Mengetahui:
FMIPA UNIMED Jurusan Kimia
Dekan, Ketua,
Prof,Dr.Motlan,M.Sc,Ph.D Drs. JamalumPurba,M.Si
NIP. 19590805 198601 1 001 NIP. 19641207 199103 1 002
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi berjudul “Katalitik Hydrocracking MEFA Minyak Dedak Padi
(Rice Bran Oil) Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair” disusun untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: Ibu Junifa Layla Sihombing, S.Si., M.Sc., sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Prof.Drs.Manihar Situmorang,M.Sc.,Ph.D, Bapak Drs. Rahmat Nauli,M.Si dan Ibu Dra.Ratu Evina Dibyantini, M.Si sebagai dosen-dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian sampai selesai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak Drs. Jasmidi, M.Si selaku dosen PA, Bapak Ahmad Nasir Pulungan, S.Si, M.Sc., dan kepada seluruh Bapak dan Ibu Dosen serta Staf Pegawai Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang sudah membantu penulis.
v
Rahmad Kurnia dan Dimas Ade Putra) serta teman-teman kost 89 yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang selalu memberikan semangat kepada penulis. Serta kepada semua pihak yang telah memberi masukan kepada penulis yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini bermanfaat dalam memperkaya khasanah penelitian.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
Pratiwi Brilliyani S.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
RiwayatHidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
DaftarGambar ix
DaftarTabel x
DaftarLampiran xi
BAB I.PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.1 BatasanMasalah 4
1.2 RumusanMasalah 4
1.3 Tujuan Penelitian 5
1.4 Manfaat Penelitian 5
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 DedakPadi 6
2.1.1 MinyakDedakPadi 6
2.2 MEFA ( Metil Ester Fatty Acid) 8
2.2.1 Esterifikasi 9
2.2.2 Transesterifikasi 10
2.3 Zeolit 11
2.3.1 Zeolit Alam 12
2.3.2 Zeolit Sintetik 13
vii
2.3.3 Zeolit Sebagai Pengemban 15
2.4 Catalytic Hydrocracking (Hidrorengkah) 18
BAB III.METODE PENELITIAN 21
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 21
3.2 Alat 21
3.3 Bahan 21
3.4 ProsedurPenelitian 21
3.4.1 Ekstraksi Minyak Dedak Padi 21
3.4.2 Esterifikasi dan Transesterifikasi Minyak Dedak Padi 22
3.4.3 PreparasiZeolitAlam 23
3.4.4 Pembuatan Katalis NiO/ZAA 23
3.4.5 Proses catalytic hydrocracking MEFA minyakdedakpadi 23
3.4.6 AnalisisProdukCair dengan GC 25
3.5 BaganAlirPenelitian 26
3.5.1 Ekstraksi, EsterifikasidanTransesterifikasiMinyakDedakPadi 27
3.5.3 PreparasiZeolitAlam 28
3.5.3 Pembuatan Katalis NiO/ZAA 29
3.5.4 Proses catalytic hydrocracking MEFA minyakdedakpadi 30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 31
4.1 EkstraksiMinyakDedakPadi 31
4.2 EsterifikasidantransesterifikasiMinyakDedakPadi 32
4.3 Karakterisasi FTIR Katalis 33
4.4 KarakterisasiDifraksisinar-X (XRD) 36
4.5 Hydrocracking MEFA MinyakDedakPadi 38
viii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 45
5.1 Kesimpulan 45
5.2 Saran 45
DAFTAR PUSTAKA 46
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik Minyak Dedak Padi 7
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Dedak 8
Tabel 4.1 Intensitas dari 4 puncak utama difraktogram ZA, ZAA, 36
dan NiO/ZAA
Tabel 4.2 Data Konversi hasil Hydrocrackig MEFA Minyak Dedak Padi 39
Tabel 4.3 Selektivitas Katalis Terhadap Fraksi Bahan Bakar Cair 41
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 ReaksiEsterifikasiPadaMinyak 9
Gambar 2.2 ReaksiTransesterifikasiPadaMinyak 10
Gambar 2.3 StrukturZeolit 11
Gambar 2.4 Mekanisme Catalytic Hydrocracking secara umum 20
Gambar 3.1 SkemaAlat Hydrocracking 25
Gambar 3.2 BaganAlirEkstraksiDedakPadidan MEFA 27
MinyakDedakPadi
Gambar 3.3 BaganAlirPreparasiZeolitAlam 28
Gambar 3.4 BaganAlirImpregnasiLogam Ni padaZeolitAlam 29
Gambar 3.5 BaganAlirReaksi Hydrocracking MinyakDedakPadi 30
Gambar 4.1 Hasil Analisis GC MEFA Minyak Dedak Padi 33
Gambar 4.2 Proses Pemutusan ikatan Al-O akibat perlakuan asam 34
Gambar 4.3 Spektra IR sampel (a) ZA, (b) ZAA, dan (c) NiO/ZAA 35
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara konversi produk cair terhadap 39
variasi temperatur untuk katalis ZAA dan NiO/ZAA
Gambar 4.5 Grafik hubungan Selektivitas katalis terhadap 42
variasi temperatur untuk katalis ZAA dan NiO/ZAA
Gambar 4.6 Perbandingan kromatogram GC antara (a) diesel, 43
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Kromatogram Hasil MEFA Minyak Dedak Padi 51
Lampiran 2 Hasil Pengukuran Spektra IR 52
Lampiran 3 Difraktogram XRD 54
Lampiran 4 Kromatogram Produk Cair Hasil Catalytic Hydrocracking 56
MEFA Minyak Dedak Padi
45 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan dalam penelitian ini adalah :
1. Semakin tinggi suhu, maka konversi produk cair yang dihasilkan semakin
meningkat.
2. Pengaruh katalis terhadap konversi produk cair yaitu untuk katalis ZAA
dihasilkan persen produk cair pada suhu 350oC, 400oC, dan 450oC
masing-masing yaitu 21,76%, 78,63%, dan 79,16% dan untuk katalis NiO/ZAA
dihasilkan persen produk cair pada suhu 350oC, 400oC, dan 450oC
masing-masing yaitu 31,11%, 79,28%, dan 82,32%
3. Selektivitas katalis ZAA terhadap fraksi bensin lebih tinggi dibandingkan
katalis NiO/ZAA yaitu masing-masing 45,08%, 27,66%, dan 27,84% dan
selektivitas katalis NiO/ZAA terhadap fraksi bensin adalah 35.08%,
24,54%, dan 25,75%. Sedangkan selektivitas katalis NiO/ZAA untuk
fraksi diesel lebih besar dibandingkan dengan ZAA yaitu 64,92%, 75,46%,
dan 74,25% dan selektivitas katalis ZAA terhadap fraksi diesel adalah
54,92%, 72,34%, dan 72,16%
5.2. Saran
1. Perlu dilakukan variasi temperatur dengan rentang suhu yang lebih kecil
untuk mendapatkan hasil konversi produk cair yang lebih optimal.
2. Perlu dilakukan variasi konsentrasi katalis untuk menghasilkan konversi
46
DAFTAR PUSTAKA
Alsobaai, M.A., (2007), Development Of Niw-Zeolite-Based Catalysts For Hydrocracking Of Gas Oil: Synthesis, Characterization, Activity And Kinetics Studies., Thesis, Universiti Sains Malaysia
Arifan, F., Yuliato, M.E., Wikanta, D.K., Damayanti, N., (2011), Pengembangan Bioreaktor Enzimatik Untuk Produksi Asam Lemak Dari Hasil Samping Penggilingan Padi Secara In Situ, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia ISSN 1693 – 4393
Aziz, I., Siti, N., dan Arif, R., (2012), Penggunaan Zeolit Alam sebagai Katalis dalam Pembuatan Biodiesel, Jurnal Valensi 2(4): 511-515
Badan Pusat Statistic, (2009-2013), Production, Harvested Area and Yield of Paddy in Indonesia,http://www.bps.go.id/tnmn_pgn_php?kat=3, (diakses pukul 23.41WIB tgl 11 Februari 2013)
Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi, (2013), Outlook Energi Indonesia 2013 ISBN 978-979-95202-9-6, BPPT, Jakarta
Bartolomew, C.H and farrauto, R.J., (2005), Fundamental of Industrial Catalytic Processes, John Willey & Sons, United State of America
Buzetzki, E., Katarína,S., Ján,C., (2009), Zeolite catalysts in cracking of natural triacylglycerols, 44th International Petroleum Conference, Bratislava, Slovak Republic
47
Dharsono, W dan Saptiana, O., (2010), Proses Pembuatan Biodiesel Dari Dedak Dan Metanol Dengan Esterifikasi In Situ, Skripsi, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang
Dimayani, I., R., (2014), Produksi Biogasoline Dari Dedak Padi Melalui Reaksi Catalytic Cracking Menggunakan Katalis Nio-Coo-Moo Yang Diembankan Pada Zeolit Alam Sarul,Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Emmnuel, I., (2009), Preparasi, Karakterisasi, Uji Aktivitas, Deaktivasi, dan Regenarasi Katalis CoO-MoO/ZnO dan CoO-MoO/ZnO-ZAA untuk Produksi Hidrogen dari Limbah Minyak Fusel, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA, UGM, Yogyakarta
European Biofuels Technology PlatForm,http://www.biofuelstp.eu/factsheets/fame fact-sheet.pdf, diakses tanggal 26 Februari 2014
Fanani, Z., (2010), Hidrocracking Tir Batubara Menggunakan Katalis Ni-Mo-S/ZAA untuk Menghasilkan Fraksi bensin dan Fraksi Kerosin, Jurnal Penelitian Sains Edisi Khusus Juni 2010 (C), Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Sriwijaya, Sumatera Selatan
Hikmah, M. N dan Zuliyana., (2010), Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) Dari Minyak DedakDan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Dan Transesterifikasi, Skripsi, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Dipenogoro
Kusumaningtyas, E.A., (2003), Pemanfaatan Zeolit sebagai Adsorben untuk Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif. UNM, Malang
48
Mahardiani, L., Kurniawan, E., dan Triyono, (2011), Hidrorengkah Metil Ester Asam Lemak (MEPO) Menggunakan Zeolit Alam Teraktivasi, Jurnal Molekul 6 (2): 105 – 112
Nasir, S., Fitriyanti., dan Kamila, H., (2009), Ekstraksi Dedak Padi Menjadi Minyak Mentah Dedak Padi (Crude Bran Oil) Dengan Menggunakan Pelarut n-Hexane dan Ethanol, Jurnal Rekayasa Sriwijaya18(1): 37 – 44
Nasrudin dan Gatot. P., (2010), Model Kinetika Pembentukan Sisa Karbon Dan Kadar Air Pada Proses hydrocracking Minyak Jarak Menjadi Biopetroleum Dengan Kaialis Zeolit Teraktivasi, Jurnal Riset lndustri lV (3),Balai Riset dan Standardisasi lndustri Palembang Fakultas Pertanian dan Pascasarjana Universitas Sriwijaya, Palembang
Noor, F.A., (2010), Hidrorengkah Pelumas Bekas Menggunakan Katalis NiO-MoO Yang Diembankan pada Zeolit Alam Aktif, Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA, UGM, Yogyakarta
Pulungan, A.N., (2011), Preparasi dan karakterisas ikatalis NiO-CoO- MoO/ZeolitAlamdanNiO-CoO-MoO/Zeolit-Y untuk reaksi Hidrorengkah Minyak Laka menjadi fraksi bensin dan diesel, Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA UGM
Pulungan, A.N., Sihombing, J.L., Trisunaryanti, W., Triyono., (2011), Hidrorengkah Minyak Laka Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair Menggunakan Katalis Zeolit Alam, Jurnal Penelitian Saintika11(2) ISSN 1412-295, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Medan
49
Purbasari, A., dan Silviana, (2008),Kajian Awal Pembuatan Biodiesel dari Minyak Dedak Padi Dengan Proses Esterifikasi, Jurnal Reaktor, 12 (1): 19-21
Rahmaniah, O., (2007), The Effect of Substrate Types to FAME Conversion onAcid-Catalyzed Transesterification ofCrude Rice Bran Oil, The Journal for Technology and Science, 18(3):71-77
Rianto, L.B., Suci, A., dan Susi, N.K., (2012), Pengaruh Impregnasi Logam Titanium pada Zeolit Alam Malang Terhadap Luas Permukaan Zeolit, Jurnal Alchemy, 2 (1): 58-67
Rodiansono., Trisunaryanti, W., dan Triyono, (2007), Pengaruh Pengembanan Logam Ni Dan Nb2O5 pada Karakter Katalis Ni/Zeolit dan Ni/Zeolit-Nb2O5,Jurnal Sains dan Terapan Kimia, 1(1): 20 – 28
Rosdiana, T., (2006), Pencirian Dan Uji Aktivitas Katalitik Zeolit Alam Teraktivasi, skripsi, FMIPA, IPB, Bogor
Santi, D., (2013), Modifikasi Zeolit Alam Sebagai Katalis Dan Uji Aktivitas Katalis Dalam Reaksi Hidrorengkah Minyak Kulit Jambu Mete (Anacardium Occidentale) menjadi Biogasoline dan Biodiesel, ISTECH, 5(2): 104 – 108, Universitas Negeri Papua
Setiadi dan Pertiwi, A., (2007), Preparasi dan Karakterisasi Zeolit Alam Untuk Konversi Senyawa ABE menjadi Hidrokarbon, Prosiding Konggres Dan Simposium Nasional Kedua MKICS
50
Sihombing, J.L., Jasmidi., Nurmalis., Pulungan, A.N., (2013), Konversi MEFA Dedak Padi Menjadi Biogasoline Melalui Proses Ctalytic Cracking Dengan Katalis Zeolit Alam Terembankan Logam Ni,Jurnal Saintika13(2): 82-89 ISSN 1412-2995, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Negeri Medan, Medan
Sihombing, J.L., (2010), Preparasi dan Karakterisasi Katalis NiO-MoO-CoO/Zeolit Alam dan NiO-MoO/Zeolit Alam untuk Reaksi Hidrorengkah Pelumas Bekas Menjadi Fraksi Bensin dan Diesel, Tesis, UGM, Yogyakarta
Simaremare, I.A., (2013), Preparasi, Karakterisasi Dan Uji Aktivasi Katalis NiO/Zeolit Alam Untuk Cracking Minyak Dedak Padi Menjadi Fraksi Bensin Dan Diesel ,Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Siswodiharjo., (2006), Reaksi hidrorengkah katalis Ni/ zeolit , mo/zeolit, nimo/zeolit terhadap parafin, Skripsi, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta
Susilowati.,(2006), Biodiesel Dari Minyak Biji Kapuk Dengan Katalis Zeolit, Jurnal Teknik Kimia, 1(1)
Tji, K., (2008), Modifikasi Zeolit Alam Dan Pemanfaatannya Dalam Menuruunkan Kadar Pencemaran Tembaga Dari Limbah Air Buangan,Artocarpus8 (2), Departemen Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Surabaya
Trisunaryanti, W., Akhmad, S., dan Suryo, P., (2013), Characterization and Modification of Indonesian Natural Zeolite for Hydrocracking of Waste Lubricant Oil into Liquid Fuel Fraction,J. Chem. Chem. Eng. 7 (2013) 175-180,Gadjah Mada University, Yogyakarta
51
Trisunaryanti, W., Endang, T., dan Sudiono, S., (2005), Preparasi, Modifikasi Dan Karakterisasi Katalis Ni-Mo/Zeolit Alam Dan Mo-Ni/Zeolit Alam,Jurnal TEKNOIN,10 (4) ISSN 0853-8697, Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Gadjah Mada University
Ulfah, E. M., Fani, A. Y., dan Istadi., (2006), Optimasi Pembuatan Katalis Zeolit X dari Tawas, NaOH dan Water Glass dengan Response Surface Methodology, Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 1(3): 26-32
Utomo,A.,S., (2011), Preparasi NaOH/Zeolit Sebagai Katalis Heterogen Untuk Suntesis Biodiesel Dari Minyak Goreng Secara Transesterifikasi, Skripsi, Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia, Depok
Widayat, A.R., Rachimoellah, M., (2010), Pengaruh Waktu Dealuminasi Dan Jenis Sumber Zeolit Alam Terhadap Kinerja H-Zeolit Untuk Proses Dehidrasi Etanol, Reaktor, 13(1)
