DAFTAR ISI

(1)

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii

PENGESAHAN iii

PRAKATA iv

DEDIKASI vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS vii

ABSTRAK viii

ABSTRACT ix

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR TABEL xvi

DAFTAR LAMPIRAN xvii

DAFTAR SINGKATAN xviii

DAFTAR SIMBOL xix

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1Latar Belakang 1

1.2Perumusan Masalah 3

1.3Tujuan Penelitian 3

1.4Manfaat Penelitian 3

1.5Ruang Lingkup Penelitian 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1Biodiesel 5

2.2Bahan

2.2.1 Refined Bleached Deodorized Palm Oil (RBDPO) 6

2.2.2 Metanol 8

2.2.3 Katalis Heterogen 8

2.3Transesterifikasi 9

2.4Analisa Ekonomi 12

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 14

3.1Lokasi dan Waktu Penelitian 14

(2)

3.2.1Bahan 14

3.2.2Peralatan 14

3.3Prosedur Penelitian 15

3.3.1Preparasi Abu Cangkang Kepah 15

3.3.2Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 15

3.3.3Proses Transesterifikasi 16

3.4Analisa Biodiesel 17

3.4.1Analisa Kemurnian 17

3.4.2Analisa Densitas 17

3.4.3Analisa Viskositas 17

3.4.4Analisa Titik Nyala 18

3.5Analisa AAS pada katalis CaO 18

3.6Flowchart Percobaan 19

3.6.1Flowchart Preparasi Abu Cangkang Kepah 19 3.6.2Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 20

3.6.3Flowchart Proses Transesterifikasi 21

3.6.4Flowchart Analisis Densitas 22

3.6.5Flowchart Analisis Viskositas 23

3.6.6Flowchart Analisis Titik Nyala 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 25

4.1Hasil Analisis Bahan Baku 25

4.2Preparasi Abu Cangkang Kepah 26

4.3Pengaruh Variabel Percobaan terhadap Yield Biodiesel pada

Proses Transesterifikasi 28

4.3.1Pengaruh Waktu Reaksi terhadap Yield Biodiesel 28 4.3.2Pengaruh Rasio Mol Alkohol / Minyak terhadap Yield Biodiesel 29 4.3.3Pengaruh Jumlah Katalis CaO terhadap Yield Biodiesel 31

4.4 Analisis Sifat Fisik Biodiesel dari RBDPO 32

4.4.1Analisis Densitas 32

4.4.2Analisis Viskositas Kinematik 34

4.4.3Analisis Titik Nyala 35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 36

(3)

5.2Saran 36

(4)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Area Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia 7

Gambar 2.2 Reaksi Transesterifikasi 10

Gambar 3.1 Flowchart Preparasi Abu Cangkang Kepah 19 Gambar 3.2 Flowchart Tahap Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 20

Gambar 3.3 Flowchart Proses Transesterifikasi 21

Gambar 3.4 Flowchart Analisis Densitas 22

Gambar 3.5 Flowchart Analisis Viskositas 23

Gambar 3.6 Flowchart Analisis Titik Nyala 24

Gambar 4.1 Hubungan antara Waktu Reaksi dengan Yield Biodiesel pada Kondisi Perbandigan Mol Alkohol / Minyak 12 : 1

dan Suhu Reaksi 60 oC 28

Gambar 4.2 Hubungan antara Rasio Alkohol / Minyak dengan Yield

Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 120 Menit dan Suhu

Reaksi 60 oC 30

Gambar 4.3 Hubungan antara Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah dengan Yield Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 120

Menit dan Suhu Reaksi 60 oC 31

Gambar 4.4 Hubungan antara Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah dengan Densitas Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 120

Menit dan Suhu Reaksi 60 oC 33

Gambar 4.5 Hubungan antara Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah dengan Viskositas Kinematik Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 120 Menit dan Suhu Reaksi 60 o_C ₃₃ Gambar L4.1 Hasil Analisis GC Komposisi Bahan RBDPO 50 Gambar L4.2 Hasil Analisis AAS Komposisi Katalis Abu Cangkang Kepah 51 Gambar L4.3 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu

Reaksi 60o_{C, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 4%,} Waktu Reaksi 120 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol

terhadap Minyak 6:1 51

Gambar L4.4 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60o_{C, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 5%,} Waktu Reaksi 120 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol

(5)

terhadap Minyak 6:1 52 Gambar L4.6 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu

Reaksi 60oC, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 4%, Waktu Reaksi 120 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol

Gambar L4.9 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 4%, Waktu Reaksi 120 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol

Gambar L4.12 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 5%, Waktu Reaksi 90 Menit dan Perbandingan Mol Alkohol

Gambar L4.13 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis Abu Cangkang Kepah 5%, Waktu Reaksi 150 Menit dan Perbandingan Mol Alkohol

Gambar L4.14 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60o_{C, Jumlah Katalis CaO murni 5%, Waktu Reaksi} 90 Menit dan Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak

12:1 58

Gambar L4.15 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO murni 5%, Waktu Reaksi 120 Menit dan Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak

12:1 59

(6)

150 Menit dan Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak

12:1 60

Gambar L5.1 Foto Cangkang Kepah 61

Gambar L5.2 Foto Penggilingan dengan Ball Mill 61 Gambar L5.3 Foto Pengayakan Serbuk Cangkang Kepah 62

Gambar L5.4 Foto Pemanasan dengan Furnace 62

Gambar L5.5 Foto Cangkang Kepah Hasil Kalsinasi 62 Gambar L5.6 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 63

Gambar L5.7 Foto RBDPO 63

Gambar L5.8 Foto Rangkaian Alat Transesterifikasi 63 Gambar L5.9 Foto Pemisahan Hasil Transesterifikasi dengan Corong

Pemisah 64

Gambar L5.10 Foto Metil Ester Hasil Pemisahan 64

Gambar L5.11 Foto Analisis Densitas 65

Gambar L5.12 Foto Analisis Viskositas 65

(7)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Terdahulu Tentang Pembuatan

Biodiesel dengan Penggunaan Katalis Heterogen CaO 2 Tabel 2.1 Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar (Biofuel)

Jenis Biodiesel 6

Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Alkil Ester dari Minyak Sawit 7

Tabel 2.3 Sifat Fisika Metanol 8

Tabel 4.1 Komposisi Asam Lemak dari RBDPO 25

Tabel 4.2 Sifat Fisika dari RBDPO 26

Tabel 4.3 Analisis EDXRF (energy dispersive X-ray fluorescence

spectroscopy) dari Cangkang Kepah 26 Tabel 4.4 Karakteristik dari Abu Cangkang Kepah 27 Tabel 4.5 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari RDBPO

dengan Menggunakan Variasi Katalis CaO dan Waktu

Reaksi 28

Tabel 4.6 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari RBDPO dengan Menggunakan Katalis Abu Cangkang Kepah

dengan Variasi Rasio Mol Alkohol / Minyak 29 Tabel 4.7 Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari RBDPO

dengan Menggunakan Katalis Abu Cangkang Kepah

dengan Variasi Jumlah Katalis 31

Tabel 4.8 Hasil Analisis Densitas Biodiesel 32

Tabel 4.9 Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel 34 Tabel L1.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku RBDPO 43 Tabel L1.2 Komposisi Trigliserida Bahan Baku RBDPO 43 Tabel L1.3 Kadar Free Fatty Acid (FFA) RBDPO 44

Tabel L2.1 Hasil Analisis Densitas Biodiesel 45

Tabel L2.2 Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel 45

(8)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA BAHAN BAKU 43

L1.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku RBDPO 43 L1.2 Komposisi Trigliserida Bahan Baku RBDPO 43 L1.3 Kadar Free Fatty Acid (FFA) RBDPO 44

LAMPIRAN 2 DATA PENELITIAN 45

L2.1 Data Densitas Biodiesel 45

L2.2 Data Viskositas Kinematik Biodiesel 46

L2.3 Data Yield Metil Ester 46

LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN 47

L3.1 Perhitungan Kadar FFA RBDPO 47

L3.2 Perhitungan Kebutuhan Metanol 47

L3.3 Perhitungan Yield Biodiesel 48

L3.4 Perhitungan Densitas Biodiesel 48

L3.5 Perhitungan Viskositas Kinematik Biodiesel 49

LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS 50

L4.1 Hasil Analisis Komposisi Bahan Baku RBDPO 50 L4.2 Hasil Analisis Komposisi Katalis Abu Cangkang

Kepah 51

L4.3 Hasil Analisis Komposisi Biodiesel 51

LAMPIRAN 5 DOKUMENTASI PENELITIAN 61

L5.1 Foto Preparasi Abu Cangkang Kepah 61 L5.2 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 63

L5.3 Foto Proses Transesterifikasi 63

(9)

DAFTAR SINGKATAN

AAS Atomic Absorption Spectrophotometry

BM Berat Molekul

cSt centistokes

FAME Fatty Acid Methyl Ester

FFA Free Fatty Acid

GC RBDPO

Gas Chromatography

Refined Bleached Deodorized Palm Oil

rpm rotary per minute

(10)

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

T Suhu oC

N Normalitas larutan NaOH N

V Volume larutan NaOH terpakai ml

M Berat molekul FFA lemak sapi gr/mol

m Berat sampel kg

ρ Massa jenis kg/m3

sg Spesific gravity

t Waktu alir s

(11)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Polusi udara adalah salah satu masalah lingkungan yang sangat serius di seluruh dunia. Karena mesin diesel dari bus dan truk menghasilkan sejumlah besar NOx dan partikulat, bahan bakar alternatif yang bersih sangat diperlukan [1]. Sebagai bahan bakar yang efektif, minyak bumi telah digunakan untuk memenuhi kebutuhannya dari konsumsi energi. Tapi ketergantungan manusia sepenuhnya pada bahan bakar fosil dapat menyebabkan defisit besar di masa depan [2].

Bahan bakar minyak (BBM) hingga saat ini masih merupakan sumber energi utama di Indonesia. Berdasarkan data dari Sekretariat Panitia Teknis Sumber Energi, (2006), distribusi penggunaan sumber energi nasional untuk Bahan Bakar Minyak (BBM) sebesar 60%, gas 16%, batubara 12%, listrik 10% dan LPG 1% dari total 606,13 juta SBM (setara bahan bakar minyak). BBM yang dipakai pada saat ini berasal dari fosil yang merupakan sumber daya alam tak terbarukan, sehingga pada suatu saat akan semakin menipis dan sampai akhirnya akan habis. Minyak solar merupakan jenis BBM yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia [3]. Biodiesel telah menjadi salah satu alternatif yang paling menjanjikan di dunia [4]. Produksi biodiesel telah menerima banyak perhatian baru-baru ini sebagai zat yang bisa terurai secara biologis dan bahan bakar yang tidak membuat polusi. Bahan bakar ini mengurangi tingkat pemanasan global seperti CO2, CO, dan Sox. Transportasi menjadi penyumbang utama gas rumah kaca, umumnya karbon dioksida (CO2), metana (CH4), nitrogen oksida (Nox), ozon (O3) dan lain-lain yang dikenal sebagai gas rumah kaca. Gas-gas ini berinteraksi dengan radiasi matahari dan menyebabkan ketidakseimbangan pada sistem iklim bumi dan meningkatkan suhu permukaan bumi. Kenaikan suhu permukaan bumi dikenal sebagai pemanasan global [5].

(12)

CPO sekitar 16 juta ton. Pada tahun 2007 terjadi peningkatan luas lahan menjadi 6,78 juta ha dengan produksi CPO mencapai 17,37 juta ton [7]. Kalsium oksida (CaO) telah terbukti memberikan hasil yang lebih menonjol dalam produksi biodiesel dibandingkan dengan katalis heterogen lain yang digunakan dalam reaksi transesterifikasi. Cangkang moluska adalah contoh bahan alami yang mempunyai performa yang tinggi. Cangkang kepah terdiri setidaknya 95% dari mineral seperti kalsium karbonat [8].

Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Terdahulu Tentang Pembuatan Biodiesel dengan Penggunaan Katalis Heterogen CaO

No. Judul Variabel Hasil Penelitian

1. Synthesis of Biodiesel

Yield tertinggi: >89 % Konversi : >97% katalis (cangkang kepah; cangkang siput murbai; cangkang telur)

3. Biodiesel Production Over Ca-Based Solid Catalysts Derived From Industrial Wastes [11]

(13)

1.2Perumusan Masalah

Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah :

1. Bagaimana pengaruh katalis limbah cangkang kepah dalam pembuatan biodiesel dari RBDPO dengan proses transesterifikasi.

1.3Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui apakah katalis limbah cangkang kepah baik untuk dijadikan katalis dalam pembuatan biodiesel.

2. Memgetahui kondisi terbaik dari proses transesterifikasi untuk mendapatkan

yield metil ester tertinggi.

1.4Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat :

1. Memberikan informasi bahwa limbah cangkang kepah dapat dijadikan katalis dalam pembuatan biodiesel sehingga dapat mengurangi masalah limbah di lingkungan masyarakat.

2. Memberikan informasi bahwa pengaruh penggunaan katalis limbah cangkang kepah dan rasio mol alkohol/minyak dalam pembuatan biodiesel.

1.5Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian pembuatan biodiesel dari RBDPO dengan katalis ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia dan Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu RBDPO (refined bleached deodorized palm oil) sebagai bahan baku dan CaCO3 dari limbah cangkang kepah yang dikalsinasi sebagai katalis dan CaO murni sebagai pembanding.

Variabel yang digunakan adalah :

(14)

Kalsinasi CaCO3 dari limbah cangkang kepah :

1. Suhu = 900 oC [9]

2. Waktu = 3,5 jam [9]

Parameter yang dianalisa pada katalis cangkang kepah, adalah : analisa kadar CaO dengan Atomic Absorption Spectrometry (AAS)

Transesterifikasi : a. Variabel tetap :

1. Suhu reaksi = 60 oC [9]

2. Kecepatan pengadukan = 400 rpm

[12]

3. Waktu reaksi = 120 menit [11]

b. Variabel berubah :

1. Berat Katalis = 4, 5, 6 % [9]

2. Perbandingan rasio mol alkohol/minyak = 6:1, 9:1, 12:1 [11] 3. Waktu Reaksi = 90, 120, 150 menit [11]

Parameter yang dianalisis pada biodiesel adalah : 1. Analisa kemurnian (Gas Chromatography). 2. Analisis densitas.