Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Manusia modern memerlukan energi lebih banyak dalam segi kuantitas maupun kualitasnya. Berbeda dengan tumbuhan dan hewan yang hanya memerlukan energi bagi pertumbuhan dan mobilitasnya yang dipenuhi dengan hanya sekedar makan. Tetapi manusia modern memerlukan jauh lebih dari itu. Manusia modern memerlukan berbagai macam penunjang kehidupan seperti mobilitas yang tinggi untuk bergerak dalam waktu singkat menempuh jarak yang jauh, medium penghangat lebih dari sekedar baju hangat dari kulit, dan lain-lain.
Pemenuhan sumber energi dalam bentuk cair terutama solar pada sektor transportasi merupakan sektor paling kritis dan perlu mendapat perhatian khusus. Dengan meningkatnya konsumsi solar dalam negeri, berarti impor dari luar negeri adalah hal yang tidak bisa ditunda lagi, jika tidak maka kekurangan pasukan tidak dapat dihindari, pada saat ini kurang lebih 25% kebutuhan solar dalam negeri telah menjadi bagian yang di Impor yang artinya adalah pengurasan devisa negara. Oleh karena itu sudah saatnya dipikirkan untuk dapat disubtitusi dengan bahan bakar alternatif lainnya terutama bahan bakar yang berkesinambungan terus pengadaannya (renewable) dalam upaya meningkatkan security of supply dan mengurangi kuantitas impor bahan baku tersebut.
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari bahan mentah terbaharukan (renewable) selain bahan bakar diesel dari minyak bumi. Biodiesel tersusun dari berbagai macam ester asam lemak yang dapat diproduksi dari minyak-minyak tumbuhan seperti minyak sawit (palm oil), minyak kelapa, minyak jarak pagar, minyak biji kapok randu, dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia yang potensial untuk dijadikan sumber energi bentuk cair ini.
Biodiesel bisa digunakan dengan mudah karena dapat bercampur dengan segala komposisi dengan minyak solar, mempunyai sifat-sifat fisik yang mirip dengan solar biasa
sehingga dapat diaplikasikan langsung untuk mesin-mesin diesel yang ada hampir tanpa modifikasi, dapat terdegradasi dengan mudah (biodegradable), 10 kali tidak beracun dibanding minyak solar biasa, memiliki angka setana yang lebih baik dari minyak solar biasa, asap buangan biodiesel tidak hitam, tidak mengandung sulfur serta senyawa aromatic sehingga emisi pembakaran yang dihasilkan ramah lingkungan serta tidak menambah akumulasi gas karbondioksida di atmosfer sehingga lebih jauh lagi mengurangi efek pemanasan global atau banyak disebut dengan zero CO2 emission. Oleh karena itu, pengembangan biodiesel di Indonesia dan dunia menjadi sangat penting seiring dengan semakin menurunnya cadangan bahan bakar diesel berbasis minyak bumi, isu pemanasan global, serta isu tentang polusi lingkungan. Pengembangan biodiesel didunia sudah dilakukan sejak tahun 1980-an sehingga pada saat ini ibeberapa bagian dunia telah dilakukan komersialisasi bahan bakar ramah lingkungan ini..
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 menggunalkan biodiesel sebagai bahan baker.
1.2 Tujuan Percobaan
Memahami proses transesterifikasi dalam pembuatan alkyil ester (biodiesel) Mampu membuat alkil ester dari asam lemak melalui proses transesterifikasi Mampu menguji beberapa sifat fisika biodiesel seperti viskositas dan densitas.
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
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.
Sebuah proses dari transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Setelah melewati proses ini, tidak seperti minyak sayur langsung, biodiesel 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 dibuat dari minyak nabati (minyak goreng) dan alkohol (metanol/etanol) menghasilkan metil ester dan gliserol. Proses pembuatan biodiesel merupakan proses transesterifikasi yang mengubah minyak nabati baik berasal dari CPO (crude palm oil) atau minyak jarak (castrol oil) menjadi ester (biodiesel) dan menghasilkan produk samping gliserin seperti pada persamaan reaksi yang ditunjukkan pada gambar-1.
O O R1– C – O – CH2 H – O – CH3 R1– C – O – CH3 H – O – CH2 O O R2– C – O – CH + H – O – CH3 Na + R2 – C – O – CH3 + H – O – CH2 O O
R1– C – O – CH2 H – O – CH3 R3 – C – O – CH3 H – O – CH2
Catalyst
1 Oil or Fat + 3 Methanols 3 Methylesters + 1 Glycerin 1 Triglyceride + 3 Alcohols
Reaksi pembentukan metil ester
Terdapat empat cara dalam pembuatan biodiesel yaitu, pencampuran langsung minyak nabati dengan solar, mikroemulsi, termal cracking, dan transesterifikasi. Teknologi proses yang digunakan dalam percobaan ini adalah proses transesterifikasi. Transesterifikasi dilakukan terhadap minyak nabati atau lemak hewan untuk menghasilkan biodiesel dan gliserol. Proses transesterifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Berikut ini hal – hal yang mempengaruhi reaksi serta perolehan biodiesel melalui transesterifikasi adalah (Freedman,1984):
a. Pengaruh air dan asam lemak bebas
b. Pengaruh perbandingan molar alkohol dengan minyak nabati c. Pengaruh jenis alkohol
d. Pengaruh jenis katalis
e. Metanolisis Crude dan Refined Minyak nabati f. Pengaruh temperatur
Transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanyakatalis, produk biodiesel yang diperoleh dapat mencapai maksimum, tetapi reaksiya berjalan lambat (Mittlebatch,2004). Proses transesterifikasi dapat menggunakan asam atau basa. Katalis yang paling banyak digunakan adalah katalis basa seperti NaOH atau KOH karena dapat mempercepat reaksi. Pada percobaan ini digunakan KOH sebagai katalis. Perbandingan antara methanol : minyak dalam perbandingan molar adalah 3 : 1 samapai 6 : 1. Pada pembuatan biodiesel (metil ester) terdapat beberapa tahap pengerjan yaitu :
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) Penentuan jumlah katalis
Pembuatan katalis (sodium metoksida) Reaksi Transesterifikasi
Pemisahan biodiesel dari gliserin
Pencucian (penetralan) dan pengeringan
Pengujian sifat fisik : densitas, viskositas, nilai kalor pembakaran dan uji pembakaran.
Berikut ini adalah tahap-tahap reaksi transesterifikasi :
trigliserida alkohol digliserida ester
digliserida alkohol monogliserida ester
monogliserida alkohol gliserin ester
Secara keseluruhan reaksi transesterifikasi adalah sebagai berikut :
Trigliserida 3 (alkohol) gliserin 3 (ester) Keunggulan Biodiesel :
1. Bilangan setana tinggi, yakni ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat
antiknocking dalam ruang bakar pada saat solar dibakar,
2. Titik kilat tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap biodiesel dapat menyala, sehingga biodiesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada saat disimpan maupun pada saat didistribusikan dari pada solar,
3. Tidak mengandung sulfur dan benzen yang karsinogen serta dapat diuraikan secara alami, 4. Mempunyai sifat lubrikasi mesin yang lebih baik dari pada solar,
5. Emisi pembakaran biodiesel lebih ramah lingkungan, yakni hasil pembakaran lebih sempurna dari pada solar dan tidak menghasilkan gas bakar yang bersifat karsinogenik, 6. Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai komposisi Oleh
karena itu, tidak memerlukan modifikasi mesin apapun.
7. Dapat mengurangi asap hitam dari gas buang mesin diesel secara signifikan walaupun penambahan hanya 5%-10% volum biodiesel kedalam solar.
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) STANDAR NASIONAL BIODIESEL
Standar produksi biodiesel untuk penggunaan umum berdasarkan standar nasional indonesia-SNI 04-7182-2006, sebagai berikut.
Tabel Standar Nasional Biodiesel (SNI 04-7182-2006)
No Parameter Unit Nilai Metoda 1 Densitas (40oC) Kg/m3 850 - 890 ASTM D 1298 2 Viskositas (40oC) Mm2/s
(cSt)
2,3 – 6,0 ASTM D 445
3 Cetane Number Min. 51 ASTM D 613
4 Flash Point (close up) oC 5 Cloud point oC 6 Copper Strip Corrosion
(3 jam, 50oC) Max. No 3 ASTM D 130 7 Carbon residu - sample - - 10% dist. residu % mass Max. 0,05 (Max. 0,3) ASTM D 4530
8 Air dan sedimen % vol Max. 0,05* ASTM D 2709 atau ASTM D1160 9 Temperatur destilasi, 90% recovered o C Max. 360 ASTM D 1160
10 Sulfated ash % mass Max.
0,02
11 Sulfur Ppm (mg/kg) Max. 100 ASTM D 5453 atau ASTM D1266 12 Phosphorous content Ppm (mg/kg) Max. 10 AOCS Ca 12-55
13 Bilangan asam (NA) Mg-KOH/g Max. 0,8 AOCS Cd 3-36 atau ASTM D 664
14 Free Gliserin % mass Max. 0,02
AOCS Ca 14-56
atau ASTM
D6584
15 Total Gliserin (Gttl) % mass Max. 0,24
AOCS Ca 14-56
atau ASTM
D6584
16 Kandungan ester % mass Min. 96,5 Dihitung **
17 Bilangan iod % mass (g I2/100g)
Max. 115 AOCS Cd 1-25
18 Halphen test Negative AOCS Cd 1-25
* dapat di uji secara terpisah, kandungan sedimen max. 0,01 (% vol)
**Kandungan ester (% mass) =
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat-alat dan Bahan yang digunakan pada praktikum proses transesterifikasi (pembuatan biodiesel) :
Alat yang digunakan :
Alat Spesifikasi
Neraca teknis 1 buah
Labu erlenmeyer 250 ml 1 buah
Gelas kimia 100 ml 250 ml 1 buah
Gelas ukur 100 ml 1 buah
Reaktor dilengkapi dengan peralatan refluks 1 buah
Corong pemisah 500 ml 1 buah
Termometer 2 buah
Motor dan batang pengaduk 1 buah
Viskometer 1 buah
Botol semprot 1 buah
Bahan yang digunakan :
Bahan : Spesifikasi
Minyak goreng 227,61 ml
KOH -
Metanol murni 121,24 ml
Asam asetat anhydrous 0,25 ml pekat
Indikator pH universal 7
3.2. Skema kerja biodiesel
3.3.1 Flow Chart
Skema kerja pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut: a. Blok diagram proses
b.Rangkaian Peralatan Refluks
1. Reaktor 1 buah
2. Penangan paraffin 1 buah 3. Kondensor 1 buah
4. Termometer 2 buah 5. Tabung CaCl2
6. Motor pengaduk 1 buah 7. Selang silikon
Penentuan jumlah katalis, alcohol dan
minyak
Pembuatan katalis Reaksi
transesterifikasi Pemisahan biodiesel Penentralan, pencucian dan pengeringan Control kualitas
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) 3.3 Proses Transesterifikasi KOH 121, 24 ml Metanol Pencampuran 227,61 ml Minyak goreng Pemanasan, T = 55 0C Transesterifikasi, T = 60 0C Pemisahan
Sampai semua air menguap Pendinginan AnalisisFisika (uji Viskositas, densitas) Biodiesel (pH = 7) Gliserol Penetralan /pencucian Pengeringan, T = 100 0C H2SO4 anhydrous
3.4 Pemisahan Biodiesel
3.5 Pencucian dan Pengeringan
Masukkan kedalam corong pisah Diamkan larutan sampai terbentuk dua lapisan Biodiesel (metilester,KOH,air, methanol, minyak ) Gliserin, air
Ukur Ph biodiesel bila basa+asam
asetat glacial
Dinginkan biodiesel sampai suhu kamar
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Tabel Data Komposisi pereaksi
Table komposisi Minyak Kelapa
Sumber : https://www.google.com/search?q=tabel+komposisi+minyak+kelapa&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en- US:official&biw=1366&bih=567&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=-WGMVK3xC4y-uATk8oGQAw&ved=0CDAQsAQ a. Persiapan NO Bahan BM (gr/mol) Volume (ml) Berat ( gram) Rumus 1 Minyak goreng (minyak kelapa ) Asam laurat 200.3 227,61 C12H24O2 2 Metanol 32 121,24 CH3OH
4 Gliserin 92 78 CH2 ― OH CH ― OH CH2 ― OH C3H8O3 5 Biodiesel 297 242
b. Reaksi Esterifikasi (Pembuatan katalis)
NO. Bahan Volume/Berat (ml/gram)
1. KOH 2, 2761 gram
2. Metanol 121, 24 ml
c. Kondisi Proses
Waktu Media Suhu penangas Suhu Reaktor Pengamatan Keterangan 0’ Penangas paraffin
74 oC 640C Belum terjadi perubahan fisik
Warna keruh
10’ 750C 660C Larutan mencampur Warna keruh
20’ 690C 620C Larutan menjadi keruh dan bening
Warna keruh
30’ 650C 600C Larutan berubah menjadi keruh dan viskos
Warna keruh dan bening 40’ 620C 580C Larutan berubah menjadi
keruh dan viskos
Warna menjadi 2 lapisan 50’ 580C 580C Larutan berubah menjadi
keruh dan viskos
Warna menjadi 2 lapisan
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) d. Perhitungan Hasil Proses
No Hasil Proses Besaran
1. Biodiesel Kasar 320 ml
2. Gliserol 78 ml
3. Biodiesel murni 242 ml
4. Yield %
e. Pencucian / penetralan
NO Bahan Volume/Berat (ml/gram)
1 Air 100 ml
Asam asetat yang dibutuhkan sampai netral (pH = 7)
0,25 ml
4.2 Identifikasi Produk Biodiesel 4.2.1 Identifikasi Sifat Fisika
4.2.1.1 Uji analisa sebelum menjadi produk
NO Sifat Fisika Nilai
1. Viskositas 145 cP
2. Densitas 0,7728 gr/mL
3. pH 8
60’ 820C 620C Larutan berubah menjadi keruh dan viskos sudah
terpisah menjadi 2 lapisan
Warna menjadi 2 lapisan
4.2.1.2 Uji analisa setelah menjadi produk (Biodiesel)
NO Sifat Fisika Biodiesel Nilai
1. Viskositas 135 cP
2. Densitas 0,9108 gr/mL
3
pH produk setelah ditambah asam asetat anhydrous ( 0.25 ml)
7
4.3 Pembahasan
Nama : Rita Inayah NIM : 131424025
Pada percobaan kali ini praktikan melakukan pembuatan biodiesel dengan proses transesterifikasi, bahan baku yang digunakan adalah minyak goreng (minyak kelapa) yang direaksikan dengan senyawa alkohol (metanol) dengan katalis basa (KOH). Biodiesel biasanya dibuat pada ester asam lemak dari minyak goreng cair yang mempunyai sifat lebih encer tidak mudah membeku.pada percobaan ini bertujuan untuk memahami proses transesterifikasi dalam pembuatan alkil ester (biodiesel), membuat biodiesel dari asam lemak melalui proses transesterifikasi, dan menguji sifat fisika kimianya.
a. Proses Penentuan Jumlah Pereaksi
Pada proses transesterifikasi, reaksi yang terjadi merupakan reaksi kesetimbangan dari 1 mol trigliserida dan 3 mol methanol menghasilkan 1 mol gliserol dan 3 mol metil aster(biodiesel). Untuk mendorong agar kesetimbangan reaksi bergeser ke arah produk (kanan) maka jumlah methanol yang ditambahkan harus berlebih dari jumlah stoikiometrinya. Seharusnya pada praktikum perbandingan mol methanol : mol minyak yang digunakan adalah 4 : 1. Tetapi praktikan melanjutkan praktikum dengan perbandingan 3:1
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
Dengan Methanol yang digunakan sebanyak 121,24 mL dan minyak 227,61 mL. Penggunaan methanol sebagai alcohol yang digunakan karena methanol lebih reaktif dibandingkan alkohol yang lain seperti etanol dan butanol. Apabila jumlah alkohol terlalu berlebih akan menyebabkan gliserol dan biodiesel bercampur dan sulit dipisahkan, selain itu juga akan mengotori produk dan menyulitkan dalam pencucian.
b. Penambahan Katalis
Katalis yang digunakan adalah KOH sebanyak 1% dari berat minyak (2,2761 gr). Hal ini dengan pertimbangan bahwa penggunaan katalis KOH lebih baik dibandingkan NaOH karena KOH memiliki BM lebih besar sehingga pada proses pemisahan, fasa biodiesel dan gliserol dapat terlihat jelas. Penggunaan katalis basa akan mempercepat reaksi transesterifikasi bila dibandingkan dengan katalis asam. Penggunaan katalis ini bertujuan untuk menetralkan kandungan FFA (free fatty acid) / asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak. Methanol dan katalis mengalami pencampuran membentuk senyawa alkoksi. Pelarutan KOH dalam methanol ini bertujuan untuk mencegah adanya kandungan air karena adanya kandungan air akan menyebabkan jumlah katalis (KOH) berkurang. Penggunaan jumlah katalis yang cukup besar akan memberikan efek buruk terhadap hasil reaksi. Jumlah katalis yang cukup besar akan memperbesar kemungkinan terjadinya reaksi antara katalis KOH dan metanol membentuk sabun.
c. Proses Transesterifikasi
Sebelum dicampurkan dengan minyak goreng terlebih dahulu metanol dicampurkan dengan KOH sehingga membentuk alkoksi berupa Kalium metoksida, dan pemanasan minyak dilakukan terlebih dahulu bertujuan untuk menghilangkan atau mengurangi kandungan air dalam produk.
Reaksi antara metanol dan KOH dituliskan dalam reaksi di bawah ini:
2CH3OH + 2KOH ===> 2CH3OK + H2O
(metanol) (kalium hidroksida) (kalium metoksida) (air)
Minyak pada suhu ruang berbentuk semisolid maka suhu minimum yang digunakan adalah 60oC. Apabila suhu dibawah 60oC maka reaksi tidak akan berlangsung secara sempurna. Setelah minyak mencapai suhu 60oC, campuran methanol dan KOH dicampurkan dalam reaktor. Suhu maksimum dalam percobaan ini dijaga pada range 60-65oC. Suhu 60oC dipilih agar laju
penguapan metanol tidak terlalu besar dimana titik didih methanol hanya 68oC. Pada proses refluks selama 60 menit warna campuran semakin lama semakin bening dan viskositas larutan semakin rendah dan larutan terpisah menjadi 2 lapisan.
d. Pemisahan
Setelah dingin dan didiamkan ±2 jam larutan yang terdapat dalam corong pisah membentuk 2 lapisan. Lapisan paling bawah (merah kecoklatan) merupakan gliserin dan lapisan paling atas (putih keruh) adalah biodiesel. Terbentuknya gliserin disebabkan karena penggunaan KOH yang terlalu banyak.
e. Peneralan, Pencucian, dan Pengeringan
Biodiesel kasar ber-pH 8 sehingga perlu dinetralkan dengan menggunakan larutan asam asetat anhydrous. Hal ini bertujuannya untuk mengikat kadar air dalam produk. Biodiesel harus pada pH netral (pH 7) untuk menghindari kerusakan pada mesin yang menggunakan biodiesel. Biodiesel mengalami penyaringan dan volume biodiesel yang didapat 242 ml dengan berat gliserol 78 ml dengan berat biodiesel kasar 320 ml.
f. Kontrol Kualitas
Analisis produk yang dihasilkan dilakukan dengan mengukur viskositas dan densitas dari biodiesel murni yang dihasilkan. Viskositas dari biodiesel hasil percobaan yaitu sebesar 135 cP dengan density 0,9108 g/mL. Densitas biodiesel seharusnya sekitar 890 gr/mL (SNI-04-7182-2006). Sehingga biodiesel yang dihasilkan dari praktikum ini masih kurang memenuhi standar biodiesel yang seharusnya.
g. Yield
Berdasarkan data tersebut diperoleh volume biodiesel sebanyak 242 ml dan berat biodiesel sebesar 220,4653 gram sehingga % yield yang diperoleh sebesar 41,77 %. Yield kurang dari 100 % karena :
1. Minyak nabati yang digunakan kemungkinan besar bukan minyak kelapa murni, sehingga perolehan biodiesel kurang murni juga.
2. Pemisahan yang tidak sempurna.
3. Adanya sedikit biodiesel yang tertinggal di alat ketika proses pencucian, pengeringan,dll.
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) Nama : Wynne Raphaela
NIM : 131424027
Pada praktikum ini dilakukan proses transesterifikasi pembuatan biodiesel dari minyak kelapa murni. Tujuan dari percobaan ini adalah memahami proses transesterifikasi dalam pembuatan alkyil ester (biodiesel), mampu membuat alkil ester dari asam lemak melalui proses transesterifikasi, dan mampu menguji beberapa sifat fisika biodiesel seperti viskositas dan densitas. Transesterifikasi adalah sebuah reaksi untuk menghasilkan ester baru dari suatu ester yang direaksikan dengan alcohol, dalam hal ini reaksi transeterifikasi digunakan untuk pembuatan biodiesel dengan bahan baku minyak kelapa murni dan methanol.
Pembuatan biodiesel ini dilakukan dengan mereaksikan bahan baku minyak kelapa, dimana yang akan bereaksi dengan methanol untuk membentuk alkil ester adalah asam lemaknya. Berdasarkan literature, kandungan asam lemak terbanyak dari minyak kelapa murni adalah asam laurat dengan presentasi 48,2%. Untuk mendapatkan biodiesel secara maksimal digunakan katalis alkali yaitu kalium hidroksida.
Proses transesterifikasi dipengaruhi beberapa faktor yaitu Pengaruh air dan asam lemak bebas, Pengaruh perbandingan molar alkohol dengan minyak nabati, Pengaruh jenis alkohol, jenis katalis, Metanolisis Crude dan Refined Minyak nabati, dan Pengaruh temperatur. Demi optimalnya proses transterifikasi tahap pertama yang dilakukan adalah menentukan jumlah pereaksi. Jumlah pereaksi yang digunakan harus mampu mengonversi asam lemak dalam minyak menjadi biodiesel dengan direaksikan dengan methanol pada perbandingan tertentu.
Pada praktikum ini dilakukan perbandingan komposisi miyak : methanol sebesar 1 : 3. Penggunaan methanol dilakukan karena methanol memiliki keraeaktifan yang lebih tinggi daripada etanol dan butanol. Pencampuran methanol dengan KOH akan membentuk katalis kalium metoksida yang akan mengonversi asam lemak dalam minyak menjadi produk biodiesel. Dari perhitungan diperoleh volume minyak : methanol yang digunakan adalah 227,61 ml : 121,24 ml. perbandingan yang digunakan sebesar 1: 3 karena utuk menghasilkan biodiesel salah
satu reaktan harus digunakan berlebih, dalam hal ini methanol digunakan berlebih sebanyak 3 mol sedangkan minyak kelapa 1 mol.
Tahap selanjutnya yang dilakukan dalam proses ini adalah pembuatan katalis kalium metoksida. Kalium metoksida yang dipakai adalah campuran KOH sebnyak 1% dari volume minyak (2,2761 gr) dengan methanol. Penggunaan KOH untuk pembentukan kalium metoksida karena KOH memiliki kereaktifan yang lebih besar daripada NaOH. Pencampuran katalis ini harus dilakukan bebas air, karena bila tercampur dengan uap air sedikt pun kalium metoksida tidak akan terbentuk. Penggunaan katalis kalium metoksida akan mempercepat reaksi transesterifikasi, kalium metoksida akan menetralkan kandungan asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak. Penggunaan KOH yang hanya 2,2761 gr yang dilarutkan dalam 121,24 ml methanol dilakukan untuk mencegah terjadinya reaksi penyabunan ketika KOH bereaksi dengan asam lemak dalam minyak.
Tahap selanjutnya adalah reaksi transtesterifikasi. Minyak dipanaskan hingga mencapai 55oC, Setelah mencapai suhu tersebut minyak dicampurkan dengan katalis kalium metoksida. Pemanasan minyak sebelum dicampur dengan katalis bertujuan untuk menguapkan kelebihan air dalam minyak. Setelah mencapai suhu 55 oC dilakukan penambahan katalis secara perlahan, dan suhu baru dinaikkan hingga 60 oC. proses dilakukan secara refluks selama 60 menit disertai pengadukan. Saat suhu mencapai 60 oC reaksi transterifikasi berlangsung pada suhu 60 oC agar terbentuk biodiesel secara optimal. Suhu harus dipertahankan agar tetap stabi pada Rentang 60 o
C untuk menghindari penguapan methanol yang memiliki titik didih rendah. Selama refluks terjadi reaksi antara asam lemak dalam minyak dengan methanol ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi kecoklatan dan terjadi pemisahan fasa menjadi 2 lapis larutan berwarna putih keruh di lapisan atas dan merah kecoklatan dilapisan bawah ketika refluks dihentikan dan mulai dilakukan proses pemisahan dalam corong pisah.
Tahap selanjutnya adalah pendinginan larutan dalam corong pisah selama 24 jam. 2 lapisan yang terbentuk pada lapisan atas yang merupakan biodiesel berwarna putih keruh dan lapisan bawah yang berwarna merah kecoklatan adalah gliserin yang merupakan hasil samping reaksi transesterifikasi.
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
Tahapan selanjutnya yang dilakukan adalah tahap pemurnian biodiesel. Biodisesl kasar yang terbentuk mempunyai Ph yang basa yaitu 8. Sehingga perlu dilakukan penetralan dengan asam (asam asetat glaisal). Selanjutnya dilakukan pencucian dan pengeringan biodiesel.
Dari serangkaian proses tersebut didapat volume biodisel murni didapat sebesar 242 ml disertai hasil samping berupa gliserin sebanyak 78 ml. biodisesl murni harus dianalisis kemurniannya dengan menganalisis sifat fisika berupa massa jenis dan viskositas produk. Biodiesel hasil percobaan memliki densitas 0,9108 gr/ml dan viskositas kinematic sebesar 135 Cp. Parameter telah terbentuknya biodiesel dari reaksi transterifikasi adalah salah satunya dari penurunan viskositas kinematic dari minyak kelapa (bahan baku) sebesar 145 Cp menjadi 135 Cp setelah menjadi produk. Parameter lainya adalah dari peningkatan massa jenis dari 0,7728 gr/ml menjadi 0,9108 gr/ml. menurut standar nasional biodiesel massa jenis yang standar adalah 0,850-0,890 gr/ml, sedangkan biodiesel percobaan 0,9108 gr/ml. hal ini mengindikasikan biodiesel hasil percobaan masih belum memenhui standar nasional. Total gliserin dalam produk percobaan juga masih beum memenuhi standar nasional yang hanya mengizinkan total gliserin sebanyak 24% dari total biodiesel. Total gliserin hasil percobaan adalah 32% dari total biodiesel yang dihasilkan.
Konversi minyak kelapa menjadi biodiesel dihitung dan menghasilkan %yield 41,77 % dari berat teorotis yang seharusnya dihasilkan. Perolehan yield yang tidak mencapai 100% adalah diantaranya faktor jumlah pereaksi yang berlebih yang menurut literature jumlah methanol yang digunakan berbading lurus dengan konversi minyak kelapa menjadi biodisesl. Dalam percobaan ini dilakukan perbandingan minyak : methanol yang paling minimum 1:3 sehingga hanya dihasilkan yield sebesar 41,77% saja. Faktor lainnya adalah kemungkinan minyak kelapa yang digunakan kandungan asam lemak bebasnya terlampau banyak, sehingga menghambat proses transestrifikasi. Faktor lainnya juga bisa terjadi ketika proses pemisahan, dimana ada biodisesl yang terbuang ketika pencucian.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Pembuatan biodiesel dapat dilakukan dengan proses transesterifikasi antara asam lemak dalam minyak kelapa direaksikan dengan methanol membentuk alkil ester (biodiesel). Berat biodiesel hasil percobaan sebesar 220,4136 gram
Densitas biodiesel sebesar 0,9108 gr/mL Viskositas kinematic biodiesel sebesar 135 cP % yield biodiesel yang diperoleh sebesar 41,77 % 5.2 Saran
Pengaruh Suhu pada saat pemanasan dan tahap pencucian biodiesel sangat mempengaruhi produk yang dihasilkan.
Pastikan saat pembuatan katalis kalium metoksida harus bebas air agar katalis kalium metoksida dapat terbentuk sempurna
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel)
DAFTAR PUSTAKA
Andrijanto,Eko.2010. Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) . Bandung: POLBAN.
Djenar, Nancy Siti. 2010. Proses Transesterikasi (Pembuatan Biodiesel) Edisi Revisi. Bandung:POLBAN.
Farida,Mutia Kemala. My kampus site(kelapa sawet). From:
http://mkf-poenya.blog.friendster.com/my-kampus-site-kelapa-sawet/ diakses 23 Desember 2014.
Fessenden, R.J dan Fessenden J.S. 1995. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Hambali,Erliza,dkk.2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta : Agromedia.
http://www.sentrapolimer.com - Sentra Teknologi Polimer (Generated:20 Desember, 2014, 07:34).
ITB dan PT Rekayasa Industri.2007. Intensifikasi Proses Produksi Biodiesel, Laporan Penelitian.
Mittlebach, M. Remschmidt, Claudia. 2004. Biodiesel The Comprehensive Handbook. Vienna: Baersedruct Ges.
Utami,Tania Surya,dkk.2007.Kinetika Reaksi Transesterifikasi CPO terha-dap Produk Metil
Palmitat dalam Reaktor Tumpak.Depok: Departemen Teknik Kimia,Fakultas Teknik
LAMPIRAN
Pengolahan Data dan Perhitungan Perhitungan berat biodiesel secara teoritis
Reaksi yang terjadi :
Trigliserid laurat + 3 Metanol → 3 Metil ester + Gliserin
CH3(CH2)11COOH + 3CH3OH → 3HOCH2CH(OH)COOCH3 + CH2OHCHOHCH2OH Menurut Teori
1. Perhitungan mol minyak
Volume minyak = 227,61 ml
ρ minyak = 0,880 g/ml
Mr minyak = 200.3 g/mol
Ditanyakan :
Massa minyak goreng = ρ minyak goreng × Vol minyak goreng = 0,880 g/ml x 227,61 ml
= 200,3 gram
Mol minyak goreng = massa minyak goreng Mr minyak goreng
= 1 mol 2.Perhitungan mol metanol
Perbandingan mol metanol 3 : 1 mol minyak Mol metanol = 3 x 1
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) ρ metanol = 0,7918 g/ml
Mr metanol = 32 g/mol
Ditanyakan :
Massa metanol = mol metanol × Mr metanol = 3 mol × 32 gr/mol
= 96 gram Volume metanol = massa metanol
ρ metanol
= 121,24 ml Mol metanol = gram metanol
Mr metanol
= 3 mol
4. Perhitungan Yield Biodiesel 1. Menghitung % Yield
Massa biodiesel hasil percobaan
Vol biodiesel murni = 242 ml
Densitas biodiesel = 0,9108 gr/ml
gr biodiesel = 242 ml x 0,9108 gr/ml = 220,4136 gr
Volume minyak = 227,61 mL ρ minyak = 0,7728 gr/mL
gr minyak = Vminyak x ρ minyak
= 227,61 x 0,7728 = 175.897 gr mol minyak = = = 0,6223mol Volume methanol = 121,24 mL ρ methanol = 0,7918 gr/mL massa methanol = ρ x V = 0,7918 x 81 = 95.997 gr mol methanol = = = 2,9999 mol
Reaksi yang terjadi:
Dalam perbandingan 1:3 (perhitungan terlampir)
Mol Biodiesel = 1,8669 mol Massa teoritis = mol x Mr
= 1,8669 mol x 282,64 gr/mol = 527,66 gr.
Reaksi : 1 trigliserida + 3 methanol → 3 alkil ester asam lemak + gliserol
Mula-mula : 0,6223 mol 2,999 mol - -
Bereaksi : 0,6223 mol 1,8669 mol 1,8669 mol 0,6223 Sisa : 0 1,1291 mol 1,8669mol 0,6223 mol
Proses Transesterifikasi (Pembuatan Biodiesel) Perolehan % Yield % yield = x 100% =
x
100% = 41,77 %2. LAMPIRAN FOTO PRAKTIKUM
Proses refluks
Proses pemisahan
