SINTESIS MIKROALGACHLORELLA VULGARISMENJADI BIODIESEL MELALUI PROSES ESTERIFIKASI DAN
TRANSESTERIFIKASI (STUDI METODE EKSTRAKSI LIPID DAN PENGARUH KONSENTRASI KATALIS KOH)
LAPORAN AKHIR
Dibuat sebagai Persyaratan untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh
Nini Nadila 061330400326
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
SINTESIS MIKROALGACHLORELLA VULGARISMENJADI
BIODIESEL MELALUI PROSES ESTERIFIKASI DAN
TRANSESTERIFIKASI (STUDI METODE EKSTRAKSI LIPID DAN PENGARUH KONSENTRASI KATALIS KOH)
Oleh : Nini Nadila 0613 3040 0326
Palembang , Juli 2016
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Pembimbing II,
Ir. Hj. Siti Chodijah, M.T NIP.196212281989032005 Pembimbing I,
Telah Diseminarkan Dihadapan Tim Penguji Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
pada tanggal 3 Agustus 2016
Tim Penguji:
1. Adi Syakdani, S.T., M.T ( )
NIP. 19690411199203100
2. Dr.Ir.H. M. Yerizam, M.T ( )
NIP. 196107091989031002
3. Hilwatullisan, S.T, M.T ( )
NIP. 196811041992032001
Palembang, Agustus 2016 Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Kimia
ABSTRAK
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MIKROALGACHLORELLA
VULGARIS(STUDI PENGARUH METODE EKSTRAKSI LIPID DAN
KONSENTRASI KATALIS KOH PADA TRANSESTERIFIKASI)
(Nini Nadila, 2016, 65 Halaman, 10 Tabel, 12 Gambar, 4 Lampiran)
Meningkatnya kebutuhan energi menyebabkan sumber energi semakin berkurang. Hal ini mendorong dilakukan penelitian sumber energi yang dapat diperbaharui untuk mengantisipasi kelangkaan energi. Salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui ialah mikroalga. Mikroalga memiliki banyak variasi dan potensi yang besar untuk dikembangkan sebangai produk kimia. Mikroalga telah dikembangkan sebagai sumber biodiesel untuk mengantikan penggunaan bahan bakar yang berasal dari fosil. Salah satu jenis mikroalga yang banyak dimanfaatkan adalah Chorella Vulgaris yang diketahui mengandung kandungan minyak yang tinggi yaitu sebesar 28–32 %.
Biodiesel (FAME) terbuat dari minyak nabati (lipid, biasanya dalam bentuk trigliserida, TG) adalah salah satu energi terbaharukan yang dapat digunakan sebagai alternative penganti bahan bakar diesel petroleum. Proses yang dilakukan pada penelitian pembuatan biodiesel meliputi ekstraksi kandungan minyak, kemudian dilanjutkan proses esterifikasi dan transesterifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan metode terbaik dalam pengambilan kandungan minyak dan untuk mennentukan konsentrasi katalis KOH pada proses transesterifikasi. Metode ektraksi yang terbaik adalah metode yang memiliki rendemen minyak Chorella Vulgaris. Mikroalga Chorella Vulgaristelah diekstrasi melalui metode maserasi dan soxhlet dengan menggunakan n – heksane sebagai pelarut. Kondisi operasi pada penelitian ini adalah 65oC, katalis H2SO42%, dengan perbandingan metanol–
biomassa 6 : 1 dan variabel yang dianalisa adalah efek dari katalis KOH (1%, 1,5%, 2%, dan 2% w/v). Hasil ekstraksi menunjukkan bahwa proses soxhletasi menghasilkan rendemen minyak tertinggi yakni sebesar 44,80%. Penambahan konsentrasi katalis KOH (1-2%) mampu meningkatkan konversi biodiesel (%).Penambahan konsentrasi katalis KOH (1-2%) mampu meningkatkan konversi biodiesel (%). Hasil konversi biodiesel tertinggi dicapai oleh penggunaan katalis KOH 2% (w/w). Karakteristik semua metil ester yang dihasilkan dengan menggunakan variasi konsentrasi katalis KOH memenuhi standar SNI. 04-7182-2006, yaitu titik nyala (152 - 168OC) dan angka asam sebesar (0,7293– 0,8432 mg KOH/gr). Hasil analisa GCMS menunjukkan bahwa kandungan asam oleat metil ester adalah yang paling dominan.
ABSTRACT
MICROALGAE CHORELLA VULGARIS SYNTHESIS BECOME BIODIESEL BY TROUGH ESTERIFICATION AND
TRANSESTERIFICATION PROCESS (ALGAE LIPID EXTRACTION METHOD STUDIED AND KOH CONCENTRATION EFFECT)
(Nini Nadila, 2016, 65 Pages, 10 Tables, 12 Pictures, 4 Enclosures)
Increasing energy needs cause diminishing energy resources. This encourages the search for renewable energy sources to anticipate scarcity. One of the new energy source is microalgae. Microalgae have a high variation of species and have great potential to be developed as chemical products. Microalga has been developed as a potential sources of biodiesel to replace petroleum fuels derived from fossils. . One of the species of microalgae which is Chlorella Vulgaris is known for containing high lipid content from 28 to 32%.
Biodiesel (fatty ascid methyl ester, FAME) made from vegetable oil ( lipid, usually in the form of triacylglycerol, TG) is one of renewable energy as an alternative for petroleum diesel fuel. The steps of the research for making biodiesel including extraction of microalgae oil, esterification and transesterification. This study aims to examine the best method of microalga lipid extraction and to determine KOH concentration on the transesterification. The purpose of this study was to find an extraction method that could gain rendemen of lipid Chorella Vulgaris. Chorella Vulgaris was extracted by macceration and soxhletation methid using n-heksane as solvent. Operation conditions used was 20 gr dry microalgae, temperature proccess ± 65 oC, H2SO4 to oil weight ratio of 2%, and the
variables that analysed was the effect of KOH as catalyst (1%, 1.5%, 2% and 2.5% from amount of oil and methanol) in the transesterification step. extraction results include the maximum rendemen of the lipid algae is 44,81 % with soxhletation. The result showed that increasing KOH concentration (1-2%), enhanced the biodiesel conversion (%). The highest conversion of biodiesel was achieved by using 2% KOH (w/w) with 24,81% biodiesel conversion. Characteriszation of all methyl ester product that are variation of KOH catalyst concentration fulfill standart of biodiesel standar SNI. 04-7182-2006, like flash point (152– 168oC) and acid’s value (0,7293 –0,8432 mg KOH/ gram). The result of GCMS showed oleat methyl ester is the most dominant lipid.
MOTTO :
“Don’t Leave Your Friends Behind You”
‘ Jangan Pernah Tinggalkan Teman – Temanmu”
Ku persembahkan kepada :
• Kedua orang tuaku tercinta
• Keluarga besarku
• Para dosen-dosenku
• Sahabat seperjuangan
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, dengan
segala rahmat dan hidayah-Nya yang telah dikaruniakan kepada penulis, sehingga
penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Laporan Akhir ini dengan judul
“Sintesis Mikroalga Chorella Vulgaris Menjadi Biodiesel Melalui Proses Esterifikasi dan Transesterifikasi (Studi Metode Ekstraksi Lipid Mikroalga dan Pengaruh Katalis KOH)”.
Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna
menyelesaikan pendidikan diploma III pada jurusan Teknik Kimia Politeknik
Negeri Sriwijaya. Data dan informasi yang terdapat dalam Laporan Akhir ini
diperoleh dari eksperimen (percobaan) di Laboratorium Bio-Proses Politeknik
Negeri Sriwijaya Palembang.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
semua pihak yang memberikan bantuan baik materi maupun dorongan dalam
menyelesaikan Laporan Akhir ini terutama pada :
1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kemudahan kepada
penulis.
2. Orang Tua penulis, terima kasih atas segala doa dan usaha kepada penulis,
saudara-saudaraku, atas segala doa dan dorongan semangat dari kalian.
3. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Carlos R.S, S.T., M.T. Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Adi Syakdani, S.T., M.T, Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri
Sriwijaya.
6. Ahmad Zikri, S.T, M.T, Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri
Sriwijaya.
7. Dr. Ir. Hj. Leila Kalsum, M.T, selaku dosen pembimbing pertama dalam
penulisan Laporan Akhir yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan,
8. Ir. Hj. Siti Chodijah, M.T , selaku dosen pembimbing kedua dalam penulisan Laporan Akhir yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan, dan bantuannya dalam penyelesaian laporan Akhir ini.
9. Segenap Dosen, Staf Teknik Kimia dan Teknisi Laboratorium Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
10. Teman seperjuangan Teknik Kimia angkatan 2013 dan teman-teman kelas 6
KB yang tercinta.
11. Semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan Akhir, baik itu
berupa saran, doa, maupun dukungan, yang tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk
menyempurnakan laporan ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi kita
semua, semoga Allah SWT senantiasa memberikan ridho-Nya kepada kita semua.
Amin.
Palembang, Agustus 2016
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 5
1.3 Tujuan ... 5
1.4 Manfaat ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7
2.1 Mikroalga ... 7
2.1.1 Pengertian Mikroalga ... 7
2.1.2 Klasifikasi Mikroalga ... 9
2.1.3 Chorella Vulgaris... 11
2.2 Minyak dan Lemak ... 12
2.3 Biodiesel ... 16
2.3.1 Sejarah Biodiesel ... 16
2.3.2 Pengertian Biodiesel ... 17
2.3.3 Karakteristik Biodiesel ... 19
2.3.4 Syarat Baku Mutu Biodiesel ... 22
2.3.5 Keuntungan Biodiesel ... 23
2.4 Proses Pembuatan Biodiesel ... 24
2.4.1 Ekstraksi ... 25
2.4.2 Esterifikasi ... 27
2.4.3 Transesterifikasi ... 29
2.5 Katalis ... 31
2.5.1 Asam Sulfat ... 32
2.5.2 Kalium Hidroksida ... 36
2.6 Pelarut ... 37
2.6.1 N-Heksane ... 39
BAB III METODELOGI PENELITIAN... 42
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 42
3.2 Alat dan Bahan ... 42
3.2.1 Alat ... 42
3.2.2 Bahan ... 43
3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ... 43
3.3.1 Variabel Yang Berubah pada Percobaan ... 44
3.4 Pengamatan ... 44
3.5 Prosedur Percobaaan ... 44
3.5.1 Prosedur Pembuatan Biodiesel ... 44
3.5.1.1 Metode Ekstraksi Pengambilan Lipid ... 44
3.5.1.2 Sintesis Biodiesel ... 45
3.5.2 Prosedur Analisa Produk ... 48
3.4.2.1 Prosedur Penentuan Nilai FFA ... 48
3.4.2.2 Penentuan Bilangan Asam ... 48
3.4.2.3 Penentuan Nilai Titik Nyala ... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 50
4.1 Hasil ... 50
4.1.1 Hasil Ekstraksi Metode Soxhlet dan Maserasi ... 50
4.1.2 Volume Trigliserida dan FAME Esterifikasi ... 50
4.1.3 Volume Biodiesel Proses Transesterifikasi ... 51
4.1.4 Hasil Uji Biodiesel ... 51
4.2 Pembahasan ... 52
4.2.1 Pengaruh Metode Ekstraksi Terhadap Rendemen ... 52
4.2.2 Sintesis Biodiesel dari Mikroalga ... 54
4.2.3 Pengaruh Katalis KOH Terhadap Angka Asam ... 58
4.2.4 Pengaruh Katalis KOH Terhadap Konversi Metil Ester .. 59
4.2.5 Pengaruh Variasi Katalis Terhadap % Yield FAME ... 61
4.2.6 Pengaruh Variasi Katalis Terhadap Titik Nyala ... 62
4.2.7 Hasil Uji GCMS ... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 65
5.1 Kesimpulan ... 65
5.2 Saran ... 65
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Kandungan Minyak dari Beberapa Jenis Mikroalga ... 8
2. Kandungan Asam Lemak dalam Beberapa Spesies Mikroalga ... 13
3. Presentase dan sifat fisik kimia minyak alga ... 15
4. Syarat Mutu Biodiesel Berdasarkan SNI-04-7182-2006 ... 21
5. Syarat Mutu Biodiesel Berdasarkan Standar Amerika dan Eropa ... 22
6. Metode Uji Mutu Biodiesel ... 23
7. Perbandingan Presentase Rendemen Lipid Mikroalga ... 50
8. Hasil Proses Esterifikasi ... 50
9. Hasil Proses Transesterifikasi ... 51
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Produk Turunan Mikrolga ... 8
2. Bentuk Sel dan SerbukChlorella Vulgaris... 12
3. Mekanisme Reaksi Esterifikasi dengan Katalis Asam ... 28
4. Struktur Asam Sulfat ... 33
5. Struktur KOH ... 36
6. Peralatan untuk Proses Sintesis Biodiesel... 46
7. Diagram Alir Pembuatan Biodiesel MikroalgaChlorella Vulgaris... 47
8. Metode Ekstraksi maserasi dan Ekstraksi Soxhlet ... 53
9. Ekstraksi Lipid Melalui Metode Soxhlet ... 54
10. Reaksi Esterifikasi Berkatalis Asam ... 55
11. Reaksi Transesterifikasi Berkatalis Basa ... 56
12.Pembuatan Biodiesel dari Minyak MikroalgaChorella Vulgaris ... 57
13.Nilai Bilangan Asam Terhadap Variasi Katalis ... 58
14.Pengaruh variasi Katalis KOH Terhadap Konversi Metil Ester ... 59
15.Produk Biodiesel yang Diperoleh ... 60
16.Pengaruh Variasi Katalis KOH terhadap % Yield FAME ... 61
17.Titik Nyala Tiap Produk ... 62
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Lampiran A ... 71
2. Lampiran B ... 72
3. Lampiran C ... 80
