PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI ALPUKAT DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI.

PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI

ALPUKAT DENGAN PROSES

TRANSESTERIFIKASI

Oleh :

1.

ULFIATI

0531010068

2.

TOTOK HERBI S.

0531010081

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

memberikan rahmat, karunia, serta kekuatan, sehingga kami selaku penulis dapat

menyelesaikan penyusunan penelitian dengan judul “PEMBUATAN

BIODIESEL DARI BIJI ALPUKAT DENGAN PROSES

TRANSESTERIFIKASI“.

Penelitian merupakan mata kuliah wajib dan diajukan sebagai usaha untuk

memenuhi salah satu persyaratan penyelesaian program pendidikan Strata Satu

(S–1) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Laporan ini dapat terselesaikan berkat bantuan petunjuk, pengalaman,

bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak. Melalui tulisan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. Sutiyono, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ir. Retno Dewati, MT, selaku Kepala Jurusan Teknik Kimia, Fakultas

Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa

Timur.

3. Ir.Sri Resnoyatiningsih,Mpd selaku Dosen Pembimbing Penelitian yang telah

memberikan pencerahan dalam menyelesaikan penelitian ini.

4. Ir. Siswanto, MS selaku Dosen Penguji I Penelitian.

Dalam menyusun penelitian ini, kami menyadari masih memiliki

kekurangan. Diharapkan kritik dan saran dari saudara sekalian memicu kami

dalam penyempurnaan yang lebih baik. Semoga semua ini bermanfaat bagi

pengetahuan kita semua. Amin ya rabbal alamin...

Surabaya, November 2010

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi di dunia namun sampai saat ini masih mengimpor bahan bakar minyak (BBM) untuk mencukupi kebutuhan bahan bakar minyak di sektor transportasi dan energi. Kenaikan harga minyak mentah dunia akhir-akhir ini memberi dampak yang besar pada perekonomian nasional, terutama dengan adanya kenaikan harga BBM. Kenaikan harga BBM secara langsung berakibat pada naiknya biaya transportasi, biaya produksi industri dan pembangkitan tenaga listrik. Dalam jangka panjang impor BBM ini akan makin mendominasi penyediaan energi nasional apabila tidak ada kebijakan pemerintah untuk melaksanakan penganekaragaman energi dengan memanfaatkan energi terbaharukan. (www.Geocities.com)

Biodiesel adalah salah satu bahan bakar alternatif yang ramah

lingkungan,tidak mempunyai efek terhadap kesehatan yang dapat dipakai sebagai bahan bakar kendaraan bermotor yang dapat menurunkan emisi

bila dibandingkan dengan minyak diesel. Biodiesel terbuat dari minyak nabati yang berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Bahan baku yang berpotensi sebagai bahan baku pembuat biodiesel antara lain kelapa sawit, kedelai, jarak pagar,alpukat dan beberapa jenis tumbuhan lainnya.(www.Geocities.com)

Peneliti pendahulu menggunakan minyak jarak dalam pembuatan biodiesel dengan proses transesterifikasi menggunakan katalis basa kuat. Hasil terbaik yang diperoleh yaitu pada penambahan methanol 40%

dengan katalis 0,5% - 0,6% berat NaOH. (Ahmad Baktir,2003)

Beragam penelitian mendukung penggunaan minyak biji alpukat sebagai biodiesel. The National Biodiesel Foundation (NBF) telah meneliti buah alpukat sebagai bahan bakar sejak 1994. Joe Jobe selaku direktur eksekutif NBF mengungkapkan bahwa biji alpukat mengandung lemak nabati yang tersusun dari senyawa alkil ester. Bahan ester itu memiliki komposisi yang sama dengan bahan bakar diesel, bahkan nilai cetane-nya lebih baik diibandingkan solar sehingga gas buangnya lebih ramah lingkungan. (Wahyu Hidayat,2007)

Kandungan minyak biji alpukat lebih tinggi bila dibandingkan dengan tanaman-tanaman seperti kedelai, jarak, biji bunga matahari dan kacang tanah. Namun,kandungan minyak alpukat masih lebih rendah bila dibandingkan dengan minyak kelapa sawit. Pemanfaatan biji alpukat sampai sekarang hanya digunakan sebagai obat penghilang stress saja dan belum dimanfaatkan untuk yang lainnya padahal biji alpukat memiliki kandungan fatty acid methyl ester sebagai bahan pembuat biodiesel. (Wahyu Hidayat,2007)

I.2. Tujuan Penelitian

 Menetukan bahan bakar alternative baik sebagai pencampur maupun sebagai pengganti bahan bakar diesel.

 Memanfaatkan biji alpukat agar memiliki nilai guna yang tinggi untuk diolah menjadi biodiesel.

I.3. Manfaat Penelitian

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Biodiesel

Biodiesel adalah sejenis bahan bakar yang termasuk kedalam

kelompok bahan bakar nabati (BBN) .Bahan bakunya bsa berasal dari

berbagai sumber daya nabati,yaitu kelompok minyak dan lemak (H.R

Sudradjat,2008).

Biodiesel mempunyai keunggulan dibandingkan dengan bahan bakar

diesel dari minyak bumi. Bahan bakar biodiesel dapat diperbaharui. Selain

itu,juga dapat memperkuat perekonomian negara dan menciptakan

lapangan kerja. Biodiesel merupakan bahan bakar ideal untuk industri

transportasi karena dapat digunakan pada berbagai mesin diesel,termasuk

mesin-mesin pertanian.

Jika 0.4% - 5% biodiesel dicampur dengan bahan bakar diesel

minyak bumi otomatis akan meningkatkan daya lumas bahan bakar.

Biodiesel mempunyai rasio keseimbangan energi yang baik. Rasio

keseimbangan energi biodiesel minimum 1 sampai 2.5. Artinya,untuk

setiap satu unit energi yang digunakan pada pupuk,minimum terdapat 2.5

unit energi dalam biodiesel berbagai rasio. Campuran 20% biodiesel dan

60% bahan bakar diesel minyak bumi disebut dengan B2O. Campuran

B2O merupakan bahan bakar alternatif yang terkenal di Amerika Serikat ,

terutama untuk bus dan truk. B2O mengurangi emisi,harganya relatif

murah dan tidak memerlukan modifikasi mesin.(Andi Nur Alam

Syah,2006)

Biodiesel dibuat melalui suatu proses kimia yang disebut

transesterifikas dimana gliserin dipisahkan dari minyak nabati. Proses ini

menghasilkan dua produk yaitu metil esters (biodiesel)/mono-alkyl esters

dan gliserin yang merupakan produk samping. Bahan baku utama untuk

pembuatan biodiesel antara lain minyak nabati, lemak hewani, lemak

bekas/lemak daur ulang.Semua bahan baku ini mengandung trigliserida,

pengolahan pendahuluan dari bahan baku tersebut. Sedangkan sebagai

bahan baku penunjang yaitu alkohol. Pada ini pembuatan biodiesel

dibutuhkan katalis untuk proses esterifikasi, katalis dibutuhkan karena

alkohol larut dalam minyak. Minyak nabati kandungan asam lemak bebas

lebih rendah dari pada lemak hewani, minyak nabati biasanya selain

mengandung ALB juga mengandung phospholipids, phospholipids dapat

dihilangkan pada proses degumming dan ALB dihilangkan pada proses

refining. Minyak nabati yang digunakan dapat dalam bentuk minyak

Produk biodiesel tergantung pada minyak nabati yang digunakan sebagai

bahan baku seta pengolahan pendahuluan dari bahan baku tersebut.

Alkohol yang digunakan sebagai pereaksi untuk minyak nabati

adalah methanol, namun dapat pula digunakan ethanol, isopropanol atau

butyl, tetapi perlu diperhatikan juga kandungan air dalam alcohol tersebut.

Bila kandungan air tinggi akan mempengaruhi hasil biodiesel kualitasnya

rendah, karena kandungan sabun, ALB dan trig;iserida tinggi. Disamping

itu hasil biodiesel juga dipengaruhi oleh tingginya suhu operasi proses

produksi, lamanya waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran

alkohol.

Katalisator dibutuhkan pula guna meningkatkan daya larut pada

saat reaksi berlangsung, umumnya katalis yang digunakan bersifat basa

kuat yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Katalis yang akan

dipilih tergantung minyak nabati yang digunakan, apabila digunakan

minyak mentah dengan kandungan ALB kurang dari 2 %, disamping

terbentuk sabun dan juga gliserin. Katalis tersebut pada umumnya sangat

higroskopis dan bereaksi membentuk larutan kimia yang akan dihancurkan

oleh reaktan alkohol. Jika banyak air yang diserap oleh katalis maka kerja

katalis kurang baik sehingga produk biodiesel kurang baik. Setelah reaksi

selesai, katalis harus di netralkandengan penambahan asam mineral kuat.

Setelah biodiesel dicuci proses netralisasi juga dapat dilakukan dengan

penambahan air pencuci, HCl juga dapat dipakai untuk proses netralisasi

phosphat(K3PO4). Proses Transesterifikasi yang umum untuk membuat

biodiesel dari minyak nabati (biolipid) ada tiga macam yaitu :

1. Transesterifikasi dengan Katalis Basa

2. Transesterifikasi dengan Katalis Asam Langsung

3. Konversi minyak/lemak nabati menjadi asam lemak dilanjutkan

menjadibiodiesel

Hampir semua biodiesel diproduksi dengan metode

transesterifikasi dengan katalisator basa karena merupakan proses yang

ekonomis dan hanya memerlukan suhu dan tekanan rendah. Hasil konversi

yang bisa dicapai dari proses ini adalah bisa mencapai 98%. Proses ini

merupakan metode yang cukup krusial untuk memproduksi biodiesel dari

minyak/lemak nabati. Proses transesterifikasi merupakan reaksi dari

trigliserin (lemak/minyak) dengan bioalkohol (methanol atau ethanol)

untuk membentuk ester dan gliserol.

(www.Geocities.com/markal_bppt/public)

Tabel II.2.1. Parameter biodiesel Indonesia berdasarkan SNI :

04-7182-2006

No Parameter Satuan Metode uji Nilai

1 Berat jenis pada 40oC Kg/m3 ASTM D1298 850-890

2 Viskositas kinematik

pada 40oC

mm2/s(cSt) ASTM D445 2,3-6,0

3 Flash point oC ASTM D93 Min.100

4 Pour point oC ASTM D2500 Maks 18

5 Heating value Kcal/kg ASTM D240 9321

6 Indeks setana - ASTM D613 Min. 71

II.2. Karakteristik biodiesel

Karakteristik biodiesel antara lain :

1. Densitas

Densitas dari minyak adalah perbandingan berat minyak per

unit volume. Minyak dengan densitas tinggi tergolong dalam minyak

berat sedangkan minyak dengan densitas rendah tergolong minyak

ringan. Hal ini karena minyak sebagian beasr tersusun atas karbin dan

hydrogen. Dengan demikian perbandingan karbon dan hydrogen

mempengaruhi densitas juga berhubungan erat dengan kalori atau

panas yang dihasilkan suatu bahn bakar, semakin tinggi densitas

minyak maka nilai kalorinya semakin rendah.

2. Viskositas

viskositas adalah suatu angka yang menyatakan besarnya

perlawanan atau hambatan dari suatu bahan cair untuk mengalir atau

ukuran besarnya tahanan geser dari bahn cair. Makin tinggi viskositas

minyak akan makin kental dan lebih sulit mengalir, demikian

sebaliknya makin rendah viskositas minyak akan makin encer dan

lebih mudah minyak itu mengalir. Cara mengukur besarnya viskositas

adalah tergantung pada alat viscometer yang digunakan dan hasilnya

(besarnya viskositas) yang didapat harus dibubuhkan nama viscometer

yang digunakan serta temperatur minyak saat pengukuran. Viskositas

bahan bakar minyak sangat penting artinya, terutama bagi mesin –

mesin diesel maupun ketel – ketel uap. Karena viskositas minyak

sangat berkaitan dengan suplai konsumen bahan bakar kedalam ruang

bakar dan juga sangat berpengaruh terhadap kesempurnaan proses

pengkabutan (atomizing) bahan bakar melalui injector.

3. Flash Point (Titik Nyala)

Titik nyala adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah

dari bahan bakar minyak dimana minyak akan timbul penyalaan api

sesaat, apabila pada permukaan minyak tersebut didekatkan pada nyala

pertimbangan mengenai keamanan (safety) dari penimbunan minyak

dan pengangkutan bahan bakar minyak untuk mesin diesel atau ketel

uap. Bahan bakar minyak yang mempunyai titik nyala rendah,

berbahaya dalam penyimpanan dan penanganan.

4. Pour Point (Titik Tuang)

Titik tuang adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah

dari bahan bakar minyak sehingga minyak tersebut masih dapat

mengalir apabila didinginkan pada kondisi tertentu karena gaya

gravitasi. Titik tuang ini diperlukan sehubungan dengan adanya

persyaratan praktis dari prosedur penimbunan dan pemakaian dari

bahan bakar minyak. Hal ini dikarenakan bahan bakar minyak sering

sulit untuk dipompa, apabila suhunya telah dibawah titik tuangnya.

Titik tuang juga penting untuk menstart dingin mesin dan untuk

menangani minyak dalam mesin maupun saat penyimpanan.

5. Angka Cetana (Cetane Index)

Angka Cetana menunjukkan kualitas pembakaran dari bahan

bakar mesin diesel yang diperlukan untuk mencegah terjadinya “diesel

knock” atau suara pukulan didalam ruang bakar mesin diesel. Angka

Cetana juga menunjukkan persentase Cetana didalam bahan bakar

berupa campuran n-Cetana (n-C16H36) dan -methyl-naphtalene.

n-cetana adalah hidrokarbon rantai lurus yang sangat mudah terbakar

sendiri dan karenanya diberi angka cetana 100, sedangkan

-methyl-naphtalene adalah suatu hidrokarbon aromatik bercincin ganda yang

sukar terbakar dan karenanya diberi nilai cetana nol. Angka cetana

juga dapat ditentukan oleh cetana index yang dilakukan dengan cara

perhitungan berdasarkan temperatur distilasi pada recovery 50%

volume dan densitas dari minyak solar pada 15oC. dari distilasi

tersebut juga dapat diketahui sifat kemudahan menguap suatu BBM

yang disebut IBP (Initial Boiling Point) yaitu pembacaan termometer

yang bekerja dengan putaran rendah cukup diperlukan bahan bakar

minyak dengan angka cetana yang rendah.

6. Carbon Residu (Sisa Karbon)

Carbon residu yang tertinggal pada proses pembakaran akan

menyebabkan terbentuknya endapan kokas yang dapat menyumbat

saluran bahan bakar. Hal ini dapat menyebabkan terhambatnya operasi

mesin secara normal, serta dapat menyebabkan bagian-bagian pompa

injeksi bahan bakar cepat menjadi aus. Dengan demikian, semakin

rendah sisa karbon, semakin baik efisiensi motor tersebut.

(Muharto,1986)

II.3. Keunggulan biodiesel

Keunggulan biodiesel antara lain :

1. Angka Cetane tinggi ( >50 ), yakni angka yang menunjukkan ukuran

baik tidaknya kualitas solar berdasarkan sifat kecepatan bakar dalam

ruang bakar mesin. Semakin tinggi bilangan Cetane,semakin cepat

pembakaran semakin baik efisiensi termodinamisnya.

2. Titik kilat tinggi, yakni termperatur terendah yang dapat menyebabkan

uap biodiesel menyala, sehingga biodiesel lebih aman dari bahaya

kebakaran pada saat disimpan maupun pada saat disimpan maupun

pada saat didistribusikan dari pada solar.

3. Tidak mengandung sulfur dan benzene yang mempunyai sifat

karsinogen, serta dapat diuraikan secara alami.

4. Menambah pelumas mesin yang lebih baik daripada solar sehingga

akan memperpanjang umur pemakaian mesin.

5. Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai

komposisi dan tidak memerlukan modifikasi mesin apapun.

6. Mengurangi asap hitam dari gas asap buang mesin diesel secara

siqnifikan walaupun penambahannya hanya 5% - 10% volume

biodiesel kedalam solar. ( http

II.4. Biji Alpukat

Buah alpukat termasuk dalam kelas Lauraceae yang didalamnya

terdapat 15 macam spesies,umumnya tumbuh didaerah Amerika tropis.

Yang membedakan buah ini dengan buah lainnya adalah kandungan

lipidnya yang tinggi, dikonsumsi sebagai makanan serta sebagai bahan

kosmetik dan farmasi.( Grasas y Aceites,2001)

Kandungan minyak tergantung pada sifat ekologis dan

ras(keturunan),contoh ras Guatemala mempunyai kandungan minyak dari

10-13%,dan ras Mexico mempunyai kandungan minyak 15-25%(Biale and

Young 1971)sedangkan buah dari Carrebian mempunyai kandungan lemak

yang rendah 2,5-5%.(Hatton et al.1964).

Dalam perdagangan dunia, buah alpukat merupakan komoditas

buah yang penting, volume perdagangannya menempati urutan kelima

susudah jeruk, pisang, nanas, dan mangga. Pengembangan tanaman

alpukat di tanah air pada era agribisnis saat ini kiranya akan dapat

memberikan manfaat dan meningkatkan berbagai aspek kehidupan

masyarakat dan ekonomi, khususnya dalam usaha perbaikan kesehatan

gizi, sosial ekonomi dan lingkungan hidup. (Benidiktus Sihotang,2008).

Klasifikasi lengkap tanaman alpukat adalah sebagai berukut :

Divisi : Spermatophyta

Anak divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Bangsa : Ranales

Keluarga : Lauraceae

Marga : Persea

Varietas : Persea americana Mill

Minyak biji alpukat mengandung fatty acid methyl ester yang

berpotensi sebagai bahan bakar alternatif, alpukat memiliki akndungan

yang cukup tinggi. Pada tabel dibawah ini menunjukkan perolehan

Tabel II.4.1 kandungan minyak dari beberapa tanaman

Sumber : Wahyu Hidayat,2007

Dari tabel II.4.1, dapat dilihat bahwa kandungan minyak alpukat

lebih tinggi dibandingkan tanaman-tanaman seperti kedelai, jarak, bunga

matahari, dan kacang tanah. Namun, kandungan minyak alpukat masih

lebih rendah dibandingkan sawit. Untuk membuat minyak dari biji ,

alpukat disimpan dalam suhu kamar (kira-kira 28oC) hingga masak,

setelah masak diambil bijinya kemudian digiling dan dikeringkan untuk

mengurangi kadar airnya. Setelah itu dilakukan ekstraksi untuk diambil

minyaknya.( Grasas y Aceites,2001)

Tabel II.4.2 komposisi biji alpukat

Constituents Dalam (%)

Moisture

Sumber : Pushkar S. Bora,2001

Tanaman Perolehan

Analisa dari biji alpukat ditunjukkan pada tabel II.4.2. Kandungan

karbohidrat biji alpukat sangat tinggi yaitu 33,17% tetapi memiliki

kandungan lipid dan protein yang sedikit yaitu 18,7%.

Tabel II.4.3 Sifat fisik dan kimia minyak biji alpukat

Sumber : Pushkar S. Bora,2001

Tabel II.4.3 menunjukkan beberapa data dari sifat fisik dan kimia

dari minyak biji yang diextraksi dengan heksan. Angka bias, specific

grafity dan nilai peroksida dari minyak biji alpukat sama dengan beberapa

literatur. Nilai ini sama dengan yang ditunnjukkan oleh Soares (1991)

walaupun ada perbedaan yang cukup besar pada angka penyabunan

minyak biji alpukat yaitu 231,6. Tanggo (1972) menunjukkan angka

penyabunan 190,1. Nilai iodine 69,4 berbeda sedikit dari nilai yang

ditunjukkan oleh Tanggo (1072) yaitu 99,7.

Tabel II.4.4 komposisi asam lemak bebas minyak biji alpukat.

Kandungan kimia (% fatty acid)

Oleic acid

Karakteristik Minyak biji alpukat

Palmitoleic acid

Margaroleic acid

0,606

0,017

( Sumber : pramudono,2004 )

Komposisi asam lemak dari minyak biji alpukat ditunjukkan pada

tabel II.4.4 Dapat dilihat bahwa kandungan asam lemak yang paling tinggi

adalah oleic yaitu 71,715 sedangkan kandungan asam lemak minyak

alpukat yang paling rendah adalah asam margaroleic yaitu 0,017.

II.5. Bahan baku untuk proses produksi biodiesel

a. Methanol (CH3OH)

Untuk membuat biodiesel, ester dalam minyak nabati perlu

dipisahkan dari gliserol. Ester tersebut merupakan bahan dasar

penyusun biodiesel. Selama proses transesterifikasi, komponen gliserol

dari minyak nabati dapat digantikan oleh alkohol, baik alkohol etanol

maupun metanol. Etanol merupakan alkohol yang terbuat dari

padi-padian sedangkan metanol adalah alkohol yang dapat dibuat dari batu

bara, gas alam atau kayu. Metanol lebih dipilih daripada etanol karena

mampu memproduksi reaksi biodiesel yang lebih stabil. Namun,

metanol merupakan alkohol yang agresif sehingga bisa berakibat fatal

bila terminum dan memerlukan kewaspadaan yang tinggi dalam

penanganannya. (Andi Nur Alam Syah,2006)

Alkohol yang paling umum digunakan untuk transesterifikasi

adalah metanol karena harganya yang lebih murah dan daya reaksinya

lebih tinggi dibandingkan dengan alkohol yang berantai lebih panjang.

Proses metanolisis berkatalis alkali dapat dilakukan pada suhu ruangan

dan akan menghasilkan ester lebih dari 80% beberapa saat setelah

reaksi dilangsungkan (sekitar 5 menit). Pemisahan fase ester dan

gliserol berlangsung cepat dan sempurna. Berbeda dengan etanol,

metanol tersedia dalam bentuk absolut yang mudah diperoleh sehingga

hidrolisa dan pembentukan sabun akibat air yang terdapat dalam

Biaya untuk memproduksi etanol absolut cukup tinggi.

Akibatnya, bahan bakar biodiesel berbasis etanol tidak berdaya saing

secara ekonomis dengan metil ester asam lemak, sehingga membiarkan

bahan bakar diesel fosil bertahan sendiri. Disamping itu, harga alkohol

juga tinggi sehingga menghambat pengguunaanya dalam produksi

biodiesel dalam skala industri. (Andi Nur Alam Syah,2006)

Sifat-sifat fisika dan kimia methanol :

 Bentuk liquid

 Warna jernih

 Mudah menguap

 Beracun

 Mudah terbakar

 s.g = 0.89

 titik didih 64.5 0C

 titik leleh -97.8 0C

 Berat molekul 32.04215

 Sangat laru dalam air

 Rumus Kimia CH3OH

 Rumus bangun H

H C O H

H

b. Natrium Hidroksida (NaOH)

Dari aspek ekonomi, proses transesterifiikasi tanpa katalis

tampaknya sangat sulit karena ester yang akan dibakar dalam mesin

diesel memerlikan input energi yang tinggi, waktu reaksi yang lama

dan harga pasar yang rendah. Karena itu, agar hasil esternya

memuaskan, produksi biodiesel secara umum perlu menggunakan

Katalis adalah suatu bahan yang digunakan untuk memulai

reaksi untuk bahan lain. Katalis yang mungkin untuk reaksi biodiesel

adalah natrium hidroksida (NaOH) dan kalium hidroksida (KOH).

Natrium hidroksida biasanya disubut dengan soda api. Kalium

hidroksida dapat digunakan jika natrium hidroksida tidak tersedia.

Keduanya berbentuk serbuk, butiran atau pelet. Natrium dan kalium

hidroksida dapat merusak kulit, mata, sumsum dan berakibat fatal jika

tertelan. (Andi Nur Alam Syah,2006)

Sifat fisika Natrium Hidroksida :

 Bentuk padat

 Bewarna putih

 Melting point 318.4 0C

 Boiling point 1390 0C Sifat kimia Natrium Hidroksida :

 Rumus kimia NaOH

 Berat Molekul 39.9971

 s.g = 2.13

 Larut dalam air dingin 0 0C 42 gr/100 gr air

 Larut dalam air panas 100 0C 347 gr/100 gr air

 Hydroskopis

 Larut dalam alcohol dan glycerol

 Tidak larut dalam aceton

II.6. Glyserol

Gliserin atau gliserol merupakan produk samping yang prospektif,

karena harganya lebih tinggi daripada reaktan metanol. Fasa gliserin

metanol dapat dibebaskan dari sisa-sisa katalis dengan penetralan oleh

asam, sehingga membentuk garam yang mengendap dan dapat dipisahkan

Fasa gliserin metanol bebas garam selanjutnya dipanaskan untuk

menguapkan metanol dan menghasilkan gliserin murni. Penjumputan

(recovery) gliserin dan metanol dari fasa gliserin metanol air biasa

dilakukan dengan pertama-tama menyingkirkan sisa-sisa katalis dengan

pertukaran kation, mengevaporasikan air dan metanol untuk menghasilkan

gliserin murni, serta mendistilasikan larutan metanol air untuk mendapat

metanol murni untuk didaur ulang. (Akhirudin,2006)

Sifat Fisika :

 Warna jernih dan kuning

 Bentuk semi padat,liquid pekat

 Bau menyengat

 Rasa manis terasa hangat

 Melting point 17 0C

 Boiling point 290 0C Sifat kimia :

 s.g = 1.2653

 Rumus kimia C3H5(OH)3

 Rumus bangun

H H H

H C C C H

OH OH OH

 Larut dalam air dan alcohol

 Tidak larut dalam ester,benzene dan cloroform

II.7. Proses Pengambilan Minyak.

Ada dua metode dasar untuk memperoleh minyak dari biji, yaitu

pengepresan dan ekstraksi pelarut. Proses pengepresan biasanya dilakukan

dengan mesin. Proses pengepresan biasanya meninggalkan ampas yang

masih mengandung 7-10% minyak. Sedangkan pada ekstraksi pelarut

mampu mengambil minyak secara optimal, sehingga ampasnya kurang

dari 0,1% dari berat keringnya. Dengan demikian, ekstraksi dengan pelarut

lebih efektif untuk mengambil minyak dari biji. Cairan pelarut yang biasa

digunakan adalah heksana atau eter minyak bumi dengan rentang didih

60 – 70oC.

Biji atau bungkil giling umumnya tidak langsung diekstraksi

karena partikel-partikelnya yang halus sering kompak sehingga

mengakibatkan penyumbatan didalam bejanah ekstraksi (cairan

mengekstrak tidak bisa menerobos diantara partikel-partikel padat yang

diekstrak). Berdasarkan hal ini, sebelum proses ekstraksi biji atau bungkil

harus diubah bentuknya menjadi serpihan (flake) agar proses ekstraksinya

berlangsung lancar karena bentuk serpihan membuat padatan yang

diekstrak stabil dan mudah diterobos cairan pengekstrak. (Andi Nur Alam

Syah,2006).

II.8. Pemurnian Minyak

Untuk mendapatkan minyak yang bermutu baik, minyak dan lemak

harus dimurnikan dari kotoran atau bahan - bahan yang terdapat

didalamnya. Cara - cara pemurnian dilakukan dalam beberapa tahap :

1. Pengendapan (settling) dan pemisahan gumi (degumming), bertujuan

menghilangkan partikel - partikel halus yang tersuspensi atau yang

berbentuk koloidal. Pemisahan ini dilakukan dengan pemanasan uap

dan adsorben, kadang kadang dilakukan centifuge. (Ketaren,1986)

2. Netralisasi dengan alkali, bertujuan memisahkan senyawa - senyawa

terlarut seperti fosfatida, asam lemak bebas dan hidrokarbon. Lemak

dengan kandungan asam lemak bebas yang tinggi dipisahkan dengan

menggunakan uap panas dalam keadaan vakum, kemudian

ditambahkan alkali. Sedangkan lemak dengan kandungan asam lemak

sehingga asam lemak ikut fase air dan terpisah dari lemaknya.

(Ketaren,1986)

3. Pemucatan, bertujuan menghilangkan zat zat warna dalam minyak

dengan penambahan adsorbing agent seperti arang aktif, tanah liat atau

dengan reaksi reaksi kimia. Setelah penyerapan warna, lemak disaring

dalam keadaan vakum. (Ketaren,1986)

II.9. Landasan Teori

Produksi biodiesel dari biji alpukat dapat dibuat melalui proses

yang disebut trensesterifikasi. Transesterifikasi yaitu proses kimiawi yang

memerlukan grup alkoholis pada senyawa ester dengan alkohol. Untuk

mempercepat reaksi ini diperlukan bantuan katalisator berupa asam atau

basa. Asam mengkatalis reaksi dengan memberikan proton yang

dimilikinya kedalam grup alkoholis sehingga lebih reaktif

Proses transesterifikasi secara kimia hanya mengambil molekul

trigliserida atau asam lemak kompleks, menetralisasi asam lemak besar,

mengeluarkan gliserin atau ester membuat ester alkohol. Pada prakteknya

bisa dilakukan dengan mencampur alcohol dengan sodium hidroksida

untuk membuat sodium metoksida. Campuran ini kemudian direaksikan

dengan minyak tumbuh – tumbuhan.

Terdapat 3 jenis reaksi tranesterifikasi, yaitu :

1. pertukaran gugus alcohol (alkoholis)

R1COOR2 + R3OH R1COOR3 + R2OH

2. pertukaran gugus asam (acidolysis)

R1COOR2 + R3COOH R3COOR2 + R1COOH

3. ester – ester interchange

R1COOR2 + R3COOR4 R1COOR4 + R3COOR2

Ketiga reaksi tersebut adalah reaksi kesetimbangan yang dipercepat

adanya katalis asam (H2SO4 dan HCl) atau katalis basa biasanya ion

alkosida. Katalis ini digunakan dalam bentuk system anhydroses karena air

melarutkan sejumlah natrium didalam alcohol untuk selanjutnya

ditambahkan ke ester ( Groggin,1958)

Reaksi pembuatan biodiesel minyak biji alpukat dapat dinyatakan :

CH2- OOC - C18H34O2 CH2 - OH

CH - OOC - C18H34O2 + 3 CH3OH 3CH3COOC18H34O2 + CH- OH

CH2 - OOC - C18H34O2 CH2 - OH

(Triolein) (methanol) Methyl Oleat Gliserol

(Biodiesel)

Transesterifikasi pada dasarnya terdiri atas 4 tahapan, yakni:

1. Pencampuran katalis alkalin (umumnya sodium hidroksida atau

potassium hidroksida) dengan alkohol (umumnya methanol).

Konsentrasi alkalin yang digunakan bervariasi antara 0.5 - 1 wt%

terhadap massa minyak. Sedangkan alkohol diset pada rasio molar

antara alkohol terhadap minyak sebesar 9:1.

2. Pencampuran alkohol+alkalin dengan minyak di dalam wadah yang

dijaga pada temperatur tertentu (sekitar 40 – 60oC) dan dilengkapi

dengan pengaduk (baik magnetik ataupun motor elektrik) dengan

kecepatan konstan (umumnya pada 600 rpm - putaran per-menit).

Keberadaan pengaduk sangat penting untuk memastikan terjadinya

reaksi methanolisis secara menyeluruh di dalam campuran. Reaksi

methanolisis ini dilakukan sekitar 1 - 2 jam.

3. Setelah reaksi methanolisis berhenti, campuran didiamkan dan

perbedaan densitas senyawa di dalam campuran akan mengakibatkan

separasi antara metil ester dan gliserol. Metil ester dipisahkan dari

4. Metil ester yang notabene biodiesel tersebut kemudian dibersihkan

menggunakan air distilat untuk memisahkan zat-zat pengotor seperti

methanol, sisa katalis alkalin, gliserol, dan sabun-sabun (soaps). Lebih

tingginya densitas air dibandingkan dengan metil ester menyebabkan

prinsip separasi gravitasi berlaku: air berposisi di bagian bawah

sedangkan metil ester di bagian atas. (Sudrajat,2006)

5. Metil ester (biodiesel) sudah dapat diperoleh setelah 30 menit dari

awal proses dan dapat dipisahkan dari gliserol yang terbentuk setelah

didiamkan selama 24 jam. Biasanya gliserol akan mengendap dibagian

bawah berbentuk pasta putih. Bagian atas dari larutan ini diambil lalu

dibilas dengan air. Biodiesel siap digunakan. ( Unggul Priyanto,2007)

Faktor – faktor yang mempengaruhi dalam pembuatan biodiesel :

1. Kandungan asam lemak bebas dan kelembaban.

Pengaruh asam lemak bebas dan air pada alkoholis dari lemak

daging dan methanol telah diselidiki (Fangrui Ma,1999). Hasilnya

menunjukkan bahwa kandungan air dari lemak daging seharusnya

dijaga dibawah 0,06% berat dan kandungan asam lemak bebasnya

dibawah 0,5% berat untuk mendapatkan konversi terbaik. Kandungan

air adalah variabel yang lebih diperhatikan daripada asam lemak bebas.

Menurut Bioscience and Bioengineering (2001) bahwa transesterifikasi

tidak menghendaki adanya nitrogen dilingkungan. Reaktor terbuka ke

atmosfer melalui kondensor dan oksigen larut dalam minyak yang

menguap ke atmosfer ketika reaktor dipanaskan sehingga alkohol

menguap memudahkan prosesnya.

Minyak nabati yang akan ditransesterifikasi harus memiliki

angka asam yang lebih kecil dari 1. Banyak peneliti yang menyarankan

agar kandungan asam lemak bebas lebih kecil dari 0.5% (<0.5%).

Selain itu, semua bahan yang akan digunakan harus bebas dari air.

Karena air akan bereaksi dengan katalis, sehingga jumlah katalis

agar tidak mengalami reaksi dengan uap air dan karbon dioksida.

(Freedman, 1984)

2. Katalisator

Fungsi katalisator adalah mengaktifkan zat pereaksi sehingga

pada kondisi tertentu konstanta kecepatan reaksi bertambah besar.

Untuk mempercepat reaksi katalisator yang biasanya digunakan adalah

katalisator asam (misalnya asam klorida dan asam sulfat) atau

katalisator basa (misalnya natrium hidroksida dan kalium hidroksida).

Katalis digunakan untuk menyempurnakan reaksi dalam waktu yang

singkat yaitu 30 menit pada suhu rendah 50oC. katalis yang digunakan

kira-kira 0,1%. Jika konsentrasi katalis tinggi maka akan kehilangan

minyak secara berlebih sebagai pembentuk sabun dan methyl ester.

Alkali katalis (katalis basa) akan mempercepat reaksi

transesterifikasi bila dibandingkan dengan katalis asam. Katalis basa

yang paling populer untuk reaksi transesterifikasi adalah natrium

hidroksida (NaOH), kalium hidroksida (KOH), natrium metoksida

(NaOCH

3), dan kalium metoksida (KOCH3). Katalis sejati bagi reaksi

sebenarnya adalah ion metilat (metoksida). Reaksi transesterifikasi

akan menghasilkan konversi yang maksimum dengan jumlah katalis

0,5-1,5%-b minyak nabati. Jumlah katalis yang efektif untuk reaksi

adalah 0,5%-b minyak nabati untuk natrium metoksida dan 1%-b

minyak nabati untuk natrium hidroksida.

3. Perbandingan molar alkohol dengan bahan mentah

Perbandingan metanol dalam minyak juga sangat berpengaruh.

Perbandingan molar biasanya antara 5 : 1 sampai 10 : 1 walaupun

menggunakan metanol berlebih juga dapat mengakibatkan pemisahan

gliserin. (Kulchanat Kapilakarn,2007)

Secara stoikiometri, jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk

reaksi adalah 3 mol untuk setiap 1 mol trigliserida untuk memperoleh

3 mol alkil ester dan 1 mol gliserol. Perbandingan alkohol dengan

ditunjukkan bahwa semakin banyak jumlah alkohol yang digunakan,

maka konversi yang diperoleh juga akan semakin bertambah. Pada

rasio molar 6 : 1, setelah 1 jam konversi yang dihasilkan adalah

98-99%, sedangkan pada 3 : 1 adalah 74-89% dan pada 8 : 1 adalah

79-81% karena metanol yang berlebih akan mengakibatkan sulitnya

pemisahan gliserol. Sisa gliserol yang masih terdapat pada biodiesel

akan mengurangi kadar metill ester yang terbentuk. (Ma, Fangrui.,

1999). Nilai perbandingan yang terbaik adalah 6:1 karena dapat

memberikan konversi yang maksimum.

4. Suhu reaksi

Temperature mempunyai peranan yang sangat penting pada

kualitas produk. Umumnya , batasan temperatur yang digunakan dalam

proses adalah 50oC – 65oC. Jika temperatur lebih besar dari titik didih

metanol (68oC) menyebabkan metanol akan lebih cepat menguap

sedangkan jika temperatur dibawah 50oC menyebabkan viscositas

biodiesel tinggi. (Kulchanat Kapilakarn,2007)

Menurut Brackman dkk temperatur transesterifikasi terjadi

mengikuti suhu didih metanol (60 - 70oC), sedangkan Korus Roger A

menyatakan bahwa temperatur yang lebih tinggi menyebabkan

berkurangnya waktu yang dibutuhkan untuk mencapai konversi

maksimum dan bahwa kecepatan pengadukan mempengaruhi

kecepatan tercapainya fasa homogen antara minyak dengan alkohol.

(Rita Arbianti,2008)

5. Waktu reaksi

Waktu reaksi mempengaruhi konsentrasi dari methyl ester,

konsentrasinya meningkat setelah 5 – 60 menit sedangkan konsentrasi

dari minyak nabati dan gliserol sedikit menurun. (Kulchanat

Kapilakarn,2007)

Kecepatan konversi meningkat dengan waktu reaksi (Fangrui

Ma,1999). Alkoholis yang termasuk dalam ineteresterifikasi dapat

tinggi <200oC selama waktu yang lama. Katalis digunakan untuk

menyempurnakan reaksi dalam waktu yang singkat misalnya 30 menit

pada suhu rendah 50oC. Katalis yang digunakan kira-kira 0,1%. Jika

konsentrasi katalis tinggi maka akan kehilangan minyak secara

berlebih sebagai pembentuk sabun dan methyl ester. Darnoko D

menyimpulkan bahwa waktu reaksi berbanding lurus dengan

konsentrasi metil ester yang dihasilkan. (Rita Arbianti,2008)

II.10. Hipotesa

Minyak biji alpukat mengandung fatty acid methyl esters yang

berpotensi sebagai bahan bakar alternatif: avocado biodiesel. Alpukat

memiliki kandungan minyak yang cukup tinggi Minyak alpukat bisa

dibuat biodiesel dengan proses tranesterifikasi dengan katalis methanol

BAB III

PELAKSANAAN PENELITIAN

III.1. Bahan – Bahan

Bahan utama dari penelitian ini ialah biji alpukat yang diperoleh dari penjual jus alpukat didaerah sekitar kampus UPN “VETERAN” JATIM. Sedangkan untuk bahan lain diperoleh dari toko kimia Bratachem,jalan tidar surabaya.

Bahan-bahan yang lain,yaitu:

 Aquades

 Methanol (CH3OH) 96%  Natrium Hidroksida (NaOH).

 Asam Fosfat (H3PO4) 85%  N-Hexane

III.2. Alat dan Susunan alat Alat yang digunakan

Gambar 3.2 Peralatan Distilasi

III.3. Variabel yang dijalankan. 1. Variabel tetap

 Volume minyak : 100 ml

 Suhu transesterifikasi : ± 60oC

 Kecepatan pengadukan : 600 rpm

 Konsentrasi NaOH : 1 % 2. Peubah

 Perbandingan molar metonol dan minyak : 4:1 , 6:1 , 8:1 , 10:1

dan 12:1

III.4. Skema penelitian

Di jemur di bawah sinar matahari 2 – 3

hari Pengecilan

partikel ± 1 cm

Ekstraksi n-hexane 60oC,2jam

Minyak biji alpukat kasar Bungkil / ampas

Degumming 90oC,30menit

Minyak biji alpukat Distilasi

Diagram proses transesterifikasi :

Minyak Biji Alpukat

Pencampuran dan pemanasan ±600C

Pengadukan 600 rpm sampai variabel waktu yang telah ditentukan

Pencucian biodiesel dengan air panas 2 atau 3 kali

Biodiesel

Diamkan selama 24 jam sampai terbentuk 2 lapisan

Biodiesel _Giserol

Perbandingan molar methanol dan minyak + NaOH

Air

III.5. Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian meliputi tahap persiapan dan tahap percobaan. Tahap persiapan yaitu pengambilan minyak biji alpukat dengan cara pengecilan partikel, ekstraksi, distilasi dan degumming , sedangkan tahap percobaan adalah transesterifikasi.

III.6. Prosedur Penelitian

1. Proses pengecilan partikel

Biji alpukat dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 – 3 hari setelah itu dipotong kecil-kecil ± 1 cm.

2. Ekstraksi dengan hexane

Biji alpukat yang telah berukuran kecil dikeringkan selama 24 jam kedalam oven. Setelah kering biji ditimbang sebanyak 50gram ditambahkan 250ml hexane diekstraksi selama 2 jam dengan suhu 60oC kemudian disaring.

3. Distilasi

Campuran minyak biji alpukat dan hexane kemudian didistilasi pada suhu 70oC (titik didih hexane). Didapat minyak biji alpukat kasar,sedangkan n-hexane bisa dipakai buat ekstraksi lagi. 4. Proses Deguming

Minyak biji alpukat kasar ditambahkan asam fosfat 0,2% dari berat minyak kemudian dipanaskan pada suhu 90oC sambil diaduk sampai munhcul warna hitam dibawah campuran. Pisahkan dan ambil bagian atas.

5. Proses Transesterifikasi

 Masukkan minyak biji alpukat kemudian tambahkan methanol dan NaOH sesuai variable yang ditentukan.

 Setelah mencapai waktu yang diinginkan, larutan didinginkan sampai suhu kamar selama 24 jam.

 Setelah larutan dingin, terbentuk 2 lapisan, yaitu lapisan atas (biodiesel) dan lapisan bawah ( sisa pereaksi dan gliserol ). Lapisan tersebut dipisahkan dengan menggunakan corong pemisah.

 Lapisan atas dari larutan ini dibilas dengan air pan.as sebanyak 2 atau 3 kali.Lalu dipisahkan dengan air

 Hasil yang diperoleh kemudian dianalisa kandungan biodiselnya.

III.7. Analisis Hasil

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Hasil dari penelitian ini berupa methyl ester (biodiesel) yang diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif pengganti minyak solar. Untuk itu perlu dilakukan analisa terhadap karakteristif biodiesel. Analisa yang dilakukan meliputi :

1. Flash Point. 2. Pour Point.

Pada penelitian ini, proses yang dilakukan adalah reaksi transesterifikasi tanpa melalui reaksi eksterifikasi karena dalam pengujian kandungan FFA yang telah dilakukan, dihasilkan kandungan FFA sebesar 1,55%. Syarat untuk melakukan

transesterifikasi adalah kandungan FFA dalam minyak harus < 2 %. Jika kandungan FFA > 2 % maka perlu dilakukan proses eksterifikasi sebelum melakukan tahap transesterifikasi (Ramandhas et al,2004).

IV.1. Hasil Karakteristik Biodiesel Dan Pembahasan IV.1.1. Flash Point (Titik Nyala)

Tabel IV-1. Flash point dari berbagai waktu dan perbandingan molaritas methanol dan minyak

Perbandingan Molaritas Methanol dan minyak

0

1:02 1:04 1:06 1:08 1:10 1:12 1:14

Fl

Gambar IV.1 Hubungan antara Flash Point dan Ratio Molar

Dari gambar IV.1 menunjukkan bahwa nilai titik nyala (flash point) tertinggi terdapat pada ratio molar terhadap minyak 1 : 4 yaitu 240oC. Sedangkan nilai flash point terendah terdapat pada ratio molaritas terhadap minyak 1 :12 yaitu sebesar 197oC. Dari hasil analisa diperoleh flash point sebesar 197 oC – 240oC, ini menunjukkan bahwa nilai flash point biodiesel minyak biji alpukat telah memenuhi standart biodiesel di Indonesia karena berada diatas batas minimal suhu flash point biodiesel di Indonesia, yaitu minimal suhu 100oC. Hal tersebut tentunya baik karena menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai flash pointnya maka bahan bakar tersebut lebih aman karena tidak mudah terbakar.

IV.1.2 Pour Point (Titik Beku)

Tabel IV-1. Pour point dari berbagai waktu dan perbandingan molaritas methanol dan minyak.

Perbandingan molaritas methanol dan minyak

‐5

1:02 1:04 1:06 1:08 1:10 1:12 1:14

p

Gambar IV.2 Hubungan antara Pour Point, Ratio Molar dan waktu

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

1. Biodiesel dari minyak biji alpukat diperoleh dengan proses transesterifikasi. Dari hasil pengujian flash point dan pour point

didapat bahwa biodiesel dari minyak biji alpukat memenuhi standart sebagai bahan bakar alternatif.

2. Hasil pengujian titik nyala (flash point) terbaik terdapat pada ratio

molar terhadap minyak 1 : 4 pada waktu 5 menit sedangkan hasil pengujian titik tuang (pour point) terbaik terdapat pada ratio molar terhadap minyak 1 : 12 pada waktu 65 menit.

3. Pada ratio molar yang memberikan konversi maksimal ternyata tidak

mempunyai nilai flash point dan pour point yang terbaik.

V.2. Saran

DAFTAR PUSTAKA

Andi Nur Alam Syah , 2005, “ Biodiesel Jarak Pagar ”, PT Agromedia Pustaka : Tangerang

Unggul Priyanto , 2007, “ Menghasilkan Biodiesel Jarak Pagar Berkualitas” , PT Agromedia Pustaka : Tangerang.

Sudradjat, 2006 , “ Memproduksi Biodiesel Jarak Pagar ” , Penebar Swadaya : Jakarta.

Tilani Hamid S., Rachman Yusuf. , 2002, “ Preparasi Karakteristik Biodiesel Dari Minyak Kelapa Sawit ” http://makara-teknologi.org/biodiesel.mi

ke_html,2002.

Tilani Hamid S., Andi Tryanto , 2003 , “ Pembuatan Biodiesel Dari minyak kelapa” , http://makara-teknologi.org/biodiesel.mi ke_html,2002.

Bambang P., Septian Adri W., Wawan R. , 2008 , “ Pengambilan Minyak biji Alpukat Menggunakan Pelarut N-Hexane Dan Iso Propil Alkohol ” , Martini Rahayu , 2005 ” Teknologi Proses Produksi Biodiesel ”, www.Geocities.com/markal_bppt/public

http://arhidayat.staff.uii.ac.id/2008/08/09/biodiesel-untuk-pemenuhan-sumber-energi/

http:// www.chemicalland21.com/industrialchem/inorganik/phosphoric acid.htm