PENGARUH ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN TERHADAP PROSES PEMBUATAN BIODIESEL MENGGUNAKAN REAKTOR OSILATOR.

PENGARUH ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN

TERHADAP PROSES PEMBUATAN BIODIESEL

MENGGUNAKAN REAKTOR OSILATOR

Oleh:

1.

Abdul Nasir Arifin

(0431010120)

2.

Agung Budiono

(0431010134)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi atau Penelitian dengan judul : PENGARUH ALIRAN LAMINER DAN TURBULEN TERHADAP PROSES PEMBUATAN BIODIESEL MENGGUNAKAN REAKTOR OSILATOR.

Skripsi atau penelitian ini disusun untuk memenuhi persyaratan akademis program Sarjana Strata 1 (S1) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Penyusunan laporan ini tidak terlepas dari semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyelesaiannya. Oleh karena itu, penyusun sampaikan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada:

1. Ir. Sutiyono, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ir. Retno Dewati, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FTI, UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Ir. Kindriari Nurma W, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia FTI, UPN ”Veteran” Jawa Timur.

ini.

6. Teman - teman senasib & seperjuangan di Laboratorium Riset Teknik Kimia UPN, terima kasih atas bantuan dan persahabatannya.

7. Dan semua pihak yang tidak dapat penyusun sebutkan satu – persatu yang turut membantu selama Riset dan penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari atas kekurangan dalam penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik untuk perbaikan di masa mendatang. Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Surabaya, April 2011

Hal

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Biodisel dari Minyak Ikan ... 5

II.1.1. Minyak Ikan ... 5

II.1.1. Karakteristik Minyak Ikan ... 5

II.1.2. Pemurnian Minyak ... 6

II.3. Aliran Osilasi Dalam Kolom Bersekat ... 11

II.4.4. Spesifikasi Minyak Diesel DIRJEN MIGAS ... 19

II.5. Hipotesis ... 20

BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN III.1. Bahan – Bahan ... 21

III.2. Gambar Susunan Alat ... 21

III.3. Pelaksanaan Penelitian ... 22

III.3.1. Penelitian Pendahuluan ... 22

III.3.2. Proses Percobaan ... 23

III.4. Skema Penelitian ... 24

III.5. Penelitian Dilakukan Pada ... 25

III.6. Analisis Hasil ... 25

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN IV.1. Data Hasil Penelitian ... 26

IV.2. Hasil Karakteristik Biodiesel Dan Pembahasan ... 27

IV.2.1.Spesific Gravity ... 27

IV.2.2. Viscositas ... 28

IV.2.3. Free Fatty Acid (FFA) ... 29

IV.2.4. Pour Point (Titik Beku) ... 31

IV.2.5. Yield ... 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan ... 34

V.2. Saran ... 34

DAFTAR PUSTAKA ... 35

Hal

Tabel IV.1. Hubungan spesifik gravity dengan variasi Nre dan waktu ... 27

Tabel IV.2. Hubungan viscositas dengan variasi Nre dan waktu ... 28

Tabel IV.3. Hubungan FFA dengan variasi Nre dan waktu ... 30

Tabel IV.4. Hubungan pour point dengan variasi Nre dan waktu ... 31

Hal

Grafik IV.1. Hubungan spesifik gravity dengan variasi Nre dan waktu ... 27

Grafik IV.2. Hubungan viscositas dengan variasi Nre dan waktu ... 29

Grafik IV.3. Hubungan FFA dengan variasi Nre dan waktu ... 30

Grafik IV.4. Hubungan pour point dengan variasi Nre dan waktu ... 31

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan biodiesel dari crude fish oil

(CFO). Pembuatan biodisel dilakukan dengan proses esterifikasi dengan katalis

H2SO4 8% volum, kemudian hasil esterifikasi dan metoxid 19% dari volume

minyak dimasukkan ke dalam reaktor osilator dan dilakukan proses

transesterifikasi dengan variasi Nre dan waktu. Dengan suhu optimum 60oC dari

penelitian terdahulu, dilakukan proses transesterifikasi dengan variasi yang telah

ditentukan. Penentuan keadaan terbaik didasarkan pada nilai spesifik gravity,

viscositas, FFA, pour point yang memenuhi standart biodiesel dan yield yang

lebih tinggi . Hasil penelitian ini yang terbaik yaitu pada Nre 1004, 9681 dengan

waktu 60 menit . Dengan bukti bahwa spesifik grafity 0,899oF, viscositas

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar belakang

ethanol ester. Biodiesel dapat digunakan langsung atau di campur dengan minyak diesel biasa, dalam perbandingan tertentu.

Pengalaman menunjukkan bahwa bahan bakar biodiesel mudah digunakan, tanpa harus melakukan modifikasi mesin, mudah larut kembali (biodegradeable), nontoxic (tidak beracun), bahkan boleh dikatakan bebas belerang (sulfur) dan aromatics. Karena sifat-sifat tersebut di atas, biodiesel merupakan bahan bakar ramah lingkungan. Dibandingkan dengan minyak diesel konvensional, biodiesel menghasilkan lebih sedikit kerak di dalam mesin, lebih sedikit menghasilkan gas mono-oksida, sulfur-oksida, dan partikel padat (abu).

2010. Khusus di Malaysia telah dikembangkan pilot plant biodiesel dengan skala 3000 ton/hari yang telah siap memenuhi kebutuhan solar jika sewaktu-waktu diperlukan.(Prakoso dan Hidayat, 2006)

Diperkirakan pada tahun 2007 atau sebelum tahun 2015 Indonesia akan menjadi negara Net-Importir bahan baku minyak mentah. Saat ini Indonesia mengimpor hampir 5-6 Milyar liter bahan bakar diesel, yang merupakan hampir 50% kebutuhan solar dalam negeri sehingga alternatif substitusi dengan bahan baku di Indonesia sangat layak dilakukan. Subtitusi dalam sedikit bagian saja (1-3%) biodiesel dalam solar akan menghemat devisa yang cukup berarti.(Prakoso dan Hidayat, 2006)

I.2 Tujuan Penelitian

1. Mendapatkan diversifikasi bahan baku biodiesel, yaitu minyak ikan yang tersedia relatif banyak di daerah setempat (Banyuwangi – Jawa Timur).

2. Untuk menentukan hasil terbaik yang dibutuhkan pada tahap transesterifikasi pada reaktor osilator namun masih tetap memenuhi spesifikasi produk

biodiesel yang telah ditentukan.

.

I.3 Manfaat Penelitian

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Biodiesel dari Minyak Ikan II.1.1. Minyak Ikan

Ikan merupakan salah satu bahan makanan yang banyak mengandung berbagai macam zat nutrisi. Menurut anonim, 2007 sebagai salah satu sumber hewani, ikan mengandung antara lain :

1. Selenium 2. Co-enzym Q10 3. Taurin

4. Asam Lemak tak Jenuh

II.1.2. Karakteristik Minyak Ikan

Analisa terkini dari sampel minyak ikan dari UniSea pada juli 2002 menunjukan bahwa kandungan sulfur sekitar 0,0084% dari beratnya dan panas pembakarannya sekitar 130.440 Btu/gallon. Nilai flash point dari sampel minyak ikan ini bertambah pada suhu diatas 230oF. (Steigers,2002)

II.1.2.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 bebas yang rendah cukup ditambahkan NaOH atau garam NaCO3, sehingga asam lemak ikut fase air dan terpisah dari lemaknya.(Ketaren,1986)

4. Penghilangan bau (deodorisasi) fish oil, bertujuan menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dalam minyak. Prinsip deodorisasi yaitu penyulingan minyak dengan uap panas dalam tekanan atmosfer atau keadaan vacum.(Ketaren,1986)

II.1.3. Natrium Hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida disebut dengan nama kaustik soda atau soda api. Sifat fisik dari Natrium Hidroksida yaitu mempunyai bentuk batang, butiran, massa habrur atau keping, kering ,keras rapuh dan menunjukkan susunan habrur putih. Dan sifat kimia Natrium Hidroksida antara lain mudah meleleh, basa, sangat alkalis, korosif, segera menyerap karbon dioksida serta sangat larut dalam air dan dalam ethanol. (Fessenden & Fessenden, 1997)

II.1.4. Methanol

Metil alkohol atau biasa disebut dengan methanol mempunyai rumus molekul CH3OH dengan berat molekul 32,04. Metanol mempunyai sifat kimia antaralain specific gravity 0,792 pada 20 oC dengan titik didihnya 64,7oC dan melting point - nya sebesar -94oC sampai -98oC. Sifat fisik methanol berwujud cair, tidak berwarna (bening), berbau khas, cairannya dingin dan mudah menguap.

mematikan bila tertelan. Kebutaan dapat terjadi karena kontak dengan kulit atau penghirupan uapnya yang terlalu lama.

Alkohol dapat mendidih pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan hidrokarbon oleh asosiasi molekul - molekul alkohol lewat hidrogen. Air mempunyai titik didih yang relatif tinggi dengan sebab yang sama. Penggunaan metanol yang utama adalah 60 % polimer dan 10 % sebagai pelarut. Penggunaan lainya adalah sebagai bahan bakar untuk membuat methyl ester dari asam karboksilat. (Fessenden & Fessenden, 1997)

II.1.5. Asam Sulfat

Memang tidak mudah membayangkan bahwa bahan kimia yang sangat aktif, seperti asam sulfat, juga merupakan bahan kimia yang paling banyak dipakai dan merupakan produk teknik yang sangat penting. Zat ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan garam - garam sulfat dan untuk sulfonasi. Tetapi lebih sering lagi dipakai karena merupakan asam anorganik yang sangat kuat dan agak murah. Bahan ini dipakai dalam berbagai industri, tetapi jarang muncul dalam produk akhir. Asam sulfat dipakai dalam pembuatan pupuk, kulit, plat timah, pengolahan minyak dan pewarnaan tekstil.

Sifat – Sifat Asam Sulfat:

menyerap air yang terbentuk dalam senyawa kimia seperti nitrasi, sulfonasi dan esterifikasi, sehingga hasilnya lebih besar.

Asam sulfat membentuk bermacam - macam hidrat yang masing masing mempunyai titik lebur yang terbentuk. Hidrat itulah yang menyebabkan adanya keteraturan dalam hubungan antara kekuatan asam sulfat dengan gravitasi spesifik dan titik bekunya.

Untuk asam sulfat, suhu yang digunakan sebagai dasar penetapan spesifik gravitasinya atau derajat Baum’e biasanya adalah 15oC. Spesifik gravitasi asam sulfat biasanya bertambah secara teratur sampai 1.844 pada 15oC untuk asam 97% dan sesudah itu berkurang sampai menjadi 1.839 pada suhu 15oC untuk asam 100%. Oleh karena itu, konsentrasi pekat ini, yaitu diatas 95 % harus diukur dengan menggunakan cara yang lain selain densitas. Densitas dapat digunakan untuk konsentrasi yang sedang saja. (Fessenden & Fessenden, 1997)

II.1.6. Asam Phosphat

Sifat – Sifat Asam Phosphat:

Asam phosphat mempunyai sifat kimia, yaitu :Tidak berwarna / jernih, Berbentuk kristal, Berat molekulnya: 98, Spesific gravity : 1,834 , Melting point : 42,35oC, Boiling point : 213oC , Larut dalam air dan alkoho.(faith, WL Keyes , 2 ed)

II.2. Bahan Bakar Diesel

Bahan bakar diesel adalah fraksi minyak bumi yang dihasilkan dari penyulingan bertingkat pada titik didih 260oC – 330oC dan digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Adapun jenis – jenis bahan bakar diesel yang diproduksi PERTAMINA dan diperdagangkan di Indonesia yaitu :

II.2.1. Minyak Solar

II.2.2. Minyak Diesel

Minyak diesel adalah bahan bakar jenis destilat yang mengandung fraksi berat atau merupakan campuran dari destilat fraksi ringan dan fraksi berat (Residual Fuel Oil) yang biasa disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel Fuel (MDF).

II.2.3. Minyak Bakar

Minyak bakar adalah bahan bakar jenis minyak destilat tetapi dari jenis residu dan berwarna gelap yang biasa disebut juga Marine Fuel Oil

(MFO). Minyak bakar lebih kental dari pada minyak diesel dan mempunyai titik tuang (pour points) yang lebih tinggi daripada minyak diesel. Umumnya digunakan untuk bahan bakar jenis diesel dengan putaran rendah (<300 rpm). Misalnya untuk bahan bakar pada pembakaran langsung dalam dapur industri besar, pembangkit listrik tenaga uap.

II.3. Aliran Osilasi Dalam Kolom Bersekat

backmix, maka aliran plug mempunyai beberapa kelebihan. Levenspiel (1999) memberikan contoh proses yang melibatkan reaksi kimia untuk menggambarkan kelebihan sistem aliran plug. Untuk reaksi kimia orde nol, kedua-dua jenis aliran tidak mempengaruhi jumlah volume reaktor. Akan tetapi untuk reaksi kimia dengan orde lebih besar daripada nol, volume dari reaktor jenis aliran plug. Rasio volume meningkat dengan meningkatnya orde dari reaksi kimia. Volume daripada kedua jenis reaktor juga bergantung kepada konversi. Pada konversi yang rendah , hanya sedikit perbedaan volume kedua reaktor ini, manakala rasio volume akan meningkat dengan meningkatnya konversi.

Sebagai tambahan, kecepatan aksial pada sistem turbulen adalah sepuluh kali lebih besar berbanding kecepatan radial sehingga pencampuran radial hanya akan meningkat jika digunakan cairan dengan viskositas rendah (Mackley 1985).

Metoda baru yang mampu meningkatkan pencampuran didalam sistem aliran laminar adalah dengan mengosilasikan fluida didalam kolom/pipa bersekat (Mackley 1987, 1991; Hewgill et.al. 1993). Osilasi dan pergerakan fluida melalui kolom / pipa yang bersekat akan menghasilkan pencampuran vorteks para ruang antara dua plat sekat. Pencampuran vorteks merupakan pencampuran yang berkesan dan mempunyai kecepatan radial yang sebanding dengan kecepatan aksial (Brunold et al. 1989).

Kolom bersekat dengan aliran osilasi dapat digunakan pada kedua operasi proses batch maupun kontinyu. Untuk operasi yang melibatkan reaksi kimia, sistem kolom aliran osilasi sesuai digunakan pada operasi kimia yang memerlukan waktu tinggal yang panjang. Pencampuran aliran osilasi melalui kolom bersekat dipengaruhi oleh parameter geometri dan parameter operasi. Parameter geometri yang berpengaruh ialah ukuran diameter bukan plat sekat, Do, dan jarak antara sekat. Sementara parameter operasi yang mempengaruhi pencampuran diantaranya kadar alir kedepan, vf , frekuensi operasi,f, amplitudo osilasi , xo, dan viskositas cairan, μ.

II.4. Landasan Teori

salah satu cara untuk membentuk methyl ester dari nabati atau minyak hewani.

II.4.1 Hidrodinamik Fluida

Hidrodinamik adalah ilmu yang mempelajari fluida bergerak termasuk gaya yang menyebabkan aliran.

Gerakan fluida dapat di sebutkan dalam dua metoda, yaitu: 1. Metode Lagrangian

Dalam satu metode Lagrangian cairan particle diikutkan selama gerakan dan ciri-ciri seperti tekanan, densitas, kecepatan, percepatan, dan lain-lain dijelaskan.

2. Metode Eulerian

Dalam metode Eulerian, setiap titik di ruang diduduki oleh cairan yang dipilih dan pengamatan dilakukan pada perubahan dalam parameter seperti tekanan, densitas, kecepatan,dan percepatan pada saat ini.

Kecepatan aliran sangat penting dalam perancangan sebuah sistem hidrolik. Ketika kita berbicara tentang cairan yang mengalir dalam pipa di sistem hidrolik, istilah aliran sendiri menyampaikan tiga arti, yaitu:

1. Volumetric flow, yang adalah ukuran dari volume cairan yang melewati suatu titik dalam satuan waktu.

2. Aliran massa, yang merupakan ukuran massa dari cairan melewati sebuah titik pada suatu unit waktu.

Aliran Laminar

Aliran dikatakan laminer jika partikel fluida bergerak dalam lapisan seperti suatu lapisan yang lembut. Sifat kekentalan zat cair berperan penting dalam pembentukan aliran laminer. Pola aliran yang ditunjukan oleh fluida yang sangat kental cairan mungkin secara umum diperlakukan sebagai aliran yang laminer.

Aliran Turbulen

Jika kecepatan dari arus meningkat melebihi nilai tertentu, aliran menjadi turbulen. Gerakan partikel cairan di aliran turbulen akan berlangsung secara acak. Gerakan pencampuran dari tubrukan partikel cairan menghasilkan kekacauan, sehingga menghasilkan turbulensi dengan demikian hasilnya lebih resistan terhadap aliran fluida dan kehilangan energi yang lebih besar dibandingkan dengan kerugian pada aliran laminer. Beberapa hal yang menyebabkan aliran turbulen dalam sistem hidrolik adalah:

• Kekasaran permukaan pipa

• Penghalang aliran

• Derajat sudut lengkung

• Peningkatan jumlah lengkungan.

Bilangan reynold

dilakukan oleh Osbom Reynold menuntun pada kesimpulan penting bahwa aliran yang alami dapat ditentukan dengan menggunakan sebuah parameter yang disebut dengan bilangan reynold.

Bilangan Reynold “Re” ditunjukan dengan

µρ

Untuk kecepatan rata-rata zat cair (V) didapat dari :

A Q V =

. . . .(2.2) Dimana : Q = Laju aliran volumetrik (ml/dt)

A = Luas penampang (cm2)

Bilangan Reynold adalah murni perbandingan tanpa ada dimensi. Jika Re kurang dari 2000, aliran dikatakan laminer. Jika Re lebih besar dari 4000, aliran dikatakan turbulent. Beberapa nilai Re yang ada diantara 2000 dan 4000 merupakan daerah kritis antara aliran laminer dan turbulen.

II.3.2. Esterifikasi dan Transesterifikasi

Proses pembuatan biodiesel pada dasarnya terdiri atas proses esterifikasi dan transesterifikasi. Esterifikasi dan transesterifikasi merupakan salah satu cara untuk membentuk methyl ester dari nabati atau minyak hewani. Proses pembuatan methyl ester untuk biodiesel pada umumnya menggunakan reaksi esterifikasi dan atau transesterifikasi. Methyl ester adalah senyawa hasil dari reaksi esterifikasi dan atau transesterifikasi yang melibatkan senyawa asam dan alkohol untuk esterifikasi, dan trigliserida dan alkohol untuk reaksi transesterifikasi.

Alkoholis adalah proses pertukaran gugus ester sehingga jika alkohol yang digunakan adalah methanol maka prosesnya dinamakan dengan ”Methanolisis”.

Reaksi Esterifikasi :

HCOOR + CH3OH CH3COOR + H2O

Reaksi Transesterifikasi:

asam phosphate, asam klorida dan asam sulfonat organik. Sedangkan untuk katalis basa menggunakan NaOH, sodium methoksida, KOH, kalium hamida dan kalium hibrida.

Selain bahan-bahan di atas dapat juga campuran antara NaOH dengan NaOCH3 yang digunakan sebagai katalis. Konversi ester yang terjadi pada rasio 6:1 untuk 1% NaOH dan 0,5% NaOCH3 hampir sama dengan 60 menit / 1 jam (Freedman dkk, 1984) sehingga apabila digunakan NaOH dan NaOCH3 sebagai katalis, maka reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:

II.3.8. Spesifikasi Minyak Diesel PERTAMINA

NO PROPERTIES LIMITS TEST METHODS

Min Max IP ASTM

9. Neutralization Value

-Strong Acid Number mgKOH/gr - Nil D-974

10. Flash Point P.M.cc 0F 150 - D-93

11. Color 6 - D-1500

II.3.9. Spesifikasi Minyak Diesel DIRJEN MIGAS

TEST ORIGINAL

6. Copper strip Corrosion

Residu on 10%

13. Distillation Rec. Basis: IBP

16. Calori Fix Value (Gross)

17. Microbiological Test 2 x 105 < 2000 Cfu/Liter Microb

Monitor 2

II.4. Hipotesis

BAB III

PELAKSANAAN PENELITIAN

III.1. Bahan - Bahan

Penelitian ini menggunakan bahan baku: minyak ikan off grade berasal dari PT. Rekayasa Energi Alternatif Mandiri; methanol teknis dibeli dari Tidar Kimia Surabaya; NaOH anhydrous dan NaOH p.a; Peroxida, dan asam pospat. Sebelum dipergunakan, minyak ikan off grade dicuplik untuk analisi kadar air, zat pengotor, FFA, kekentalan dan densitasnya.

III.2. Gambar Susunan Alat

OSILATOR

Bahan awal

POMPA

REAKTOR

POMPA

Minyak Ikan

Hasil akhir

III.3.Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian meliputi penelitian pendahuluan dan proses percobaan. Penelitian pendahuluan terdiri dari penentuan asam lemak bebas (FFA), dan penentuan kadar air. Proses percobaan terdiri dari degumming, bleaching, deodorisasi, dan esterifikasi.

III.3.1. Penelitian Pendahuluan

Penentuan Asam Lemak Bebas (FFA) :

Minyak diaduk secara merata, timbang sebanyak 20 gr minyak kedalam erlemenyer, tambahkan 50 ml alkohol netral yang panas dan 25 ml indikator pp. Titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N yang telah distandardisasi sampai warna merah jambu tercapai dan tidak hilang selama 30 detik.

Penentuan Kadar Air :

Timbang 10 ml minyak dalam botol timbang bermulut lebar, kemudian dioven pada suhu 105oC sampai berat konstan, selanjutnmya ditimbang lagi. Pengurangan berat minyak dinyatakan sebagai berat air yang menguap dari minyak.

Kadar air = x100%

A B A−

III.3.2. Proses Percobaan

Proses percobaan meliputi proses – proses pemurnian minyak yaitu proses degumming bertujuan untuk menghilangkan partikel – partikel halus yang tersuspensi atau berbentuk koloid, proses bleaching bertujuan menghilangkan zat – zat warna dalam minyak, proses deodorisasi bertujuan menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dalam minyak, dan proses esterifikasi bertujuan pembentukan methyl ester.

Proses Degumming

Minyak dipanaskan pada suhu 90oC dicampur dengan 0,5 % konsentrasi asam phosfat selama 60 menit. Gum yang didapat berbentuk padatan serbuk pada bagian bawah.

Proses Esterifikasi

Langkah untuk menghasilkan biodiesel sebelum memasuki proses transesterifikasi yaitu digunakan proses esterifikasi. Sebanyak 5500 ml crude fish oil dipanaskan pada suhu 90oC dan ditambahkan metanol 99 % sebanyak 13% dan katalis asam H2SO4 sebanyak 8% volum crude fish oil. Proses Transesterifikasi

III.4. Skema Penelitian :

DENSITAS FLASH POINT

III.5.Penelitian Dilakukan Pada

Volume Crude Fish Oil (Hasil Esterifikasi): 5000 ml, dan Suhu Pemanasan : 60oC. Peubah yang dipelajari meliputi :

1. Kecepatan volumetrik (liter/min) : A. 17.388 (Nre : 5094.573248) B. 11.288 (Nre : 3307.312102) C. 7.2176 (Nre : 2114.710828) D. 5.5134 (Nre : 1615.391083) E. 3.43 (Nre : 1004.968153) 2. Waktu Transesterifikasi (menit) : 30, 45, 60, 75, dan 90

III.6. Analisis Hasil

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

IV.1. Data Hasil Penelitian :

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

1. Densitas / Spesific gravity. 2. Viscositas.

3. Free Fatty Acid (FFA). 4. Pour Point.

Grafik 4.1. Hubungan spesifik grafity dengan variasi Nre dan waktu. IV.2. Hasil Karakteristik Biodiesel Dan Pembahasan

IV.2.1. Spesifik Gravity.

Spesific Gravity adalah untuk mengukur berat / massa minyak bila volumenya telah diketahui. Nilai spesific gravity ini didapat setelah melakukan konversi densitas, nilai densitas didapat dengan menggunakan picnometer yang seharusnya dilakukan dengan alat ASTM D-1298.

Waktu Nre

Terlihat bahwa Spesific gravity biodiesel naik seiring dengan semakin bertambahnya waktu dan kecepatan volumetriknya semakin besar. Hal ini dikarenakan besarnya tumbukan dalam pipa osilatory, maka kecepatan reaksi berjalan lebih baik mengakibatkan densitas semakin optimum. Dari hasil analisa diperoleh spesific gravity biodiesel antara 0.8903- 0.9211, spesific gravity biofuel ini memenuhi syarat yang ditetapkan yaitu antara 0.840 – 0.920.

IV.2.2. Viscositas.

Viscositas adalah suatu angka yang menyatakan besarnya perlawanan / hambatan dari suatu bahan cair untuk mengalir atau ukuran besarnya tahanan geser dari bahan cair. Nilai viscositas ini didapat dengan menggunakan alat viscosimeter yang seharusnya menggunakan alat ASTM D-445.

Waktu Nre

Grafik 4.2. Hubungan Viscositas dengan variasi Nre dan waktu.

Dapat dilihat bahwa viscositas biodiesel pada Nre 2114.70 dengan waktu 60 – 90 menit yang memenuhi persyaratan, hal ini dikarenakan metil ester yang dihasilkan masih terlalu kental untuk menggantikan biodiesel. Jika konsentrasi dinaikkan / berlebih maka kecepatan reaksi akan meningkat, Seperti pada Nre 2114.70 – 1004.90. Pada Nre ini sudah memenuhi standart yang ditentukan sebesar 35 - 45.

IV.2.3. Free Fatty Acid (FFA)

Grafik 4.3. Hubungan FFA dengan variasi Nre dan waktu.

Waktu Nre

(menit) 5094,60 3307,30 2114,70 1615,40 1004,90

30 0,95 0,94 0,91 0,85 0,76

45 0,95 0,94 0,89 0,82 0,72

60 0,95 0,93 0,85 0,76 0,68

75 0,94 0,91 0,82 0,72 0,65

90 0,93 0,91 0,82 0,72 0,65

Dapat dilihat bahwa kadar FFA pada bahan baku ini sudah semakin kecil seiring besarnya Nre. Namun belum adanya standart baku bahan untuk syarat asam lemak bebas, dioptimalkan bahan pada kadar FFA sebesar 2%.

Grafik 4.4. Hubungan Pour Point dengan variasi Nre dan waktu. IV.2.4. Pour Point.

Pour point adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah dari bahan bakar minyak sehingga minyak tersebut masih dapat mengalir karena gravitasi. Nilai pour points ini didapat dengan menggunakan alat ASTM D-97.

Waktu Nre

(menit) 5094,60 3307,30 2114,70 1615,40 1004,90

30 26,6 26,6 26,6 26,6 28,4

45 26,6 26,6 26,6 26,6 28,4

60 26,6 26,6 26,6 28,4 28,4

75 26,6 26,6 28,4 28,4 30,2

90 28,4 28,4 28,4 30,2 32

yaitu 65oF. Maka pada hasil pour point ini sudah memenuhi standart mutu sifat fisis biodiesel.

IV.2.5 Yield

Perhitungan yield disini digunakan untuk mengetahui berapa banyak metil ester yang dihasilkan dari berbagai variasi kecepatan aliran dan juga lamanya proses transesterifikasi.

Nre Waktu

Grafik 4.5. Besarnya yield (%) berdasarkan variasi Nre dan waktu proses.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

a) Untuk hasil dari berbagai percobaan hasil yang memenuhi standar spesifikasi adalah pada besaran Nre 1615,391 dan 1004, 9681 sedangkan pada besaran Nre 5094,5732 , 3307,3121 , dan 2114,7108 masih ada salah satu yang melebihi parameter.

b) Dari berbagai percobaan didapatkan biodiesel yang terbaik pada Nre 1004,9681 dengan waktu proses antara 60 hingga 90 menit. Hal ini dari analisa hasil yang parameternya sudah sesuai dengan standart dari Pertamina juga persentase yield terbesar yaitu 75%.

5.2 Saran

a) Dari kesimpulan di atas disarankan pada penelitian selanjutnya dilakukan pengembangan pada besaran Nre 1615,391 dan 1004,9681 dengan waktu terbaik 60 menit dan mungkin dengan peubah yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Bernardinie, E., 1973, ”Oil and Fat Technology”, Technologie, Italy.

Brunold, C.R. , Hunns, J.C.B. & Thompson, J.W. 1989. Experimental observation on flow patterns and energy losses for oscillatory flow in ducts containing sharp edges. Chem. Eng. Sci. 44: 1227-1244.

Faith, Keyes., and Clark’s., 1975, ”Industrial Chemicals”, Fourth edition, 629 : A,Wiley-Interscience Publication, New York.

Fessenden, and Fessenden.,1997, ”Kimia Organik”, Erlangga, Jakarta.

Haryanto, Bode., 2002, Bahan Bakar Alternatif Biodiesel (Bagian I. Pengenalan), Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara.

Herlina, N., dan Ginting, M.H.S., 2002, Lemak dan Minyak, Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara.

Kirk, Ortmer., 1982, ”Peroxides and Peroxy Coumpounds, Inorganic to Piping System”, third edition volume 17, 426 – 436, Mei Ya Publications Inc, Taipei.

Ketaren, S., 1986, ”MINYAK DAN LEMAK PANGAN”,UI-Press,Jakarta.

Mackley, M.R. 1987. Using oscillatory flow to improve performance. The Chem. Eng. Feb. 1987.

Steigers, J. A., 2002, ”Demonstrating The Use of Fish Oil as Fuel in a Large Stationary Diesel Engine”.

Sudarmadji, Slamet,. 1984, ”Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian”, Liberty, Yogyakarta.

Tambun, Rondang., 2006, Buku Ajar teknologi Oleokimia (Tkk - 322), Hibah Kompetisi Konten Matakuliah E-Learning USU, Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara.

http://www.bkpmdsulteng.go.id, Profil Proyek Industri Tepung Ikan.

http://www.chem-is-try.org, Reaksi Pengesteran (Esterifikasi).

http://www.dkp.go.id/content.php?c=3961, Keunggulan Nutrisi Ikan dan Fungsinya bagi Kesehatan.

http://www.indobiofuel.com, Penggunaan Bahan Bakar Minyak Nabati (BBN) Sebagai Bbm Alternatif Pengganti Bbm Solar Industri.

APPENDIX

1. Perhitungan Densitas

Nre : 2114.7108 dan waktu 75 menit ρ =

2. Spesific Gravity (s.g)

Ρ air = 62,4 ₃

Spesific Gravity (s.g) = air

3. Perhitungan Kadar FFA

Nre : 2114.7108 dan waktu 75 menit

4. Perhitungan Yield

Nre = 2114,7108 pada waktu proses 75 menit Diketahui : - Volume bahan = 5 liter

- Metoxide = 0,95 liter - Volume produk = 3,6 liter

Bernardinie, E., 1973, ”Oil and Fat Technology”, Technologie, Italy.

Brunold, C.R. , Hunns, J.C.B. & Thompson, J.W. 1989. Experimental observation on flow patterns and energy losses for oscillatory flow in ducts containing sharp edges. Chem. Eng. Sci. 44: 1227-1244.

Faith, Keyes., and Clark’s., 1975, ”Industrial Chemicals”, Fourth edition, 629 :

A,Wiley-Interscience Publication, New York.

Fessenden, and Fessenden.,1997, ”Kimia Organik”, Erlangga, Jakarta.

Haryanto, Bode., 2002, Bahan Bakar Alternatif Biodiesel (Bagian I. Pengenalan), Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara.

Herlina, N., dan Ginting, M.H.S., 2002, Lemak dan Minyak, Universitas Sumatera Utara, Sumatera Utara.

Kirk, Ortmer., 1982, ”Peroxides and Peroxy Coumpounds, Inorganic to Piping System”,

third edition volume 17, 426 – 436, Mei Ya Publications Inc, Taipei.

Ketaren, S., 1986, ”MINYAK DAN LEMAK PANGAN”,UI-Press,Jakarta.

Mackley, M.R. 1987. Using oscillatory flow to improve performance. The Chem. Eng. Feb.

1987.

Steigers, J. A., 2002, ”Demonstrating The Use of Fish Oil as Fuel in a Large Stationary

Diesel Engine”.

Sudarmadji, Slamet,. 1984, ”Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian”,

Liberty, Yogyakarta.

Tambun, Rondang., 2006, Buku Ajar teknologi Oleokimia (Tkk - 322), Hibah Kompetisi

Konten Matakuliah E-Learning USU, Universitas Sumatera Utara, Sumatera

Utara.

http://www.bkpmdsulteng.go.id, Profil Proyek Industri Tepung Ikan.

http://www.chem-is-try.org, Reaksi Pengesteran (Esterifikasi).

http://www.dkp.go.id/content.php?c=3961, Keunggulan Nutrisi Ikan dan Fungsinya bagi Kesehatan.

http://www.indobiofuel.com, Penggunaan Bahan Bakar Minyak Nabati (BBN) Sebagai Bbm Alternatif Pengganti Bbm Solar Industri.

1. Perhitungan Densitas

Nre : 2114.7108 dan waktu 75 menit

ρ =

2. Spesific Gravity (s.g)

Ρ air = 62,4 3

Spesific Gravity (s.g) =

air

3. Perhitungan Kadar FFA

Nre : 2114.7108 dan waktu 75 menit

- Metoxide = 0,95 liter

- Volume produk = 3,6 liter