PENGARUH PERBANDINGAN MOLAR METANOL
DENGAN MINYAK DAN WAKTU REAKSI PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
ABU KULIT PISANG KEPOK
SKRIPSI
SAMSUL BAHRI DAMANIK
120405069
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PERBANDINGAN MOLAR METANOL
DENGAN MINYAK DAN WAKTU REAKSI PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
ABU KULIT PISANG KEPOK
SKRIPSI
SAMSUL BAHRI DAMANIK
120405069
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH PERBANDINGAN MOLAR METANOL DENGAN MINYAK
DAN WAKTU REAKSI PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK
JELANTAH DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN ABU
KULIT PISANG KEPOK
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku
Medan, 25 April 2017
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH PERBANDINGAN MOLAR METANOL DENGAN MINYAK
DAN WAKTU REAKSI PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK
JELANTAH DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN ABU
KULIT PISANG KEPOK
PRAKATA
Puji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Molar Metanol Dengan Minyak dan Waktu Reaksi Pada Pembuatan Biodiesel dari Limbah Minyak Jelantah dengan Menggunakan
Katalis Heterogen Abu Kulit Pisang Kepok’’
Selama pelaksanaan dan penulisan skripsi ini, penulis dibantu oleh banyak pihak, sehingga dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Dr. Erni Misran, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam penyelesaian skripsi ini.
2. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T selaku Dosen Penguji I sekaligus Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia atas masukan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
3. Ir. Bambang Trisakti M.T selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Orang tua penulis yang telah banyak mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara spiritual maupun material.
6. Noventa Pramana selaku partner yang telah bekerja sama penuh selama penyelesaian skripsi.
7. Keluarga Laboratorium Proses Industri Kimia yang tidak dapat disebutkan satu persatu
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Samsul Bahri Damanik
NIM : 120405069
Tempat, Tgl Lahir : Dame Raya, 29 September 1993 Nama Orang Tua : Abdul Rahman Damanik dan
Ralimah Sinaga.
1. Ketua Departemen PPSDM K3MI AL-HADID FT USU Periode 2013-2014.
2. Ketua Umum Covalen Study Group (CSG) Departemen Teknik Kimia fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Periode 2014-2015
3. Sekretaris Umum Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Periode 2015-2016.
4. Anggota Kaderisasi UKMI AD-DAKWAH Universitas Sumatera Utara Periode 2016-2017
5. Asisten Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara tahun 2015-2017
ABSTRAK
Biodiesel adalah bahan bakar untuk mesin diesel yang berasal dari sumber yang terbaharukan berupa minyak nabati maupun lemak hewan. Pada penelitian ini dilakukan pemanfaatan limbah minyak jelantah dalam pembuatan bodiesel dengan menggunkan katalis padat kalium oksida. Minyak jelantah merupakan minyak yang berasal dari sisa penggorengan yang sudah tidak layak digunakan kembali. Katalis padat yang digunakan berasal dari limbah kulit pisang kepok yang dikalsinasi membentuk katalis K2O pada temperatur 550 oC selama 5 jam. Pada penelitian ini
diamati pengaruh perbandingan mol metanol/minyak dan waktu reaksi transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi dilakukan pada suhu 65 oC, perbandingan mol metanol/minyak 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, waktu reaksi 2,3,4 jam, dan jumlah katalis 6% dari berat minyak. Biodiesel yang dihasilkan kemudian dianalisis untuk mendapatkan kemurnian metil ester, densitas, viskositas, dan titik nyala. Kondisi terbaik diperoleh pada perbandingan mol metanol/minyak sebesar 15 : 1, dan waktu reaksi 3 jam, dengan yield sebesar 92,88%, kadar metil ester 98,38%, densitas sebesar 868,89 kg/m3, viskositas kinematik sebesar 5,25 cSt, dan titik nyala sebesar 120 oC. Secara keseluruhan hasil yang diperoleh telah sesuai dengan SNI 04-7182-2012. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa minyak jelantah dan kulit pisang kepok layak digunakan dalam pembuatan biodiesel
ABSTRACT
Biodiesel is a fuel for diesel engines derived from renewable sources such as vegetable oils or animal fats. In this research, utilization of waste cooking oil in the prouct bodiesel that using solid catalyzed potassium oxide (K2O). Waste cooking oil
is a residual oil from frying is not feasible to reuse. Heterogeneous catalyst was derived from banana peel waste that was calcined to form K2O at 550 °C for 5 hours.
This study aimed to the effects of mole ratio of methanol / oil and a transesterification reaction time. The transesterification reaction were carried out at a temperature of 65 °C, the mole ratio of methanol / oil of 13: 1, 14: 1, 15: 1, 16: 1, 17: 1), reaction time of 2,3,4 hours and the catalyst loading 6 % (wt %). Biodiesel is then analyzed to obtain methyl ester content, density, viscosity and flash point. The best conditions was obtained the mole ratio of methanol / oil of 15: 1, reaction time of 3 hours, with a yield of 92.88%, methyl ester content 98.38%, density of 868.89 kg/m3, kinematic viscosity of 5, 25 cSt and flash point of 120 °C. The results obtained in this study fullfilled the SNI 04-7182-2012. The results indicated that the waste cooking oil and banana peel ash suitable to utilize in biodiesel production.
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI ii
PRAKATA iii
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 14
3.2 Bahan Dan Peralatan 14
3.4.2 Pembuatan Katalis K2Odari kulit Pisang Kepok 16
3.4.3 ProsesTransesterifikasi 17
3.5 Analisa Bahan Baku 17
3.5.1 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas Minyak Jelantah 17 3.5.2 Analisis Komposisi Bahan Baku Minyak Jelantah 18 3.5.3 Analisis Kadar Air dan Kotoran Minyak Jelantah 18 3.5.4 Analisis Kadar Air dan Kadar Abu Kulit Pisang Kepok 18 3.5.5 Analisis Morfologi dan Komposisi Katalis 18
3.6 Analisis Biodiesel 19
4.2.3 Yield Biodiesel Katalis K2O Murni dengan Katalis Abu
Kulit Pisang Kepok 29
4.3 Pengaruh Variabel Percobaan Terhadap Yield Biodiesel Pada
Proses Transesterifikasi 30
4.3.1 Pengaruh Waktu Reaksi terhadap Yield Biodiesel 30 4.4 Analisis Sifat Fisik Biodiesel dari Limbah Minyak Jelantah 32
4.4.1 Analisis Densitas 32
4.4.2 Analisis Viskositas 33
4.4.3 Analisis Kadar Ester 34
4.4.4 Analisis Titik Nyala 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 36
5.1 Kesimpulan 36
5.2 Saran 37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Reaksi Transesterifikasi Trigliserida 13
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jelantah Secara Transesterifikasi Trigliserida Menggunakan Katalis K2O dari Abu Kulit
Pisang Kepok 15
Gambar 3.2 Flowchart Flowchart Preparasi Abu Kulit Pisang 20
Gambar 3.3 Flowchart Proses Transesterifikasi 22
Gambar 3.4 Flowchart Analisis Densitas 22
Gambar 3.5 Flowchart Analisis Viskositas 23
Gambar 4.1 Hasil Analisis SEM Pada Abu Kulit Pisang Kepok 27 Gambar 4.2 Perbandingan Yield Biodiesel Katalis K2O Murni dengan Katalis Abu
Kulit Pisang Kepok 29
Gambar 4.3 Hubungan Antara Waktu Reaksi dengan Yield Biodiesel pada Kondisi Suhu Raksi 65 oC dan Jumlah Katalis K2O 6% 30
Gambar 4.4 Hubungan Antara Waktu Reaksi dengan Densitas Biodiesel pada Kondisi Suhu Raksi 65 oC dan Jumlah Katalis K2O 6% 32
Gambar D.13 Foto Proses Transesterifikasi 54 Gambar D.14 Foto Pemisahan Hasil Transesterifikasi 54 Gambar D.15 Foto Metil Ester Hasil Pemisahan 54
Gambar D.16 Foto Analisis Densitas 55
Gambar D.17 Foto Analisis Viskositas 55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI 04 -7182-2012 7
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Dari Minyak Jelantah 8
Tabel 2.3 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Metanol 9
Tabel 2.4 Komposisi Kimia Dalam Kulit Pisang Kepok 11
Tabel 3.1 Rancangan Penelitian 16
Tabel 4.1 Karakteristik Minyak Jelantah Pre-Treatment 24
Tabel 4.2 Komposisi Asam Lemak dari Minyak Jelantah 25
Tabel 4.3 Karakteristik Kulit Pisang Kepok 26
Tabel 4.4 Komposisis Katalis Abu Kulit Pisang Kepok 26
Tabel 4.5 Kadar Ester Biodiesel 34
Tabel LA.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Minyak Jelantah 43
Tabel LA.2 Komposisi Trigliserida Bahan Baku Minyak Jelantah 43
Tabel LB.1 Hasil Analisis EDX Katalis Abu Kulit Pisang Kepok 44
Tabel LB.2 Hasil Analisis Densitas Biodiesel 44
Tabel LB.3 Hasil Analisis Viskositas Biodiesel 45
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU 43
A.1 Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Minyak Jelantah 43 A.2 Komposisi Trigliserida Bahan Baku Minyak Jelantah 43
LAMPIRAN B DATA PENELITIAN 44
B.1 Komposisi Katalis Abu Kulit Pisang Kepok 44
B.2 Data Densitas Biodiesel 44
B.3 Data Viskositas Kinematik Biodiesel 45
B.4 Data Yield Metil Ester 45
LAMPIRAN C CONTOH PERHITUNGAN 46
C.1 Perhitungan Kadar FFA Minyak Jelantah 46 C.2 Perhitungan Kadar Air Kulit Pisang Kepok dan Minyak 46 C.3 Perhitungan Kadar Abu Kulit Pisang Kepok 47 C.4 Perhitungan Kadar Kotoran Minyak Jelantah 47
C.5 Perhitungan Kebutuhan Metanol 47
C.6 Perhitungan Yield Biodiesel 48
C.7 Perhitungan Densitas Biodiesel 48
C.8 Perhitungan Viskositas Biodiesel 49
LAMPIRAN D DOKUMENTASI PENELITIAN 50
D.1 Foto Preparasi Abu Kulit Pisang Kepok 50 D.2 Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 52
D.3 Foto Proses Transesterifikasi 53
D.4 Foto Analisis Biodiesel 55
LAMPIRAN E HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN BAKU MINYAK
JELANTAH, KATALIS ABU KULIT PISANG KEPOK, DAN BIODIESEL 57 E.1 Hasil Analisis Komposisi Bahan Baku Minyak Jelantah 57 E.2 Hasil Analisis Komposisi Katalis Abu Kulit Pisang Kepok 58 E.3 Hasil Analisis SEM Struktur Morfologi Katalis Abu Kulit Pisang
Kepok 59
DAFTAR SINGKATAN
AOCS American Oil Chemists Society
ASTM American Standard Testing Method
EDX Energy X-Ray Spectroscopy
SEM Scanning Electron Microscopy
BM Berat Molekul
cSt Centistokes
FAME Fatty Acid Methyl Ester
FFA Free Fatty Acid
GCMS Gas Chromatography Mass Spechtrophometry
OECD Organization for Economic Coorperation and
Development
rpm rotary per minute
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
T Suhu oC
N Normalitas larutan NaOH N
V Volume larutan NaOH terpakai Ml
M Berat molekul FFA minyak jelantah gr/mol
m Berat sampel Kg
ρ Massa jenis kg/m3
sg Spesific gravity
t Waktu alir S
