PEMBUATAN GEL FUEL BERBAHAN DASAR ALKOHOL DENGAN GELLING AGENT ASAM STEARAT DAN METIL SELULOSA

(1)

DOSEN PEMBIMBING :

Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini

NIP. 1961 08 02 1986 01 1001 NIP. 1958 08 22 1983 03 2001

LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

DISUSUN OLEH :

Riasya Siltafani Ardiana 2307100104

Henny Cut Irnawati 2307100150

(2)

Namun mudah tumpah dan sifatnya yang volatil, alkohol tidak

praktis digunakan

Metanol dan Etanol diubah menjadi

Alkohol gel

menggunakan gelling agent

Alkohol dapat diaplikasikan pada

industri katering Metanol dan

etanol dapat digunakan sebagai

bahan bakar rumah tangga

alternatif

LATAR BELAKANG 2

(3)

TUJUAN PENELITIAN 3

Mempelajari cara pembuatan gel fuel metanol dan etanol dengan gelling agent asam stearat dan metil selulosa.

Mempelajari pengaruh rasio berat asam stearat dan metil selulosa terhadap kualitas gel fuel alkohol.

Membandingkan kualitas antara gel fuel alkohol yang telah dibuat dengan produk gel fuel yang ada di pasaran.

(4)

4

METANOL

Bentuk alkohol paling sederhana, mudah menguap, mudah terbakar, digunakan sebagai pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri.

Flash Point : 12˚C Titik didih : 64.7 ˚C

Etanol berupa cairan tidak berwarna, berbau khas, digunakan untuk pelarut pada industri obat, cat, bahan bakar, bahan baku pembuatan etanal dan asam etanoat.

Flash Point : 16˚C Titik didih : 78 ˚C

TINJAUAN PUSTAKA

ALKOHOL

ETANOL

(5)

Martin, 1993

Gel adalah sistem padat atau setengah padat yang terdiri dari massa seperti agar yang rapat dan diisi oleh cairan.

Gel terdiri dari 2 fase kontinyu yang saling

berpenetrasi. Fase yang satu berupa padatan tersusun dari partikel-partikel yang sangat tidak simetris dengan luas permukaan, sedang yang lain adalah cairan

5 TINJAUAN PUSTAKA

(6)

6 TINJAUAN PUSTAKA

bahan tambahan untuk mengentalkan dan menstabilkan gel yang dibuat, serta memberikan tekstur melalui pembentukan gel.

GELLING AGENT

Untuk membuat Biofuel gel

dibutuhkan

pengental berupa tepung, seperti

kalsium asetat, atau pengental lainnya seperti Xanthan gum, carbopol, HPMC, dan

berbagai material turunan selulosa.

Tambunan, 2008

• Nitro Selulosa

• Metil selulosa

• Natrium Stearat

• Kalsium Asetat

• Karbopol

(7)

7 TINJAUAN PUSTAKA

Metanol Gel LPG Kayu Bakar Minyak Tanah

(8)

8 PENELITIAN TERDAHULU

NO PENELITI JUDUL PENELITIAN HASIL PENELITIAN

1. Paul Fessock &

Barney Zmoda, 2001

Fuel Gel For Charcoal or Wood Fires

Fuel gel dari metanol dan isopropanol dengan Na stearat, menghasilkan bahan

bakar yang tidak meleleh, tidak menghasilkan asap dan bau.

2. Experimental Search Platform

for World Patent,

2003

Solid Methanol & method for preparing the same

Pembuatan gel fuel berbahan 93% berat metanol, 4-6% asam lemak keras dan NaOH, dipanaskan & diaduk selama 3 jam

menghasilkan gel fuel dg biaya murah, tanpa bau, tanpa jelaga

3. Mulyono, 2010 Pembuatan Etanol Gel Sebagai Bahan Bakar Padat Alternatif

Kadar etanol berpengaruh pada stabilitas nyala, dan lama waktu nyala. Penambahan

karbopol berpengaruh pada sifat gel

(9)

9 METODE PENELITIAN

Peralatan yang digunakan :

• Hot Plate

• Beaker Glass

• Magnetic Stirer

Bahan yang digunakan :

• Metanol teknis

• Asam Stearat

• Metil Selulosa

• Etanol teknis

• NaOH

• Air

(10)

10 PROSEDUR PENELITIAN

Memanaskan 65˚C dan mengaduk 100 gr Metanol dan asam stearat hingga larut

Memanaskan 50 gr Metanol + NaOH 1 N di beaker glass yang berbeda

1

2 3

4

Memasukkan metanol-NaOH ke dalam beaker glass Metanol-asam stearat, menambahkan metil selulosa dan air

Memanaskan dan mengaduk campuran selama 3-5 menit hingga campuran mengental

(11)

11 Kondisi Operasi

• Tekanan atmosferik

• Temperatur ruangan, 30˚C

• Sistem operasi batch

Variabel Penelitian

o Berat Natrium stearat : o Berat metil selulosa :

• 2,5 %

• 3,0 %

• 3,5 %

• 4,0 %

• 4,5 %

• 0,2 %

• 0,4 %

• 0,6 %

• 0,8 %

• 1,0 %

(12)

12 ANALISA DATA

 Analisa Kualitatif

- Stabilitas nyala alkohol gel

- Warna nyala dari pembakaran alkohol gel - Gelembung ketika alkohol gel dibakar - Sisa pembakaran alkohol gel

 Analisa Kuantitatif

- Menghitung lama nyala alkohol gel

- Menghitung Jumlah Panas yang ditransfer ke media yang dipanaskan

- Menghitung berat alkohol gel yang dapat terbakar - Mengukur densitas alkohol gel

- Mengukur pH

- Menghitung loss produk

 Membandingkan data analisa metanol gel hasil Percobaan dengan data analisa produk metanol gel yang beredar dipasaran.

(13)

13 HASIL PENELITIAN

Alkohol Padat

Api berwarna biru kemerahan

Tidak berasap dan tidak berjelaga

(14)

14 HASIL PENELITIAN

Penambahan Gelling Agent Terhadap Densitas Alkohol Gel

Densitas Metanol Gel : 0,92 gr/ml

Grafik Densitas Metanol Gel Terhadap Penambahan Massa Metil Selulosa

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Densitas (gr/ml)

Massa metil selulosa (gr)

4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat merk komersial 1 merk komersial 2

(15)

15 HASIL PENELITIAN

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Densitas (gr/ml)

4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat 8,35 gr as.stearat

Densitas Etanol Gel : 0,88 gr/ml

Grafik Densitas Etanol Gel Terhadap Penambahan Massa Metil Selulosa

(16)

16 HASIL PENELITIAN

0.792 0.789

0.92 0.88

0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95

metanol etanol

Densitas (gr/ml)

gel cair

Grafik Perbandingan Densitas Alkohol Gel Terhadap Alkohol Cair

(17)

17 HASIL PENELITIAN

Terbentuknya Gelembung Selama Pembakaran

Gelembung terjadi pada saat pembakaran alkohol gel, terbentuk layer atau lapisan elastis dari gelling agent di sekitar droplet yang mencegah proses vaporisasi bahan bakar gel pada permukaan luar droplet.

Hal ini menyebabkan bahan bakar gel

tervaporisasi di bawah permukaan droplet.

(18)

18 HASIL PENELITIAN

15.4%

38.5%

46.2%

1

2

3

Tidak Terbentuk Gelembung

Terbentuk Banyak Gelembung Terbentuk Sedikit Gelembung

Metanol Gel

(19)

19 HASIL PENELITIAN

11.8%

35.3%

52.9%

1 2 3

Tidak Terbentuk Gelembung

Terbentuk Banyak Gelembung Terbentuk Sedikit Gelembung

Etanol Gel

(20)

20 HASIL PENELITIAN

Sisa Pembakaran Alkohol Gel

Sisa Pembakaran alkohol gel berupa air dan Natrium Stearat yang kembali memadat ketika suhu mulai turun

Jelaga yang terbentuk merupakan sisa pembakaran tidak sempurna dari metil selulosa

(21)

21 HASIL PENELITIAN

Pengaruh pH Terhadap Terbentuknya Alkohol Gel

5 6 7 8 9 10 11

0.2 0.8 1.4 2

pH

4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat

Grafik Hubungan pH Metanol Gel dengan penambahan Massa metil Selulosa

(22)

22 HASIL PENELITIAN

Grafik Hubungan pH Etanol Gel dengan penambahan Massa metil Selulosa

5 6 7 8 9 10

0.2 0.8 1.4 2

pH

4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat 8,35 gr as.stearat

(23)

23 HASIL PENELITIAN

Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Lama Bakar Alkohol Gel

2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Lama nyala (menit/5 gr)

Massa Metil selulosa (gr)

4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat merk komersial 1 merk komersial 2

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap lama nyala metanol gel

Metanol T (menit/5gr)

Gel 4,13

Produk Pasar 3,28

Cair 3,00

(24)

24 HASIL PENELITIAN

3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Lama nyala (menit/5 gr)

massa metil selulosa (gr)

4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat 8.35 gr asam stearat

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap lama nyala etanol gel

Etanol T (menit/5gr)

Gel 4,18

Cair 3,40

(25)

25 HASIL PENELITIAN

Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Berat Alkohol Gel Yang Dapat Terbakar

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Berat terbakar (gr)

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap berat metanol gel yang dapat terbakar

Metanol M (gr)

Gel 4,87

Produk Pasar 4,79

(26)

26 HASIL PENELITIAN

4 4.2 4.4 4.6 4.8

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap berat etanol gel yang dapat terbakar

Etanol M (gr)

Gel 4,63

(27)

27 HASIL PENELITIAN

Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Kalori yang Dipindahkan

• Mengukur suhu awal air

• Memanaskan 100 gr air dengan membakar 5 gram alkohol gel

• Mencatat waktu hingga nyala alkohol gel padam

• Menghitung Δ T

• Menghitung nilai kalor

(28)

100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 220.00 240.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan (cal/menit.gr)

28 HASIL PENELITIAN

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap kalori yang dipindahkan metanol gel

Metanol Q

(cal/menit.gr)

Gel 228,99

Produk Pasar 123,04

(29)

29 HASIL PENELITIAN

100.00 120.00 140.00 160.00 180.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan (cal/menit.gr)

Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap kalori yang dipindahkan etanol gel

Etanol Q

(cal/menit.gr)

Gel 257,68

(30)

30 HASIL PENELITIAN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 20 40

Lama nyala (menit/5gr)

Rasio massa as.stearat/metil selulosa

percobaan merk

komersial 1 merk

komersial 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 20 40

Lama nyala (menit/5r)

percobaan

Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaTerhadap Lama Bakar Alkohol Gel

(31)

31 HASIL PENELITIAN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 20 40

Rasio massa as.stearat/metil selulosa percobaan merk

komersial 1 merk

komersial 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 20 40 60

Berat Terbakar (gr)

percobaan

Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaTerhadap Berat Terbakar Alkohol Gel

(32)

32 HASIL PENELITIAN

0 150 300 450 600 750

0 20 40

Kalori yang dipindahkan (cal/menit.gr)

percobaan merk komersial 1

merk komersial 2

0 150 300 450 600 750

0 10 20 30 40 50 Kalori yang dipindahkan (cal/menit.gr)

percobaan

Pengaruh RasioTerhadap Kalori yang Dipindahkan

(33)

5167.77 5419.62

4145.12 4196.74

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

metanol etanol

Q (cal/gr)

gel cair

33 HASIL PENELITIAN

Perbandingan Nilai Kalor Alkohol Cair dan Alkohol Gel

(34)

34 HASIL PENELITIAN

Metanol Cair Etanol Cair Metanol Gel Etanol Gel Perbandingan Nyala Alkohol Gel Dengan Alkohol Cair

(35)

35 KESIMPULAN

Alkohol gel dapat dibuat dengan prosedur pemanasan dan pengadukan menggunakan gelling agent asam stearat dan metil selulosa

Pada pembuatan alkohol gel, metanol yang hilang rata-rata sebanyak 5,4%

dan etanol yang hilang rata-rata 2,35%

Rasio penambahan asam stearat terhadap metil selulosa, tidak mempengaruhi berat terbakar, lama bakar dan nilai kalor yang ditransfer alkohol gel secara signifikan

Produk metanol gel hasil penelitian memiliki struktur gel lebih padat, warna api yang sama, waktu bakar 11,8% lebih lama dan memiliki nilai kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan 25,8% lebih besar daripada produk metanol gel yang ada di pasar

Metanol gel dan etanol gel yang optimum, terdapat pada variabel dengan penambahan asam stearat 3% dan metil selulosa 0,1;0,4;0,7 dan 1% dari komposisi total produk

(36)

Terima Kasih