BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 26
4.4 Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Yield Biolubricant 33
Hubungan antara konsentrasi katalis terhadap yield biolunricant terhadap penggunaan katalis tandan kosong kelapa sawit sebanyak 2%, 4%, dan 6% dapat dilihat pada gambar berikut
86 88 90 92 94 96 98 100
30 60 90 120 150 180
yield (%)
Waktu (menit)
6%
4%
2%
34
Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Yield Biolubricant
Pada Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa yield biolubricant cenderung meningkat seiring dengan peningkatan waktu reaksi. Dari hasil penelitian diperoleh konversi teritinggi pada waktu reaksi 180 menit katalis 6% yaitu sebesar 95,98 %, sedangkan konversi terendah terdapat pada waktu reaksi 60 menit katalis 2% yaitu sebesar 89,46
%. Hal ini sesuai dengan referensi menurut (Turco et al. 2017), konsentrasi katalis memberikan efek positif pada laju reaksi, dimana semakin lama waktu reaksi maka konversi produk semakin meningkat.
Pada waktu reaksi 60, 90, 120, 150, dan 180 menit konversi biolubricant meningkat dikarenakan adanya reaksi kimia antar reaktan yang dibantu oleh katalis menyebabkan jumlah asam oleat yang terkonversi menjadi biolubricant meningkat.
Pada penelitian ini, menggunakan katalis tandan kosong kelapa sawit 60 mesh yang telah di aktivasi dengan H2SO4. Makin lama waktu reaksi, makin besar konversi reaksi, ini disebabkan kesempatan zat-zat pereaksi untuk saling bertumbukan makin besar dengan menambah katalisator, sehingga menyebabkan tumbukan antara zat-zat pereaksi makin besar (Sidabutar, dkk., 2013). Mekanisme reaksi pembentukan biolubricant dapat dilihat pada gambar berikut:
Epoksi Asam Oleat Alkohol Ester (Biolubricant) Gambar 4.9 Mekanisme reaksi pembentukan biolubricant
(Mawardi 2008) 85
88 91 94 97 100
- 2 4 6 8
yield (%)
% katalis
60 menit 90 menit 120 menit 150 menit 180 menit
35
Biolubricant yang dihasilkan dari penelitian ini mungkin akan dapat diaplikasikan pada mesin hidrolik, karena hanya memenuhi standar viskositas kinematik ISO VG-22 sesuai dengan karakteristik yang telah di uraikan diatas. Adapun untuk pengujian secara langsung, baik pengujian indeks viskositas, titik tuang, titik nyala dan mengaplikasikannya kepada mesin hal ini tidak dapat dilakukan dikarenakan adanya pandemi coronavirus (COVID-19).
4.5 Uji Densitas
Uji densitas ini dilakukan untuk mengetahui densitas dari biolubricant yang dihasilkan sebagai salah satu sifat fisikanya. Pada suhu dan tekanan yang sama, densitas suatu senyawa dipengaruhi oleh bentuk molekulnya. Semakin besar molekul yang dimiliki, densitasnya akan semakin besar. Selain itu gaya tarikmenarik antar molekul (gaya dipol) juga mempengaruhi dimana semakin besar gaya tarikmenarik, maka densitas akan semakin besar (Sanjaya 2008). Pada penelitian ini, pengukuran densitas dilakukan pada suhu ruang yaitu ± 40 0C. Densitas produk hasil reaksi dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 4.10 Densitas Produk Hasil Reaksi
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa semakin lama reaksi dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, densitas produk semakin besar. Hal ini membuktikan bahwa semakin lama gugus -OH yang teradisi akan semakin banyak, menyebabkan semakin besar gaya tarik menarik antar molekul (gaya dipol) yang memperbesar nilai
0,88 0,9 0,92 0,94 0,96 0,98 1
1 2 3 4 5
Densitas (g/cm3)
Waktu (menit)
Densitas produk hasil reaksi pada katalis 2%
Densitas produk hasil reaksi pada katalis 4%
Densitas produk hasil reaksi pada katalis 6%
60 90 120 150 180
36
densitas produk. Dari variasi katalis dapat terlihat bahwa semakin banyak katalis yang ditambahkan akan mempercepat peningkatan densitas. Produk yang memiliki densitas tertinggi didapat pada katalis 6% selama 180 menit yaitu sebesar 0,982 g/cm3. Densitas merupakan parameter pentingdalam konversi nilai viskositas dinamik menjadikinematik. Viskositas kinematik diperoleh dari viskositas dinamik dibagi densitas (Sari, dkk., 2020)
37
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari penelitian ini adalah :
1. Viskositas kinematik dan yield biolubricant yang dihasilkan meningkat seiring meningkatnya konsentrasi katalis dan waktu reaksi. yield terendah terdapat pada waktu reaksi 60 menit dan persen katalis 2% yaitu sebesar 89,46 % dan yield teritinggi pada waktu reaksi 180 menit dan persen katalis 6% yaitu sebesar 96,32 %. Dan viskositas kinematik terendah terdapat pada waktu reaksi 60 menit persen katalis 2% yaitu sebesar 12,17 cSt dan viskositas kinematik teritinggi pada waktu reaksi 180 menit persen katalis 6% yaitu sebesar 26,08 cSt.
2. Biolubricant yang dihasilkan pada penelitian ini memenuhi standar ISO VG 22 dengan besaran viskositas kinematik 26,08 cSt.
3. Gugus karbonil pada hasil analisis FT-IR menunjukkan adanya senyawa ester yaitu pada panjang gelombang 1706,88 cm-1.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan yaitu :
1. Penelitian berikutnya disarankan untuk menambah variasi penelitian lagi, agar didapat waktu optimum dari penelitian ini.
2. Penelitian berikutnya pada pembuatan katalis heterogen disarankan menggunakan metode yang lain seperti metode karbonisasi hidrotermal satu tahap.
3. Penelitian berikutnya disarankan untuk uji karakteriasi yang lain seperti flash point dan pour point untuk mendapatkan hasil analisis produk yang didapat lebih mendalam.
38
DAFTAR PUSTAKA
Amalia, W, and Indi Cahya. 2020. Sintesis Biopelumas Dari Minyak Kelapa Sawit Menggunakan Katalis FeO yang Teremban dalam Zeolit Y. Skripsi. Jakarta:
Universitas Pertamina
Amril AR, Irdoni, Nirwana. 2016. Sintesis Bio-Pelumas dari Minyak Limbah Ikan Patin dengan Pengaruh Kecepatan Pengadukan dan Suhu Reaksi. 3(1):2-7.
Annisa, Arianti N., and Widayat Widayat. 2018. A Review of Bio-Lubricant Production from Vegetable Oils Using Esterification Transesterification Process.
MATEC Web of Conferences 156: 1–7.
Campanella, Alejandrina, Eduardo Rustoy, Alicia Baldessari, and Miguel A. Baltanás.
2010. Lubricants from Chemically Modified Vegetable Oils. Bioresource Technology 101(1): 245–54. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2009.08.035.
Debbie, Angelina, Irdoni, and Nirwana. 2016. Sintesis Bio-Pelumas Dari Minyak Biji Jarak: Pengaruh Rasio Mol Dan Waktu Reaksi. FTeknik 3(No. 2): 2–5.
Destyorini, Fredina, and Nanik Indayaningsih. 2019. Pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Bahan Baku Kertas Karbon. PISTON: Journal of Technical Engineering 1(2): 7–12.
ESGM. 2018. Annual Archivement of Development Report: Utilization of Natural Gas. : 43. https://migas.esdm.go.id/uploads/uploads/files/laporan- tahunan/Laptah-Migas-2018---FINAL.pdf.
Gamage, Padmasiri, Micheal O’Brien, dan Laken Karunanayake. 2009. Epoxidation of some vegetable oils and their hydrolysed products with peroxyformic acid- optimied to industrial scale. J.Natn.Sci.Foundation Sri Lanka 2009 37 (4):
229-240.
Gowri Krishnan, Shamala et al. 2018. Oil Palm Empty Fruit Bunches Fiber-Supported Heterogeneous Acid Catalyst for Esterification of Oleic Acid: Effect of Different Transition Metal Sulfate. International Journal of Engineering & Technology 7(4.35): 870.
Hassler. (1951). Activated Carbon, Chemical . New York.
39
Husin H, Mahidin, Marwan. 2011. Studi penggunaan katalis abu sabut kelapa, abu tandan sawit dan K2CO3 untuk konversi minyak jarak menjadi biodiesel. Jurnal Reaktor, Vol.13, No.4, hlm. 254-261
Ibrahim, T. Miftah, Chusnul Hidayat, and Umar Santoso. 2017. Oksidasi Dan Sulfonasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Katalis Asam Heterogen. Jurnal Rekayasa Kimia & Lingkungan 12(2): 77.
Lathifah, Tiva, Nia Yuliani, and Gladys Ayu PKW. 2019. Bentonit Teraktivasi Asam Sulfat Sebagai Adsorben Dalam Pemurnian Pelumas Bekas. 9: 1–10.
https://doi.org/10.31938/jsn.v9i1.170
Maisaroh, Indra Budi Susetyo, dan Bayu Rusmandana. 2016. Sintesis Asam 9,10- Dihidroksi Stearat (DHSA) melalui Hidrolisasi Epoksida dari Oksidasi Asam Oleat dengan Asam Performat. Reaktor, Vol.16 No.2,Juni Tahun 2016 ,Hal 57-64.
Manuaja, Christine F. 2017. Lipida. Manado: Universitas Sam Ratulangi.
Marques, João Paulo C. et al. 2019. Synthesis and Characterization of Potential Bio- Based Lubricant Basestocks via Epoxidation Process. JAOCS, Journal of the American Oil Chemists’ Society.
Mawardi, Muhammad Sanny. 2008. Pembuatan Pelumas-Bio Dari Asam Oleat Dengan Esterifikasi Menggunakan Katalis Asam Phosphatungstat/Zeolit. Skripsi.
Depok: Universitas Indonesia.
Mentari, Vidyanova Anggun, and Seri Maulina. 2018. Perbandingan Gugus Fungsi Dan Morfologi Permukaan Karbon Aktif Dari Pelepah Kelapa Sawit Menggunakan Aktivator Asam Fosfat (H3PO4) Dan Asam Nitrat (HNO3).
Talenta Conference Series: Science and Technology (ST) 1(2): 204–8.
Muhammad, Fadhil Burhannudin et al. 2015. PADA STUDI KASUS PELUMASAN PADA GEARBOX SEPEDA MOTOR. 6(2): 137–46.
Nor, Nurazira Mohd, Darfizzi Derawi, and Jumat Salimon. 2017. Chemical Modification of Epoxidized Palm Oil for Biolubricant Application. Malaysian Journal of Analytical Science 21(6): 1423–31.
Osalia, Survina et al. 2017. IMPREGNASI NATRIUM HIDROKSIDA PADA KARBON AKTIF CANGKANG JENGKOL SEBAGAI KATALIS DALAM PEMBUATAN BIODISEL. Prosiding Seminar Nasional Kimia 2017: 143–47.
40
Panchal, Tirth M. et al. 2017. A Methodological Review on Bio-Lubricants from Vegetable Oil Based Resources. Renewable and Sustainable Energy Reviews 70(November 2016): 65–70. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.105.
Pertamina, Pelumas. “Industrial Gear Oils, Hidraulic Oils & Turbine Oils.”
Pratama, Alfiansyah Aji. 2019. Proses Pembuatan Minyak Pelumas Mineral. 11(1):
19–24.
Purwanto, Edy, Emma Savitri, and Aditya Sivananda. 2011. Temperature and Acetic Acid Concentration Optimation in the Epoxidation Reaction of Palm Oil Methyl Ester. 5(2): 769–74.
Putra, Richie Adi, Renisa Ismayanti, and Duma Kalista W Agam. 2018. Sintesis Metil Ester Sulfonat Melalui Sulfonasi Metil Ester Minyak Kedelai Untuk Aplikasi Chemical Flooding. Jurnal Sains Materi Indonesia 19(No.2): 77–82.
Riyanto, Rahmat Fajar, Daniel, and Saibun Sitorus. 2017. Pemanfaatan Karbon Aktif Dari Arang Tempurung Kelapa Sebagai Katalis Pada Sintesis N-Butik Ester Dari Minyak Jelantah. Prosiding Seminar Nasional Kimia 2017 (ISBN 978-602- 50942-0-0): 159–63.
Sartika, Ratna Ayu Dewi. 2018. Pengaruh Asam Lemak Jenuh, Tidak Jenuh dan Aam Lemak Trans terhadap Kesehatan. Depok: Universitas Indonesia.
Sembiring, Meiliata Tryana dan Tuti Sarma, S. 2003. Arang Aktif (Pengenalandan Proses Pembuatannya). USU Digital Library, Indonesia, hal 1-9.
Sharma, Rajesh V., and Ajay K. Dalai. 2013. Synthesis of Bio-Lubricant from Epoxy Canola Oil Using Sulfated Ti-SBA-15 Catalyst. Applied Catalysis B:
Environmental 142–143: 604–14.
http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.06.001.
Sianturi, Daniel. 2013. Studi Perlakuan Tandan Kosong Kelaoa Sawit Pembuatan Komposit Polimer Busa Serta Analisa Hasil Uji Statik. Skripsi Medan : Universitas Sumatera Utara.
Sidabutar, Elizabeth D.C., M. Nur Faniudin, and M. Said. 2013. Pengaruh Rasio Reaktan Dan Jumlah Katalis Terhadap Konversi Minyak Jagung Menjadi Metil Ester. Jurnal Teknik Kimia 19(1): 40–49.
Sinaga, M. S., J. F. Simanjuntak, and O. Winda. 2019. Effect of Reaction Time and Catalyst Concentration on Making of Epoxy Compounds Using Sulphuric Acid
41
Catalyst Based on Crystallized Palm Fatty Acid Distillate. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 505(1): 0–6.
Sinaga, Mersi Suriani, Yeni Listiana, and hilde rosa Tampubolon. 2017. Pembuatan Epoksi Minyak Goreng Bekas (Effect Of Catalyst Concentration and Reaction Time To Epoxy Production From Waste Cooking. teknik kimia USU 6(3): 28–33.
Siskayanti, Rini, and Muhammad Engkos Kosim. 2017. Analisis Pengaruh Bahan Dasar Terhadap Indeks Viskositas Pelumas Berbagai Kekentalan. Jurnal Rekayasa Proses 11(2): 94–100.
Smisek M, Cerny. 1970. Activated carbon: Manufacture, properties and application.
New York: Elsevier Publishing Company.
Sukirno, Ir, and Dimas Rahadi Pitoyo. 2020. Utilization of Waste Cooking Oil to Synthesis of Trimethylolpropane Ester as Hydraulic Biolubricant. AIP Conference Proceedings 2255 (September).
Tampubolon, Hilde Rosa. 2017. Pembuatan Senyawa Epoksi dari Asam Lemak Tak Jenuh yang Berasal dari Kristalisasi Minyak Goreng Bekas. Skripsi. Medan:
Universitas Sumatera Utara.
Tehubijuluw, Hellna, I Wayan Sutapa, Mealan Lethuhur. 2014. Waste Cooking Oil Conversion To Biodiesel Catalized by Egg Shel of Purebred Chiken with Ethanol As A Solvent. EKSAKTA Vol. 14 No 1 Februari 2014,52-64.
Turco, Rosa et al. 2017. Synthesis of Biolubricant Basestocks from Epoxidized Soybean Oil. Catalysts 7(10).
Yanli, Noferi, Irdoni, Nirwana. 2016. Sintesis Biopelumas Dari Minyak Limbah Ikan Patin Pada Pengaruh Rasio Mol dan Waktu Reaksi. Jurnal Fakultas Teknik. Vol 3 No. 1.
Yi, Yap Chin. 2016. Synthesis of Solid Catalyst from Palm Empty Fruit Bunch by Using 4- Benzenediazonium Sulfonate Method for Production of Biodiesel.
Malaysia: Universiti Tunku Abdul Rahman
Yohanes, Heryoki, Wahyu Bahari Setianto, Gigih Atmaji, and Wahju Eko Widodo.
2013. Specification and Classification of Bio-Lubricant Base Fluid from Ring Opening of Epoxidized Methyl Oleate. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia. ISSN: 1693-4393