Pengaruh Waktu Transesterifikasi Terhadap Konversi Minyak Jelantah Menjadi Biodiesel

Pengaruh Waktu Transesterifikasi Terhadap Konversi Minyak Jelantah Menjadi Biodiesel

Putri Mayasari Anisah 1108130065 Pembimbing 1 Drs. Suwandi, M.Si.

Pembimbing 2 Egi Agustian, M.Eng.

Latar Belakang Angka rata-rata pertumbuhan energi terbarukan pada tahun 2011 [Renewable Energy Policy Netrwork For the 21st Century, 2012] Biodiesel production Wind power Hydropower

Geothermal Power Solar PV 0%

20%

40%

60%

80%

Latar Belakang Mengandung bahan karsinogenik Memiliki banyak jumlah triglserida

Memiliki viskositas tinggi

Rumusan Masalah

• Bagaimana pengaruh waktu reaksi menggunakan variasi rasio molar dan jumlah katalis terhadap konversi biodiesel yang dihasilkan? • Bagaimana kondisi optimum biodiesel yang dihasilkan dari minyak jelantah yang diperoleh dari tiga sumber berbeda?

Tujuan • Mengetahui pengaruh waktu terhadap konversi biodiesel berdasarkan variasi rasio molar dan jumlah katalis untuk memperoleh variabel optimum, serta menggunakan variabel optimum untuk mengetahui kondisi optimum biodiesel yang dihasilkan dari tiga jenis sumber minyak jelantah yang berbeda • Memperoleh hasil uji karakteristik biodiesel berdasarkan SNI.

Batasan Masalah •

• •

Penelitian ini menggunakan variasi tiga jenis bahan baku minyak jelantah yang diperoleh dari rumah makan pecel lele, penjual gorengan, dan pemakaian rumah tangga Variasi variabel yang digunakan dalam proses transesterifikasi meliputi rasio molar minyak dan metanol, jumlah katalis, dan variasi waktu reaksi. Parameter pada analisis karakteristik produk biodiesel yang dihasilkan meliputi pengukuran densitas, viskositas, bilangan asam, kadar air, pH, dan analisa komposisi biodiesel menggunakan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS) dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) untuk menentukan gugus fungsi.

Dasar Teori

Minyak Jelantah

Cara Menentukan Metode Pembuatan Biodiesel

Esterifikasi

Transesterifikasi

Data Kandungan Minyak Jelantah Menurut Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), minyak jelantah memiliki potensi sebagai alternatif energi bahan bakar yang bisa menurunkan 100% emisi gas buang sulfur dan CO2 serta CO sampai dengan 50%.

Parameter Berat jenis (kg/m3)

[Wijaya, 2011]

Kandungan 910.4

Viskositas kinematis 40o 39.07 C Bilangan asam

1.0037

Kadar air (% volume)

1.24

Bilangan peroksida (MgO2/100g)

0.0168

Flash point (o C)

247.7

Cara Menentukan metode pembuatan biodiesel • Langkah-langkah Analisis Bilangan Asam [Siregar, 2012] Timbang 1 gram sampel

Tambah 25ml etanol

Panaskan sampai larut

Tambah 3 tetes pp

Titrasi dengan larutan KOH-Etanol sampai pink seulas

Persamaan analisis bilangan asam

Persamaan Free Fatty Acids (FFA) [AOCS Official Method, 1993] >2% Esterifikasi <2% Transesterifikasi

Esterifikasi Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan metanol. Katalis yang digunakan dalam esterifikasi yaitu zat asam kuat, seperti asam sulfat (H2SO4), asam klorida (HCl). Produk samping dari proses esterifikasi berupa air. Minyak Jelantah

+

Metanol

↔ Metil Ester +

Air

Transesterifikasi Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigleserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan methanol dan katalis basa hingga menghasilkan metil ester asam lemak (Fatty Acids Methyl Esters = FAME) atau biodiesel dan gliserol sebagai produk samping.

Minyak Jelantah

+

Metanol

↔ Metil Ester + Gliserol

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses transesterifikasi • Pengaruh air dan kandungan asam lemak bebas • Rasio molar minyak dan metanol • Jumlah katalis • Waktu reaksi

Metodologi penelitian Densitas Analisis bahan baku

Viskositas Bilangan Asam

Pencucian

Pengeringan

Uji Karakteristik

Variabel • • • •

Jumlah katalis NaOH Waktu transesterifikasi Ratio molar Jenis minyak jelantah

= 0.75% dan 1% = 60, 90, 120, 150 menit = 1:3, 1:6, 1:9, 1:12, 1:15 = jelantah pecel lele jelantah rumah tangga jelantah penjual gorengan

Konversi Biodiesel [wong, 2006]

Tujuan perhitungan konversi yaitu untuk mengetahui kondisi optimum dari biodiesel yang dihasilkan

AV OL (Acid Value of Oil Layer) = bilangan asam dari biodiesel AV WCO (Acid Value of Waste Cooking Oil) = bilangan asam dari bahan baku minyak jelantah

Hasil dan pembahasan

Analisis bahan baku

Konversi biodiesel dari tiga jenis jelantah

Pengaruh waktu terhadap konversi biodiesel

Analisis kimia FTIR dan GCMS

Pengaruh jumlah katalis pada waktu optimum

Karakteristik biodiesel

Analisis bahan baku minyak jelantah

Sumber minyak Bilangan FFA Densitas jelantah Asam (%) (kg/m3)

Viskositas (cSt)

Kadar Air (%)

Penjual Pecel Lele

1,83

1,33

924,1

67,82

1,32

Pemakaian Rumah Tangga

0,82

0,87

980,1

64,18

1,41

Penjual Gorengan

1,10

1,00

965,1

53,02

1,47

FFA <2% maka dapat dilakukan proses transesterifikasi. Dan kadar air minimum diperoleh oleh minyak jelantah pecel lele.

Pengaruh waktu terhadap konversi biodiesel

Konversi (%)

Konversi biodiesel terhadap waktu dengan variasi molar rasio menggunakan jumlah katalis NaOH 0.75% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Ratio Molar 1:3 Ratio Molar 1:6 Ratio Molar 1:9 Ratio Molar 1:12 Ratio Molar 1:15

0

60 90 120 150 Waktu (menit)

Optimum pada rasio molar 1:6 dan waktu reaksi 60 menit dengan konversi biodiesel sebesar 84,87%

Konversi (%)

Hasil konversi biodiesel terhadap waktu dengan variasi molar rasio menggunakan jumlah katalis NaOH 1% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Ratio Molar 1:3 Ratio Molar 1:6 Ratio Molar 1:9 Ratio Molar 1:12 Ratio Molar 1:15

0

60 90 120 150 Waktu (menit)

Optimum pada rasio molar 1:6 dan waktu reaksi 60 menit dengan konversi biodiesel sebesar 85,26%.

Konversi (%)

Pengaruh jumlah katalis Terhadap konversi biodiesel pada waktu reaksi optimum 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68

0.75%

1%

60

Waktu Reaksi Optimum (menit)

• Pada penggunaan katalis 1% menghasilkan konversi yang lebih besar yaitu 85,26% • Variabel optimum yaitu rasio molar 1:6, katalis NaOH 1%, dan waktu reaksi 60 menit

Konversi biodiesel yang dihasilkan dari tiga jenis minyak jelantah

85.5 85 84.5

Konversi (%)

84 83.5

Pecel Lele

83 82.5 82 81.5

Rumah Tangga Penjual Gorengan

81

80.5

Konversi biodiesel dari jelantah pecel lele sebesar 85,26%, biodiesel dari jelantah rumah tangga sebesar 82,34% dan biodiesel dari jelantah penjual gorengan sebesar 82,20%

Analisis Fourier Transform Infra-Red (FTIR)

Biodiesel Minyak Jelantah

Analisis Gas Chromatography Mass

Spectrometry (GCMS)

Senyawa utama biodiesel dari minyak jelantah yaitu metil palmitat dan metil oleat yaitu sebesar 45,73% dan 31,55%.

Karakteristik biodiesel yang dihasilkan dari tiga jenis jelantah Karakteristik Nama Minyak

Bilangan Asam

Densitas (kg/m3)

Viskositas (cSt)

Kadar air (%)

PH

Biodiesel dari jelantah Pecel Lele

0,2704

875

5,18

0,03

7

Biodiesel dari jelantah Rumah tangga

0,2769

880

4,95

0,05

7

Biodiesel dari jelantah Penjual gorengan

0,2775

880

4,47

0,01

7

2,3-6,0

Maks 0,05

7-8

Standar SNI

Maks 0,8

850-890

Biodiesel yang dihasilkan sesuai standar SNI-04-7182-2006

Kesimpulan •

•

•

Variabel optimum yang diperoleh yaitu rasio molar minyak dan metanol sebesar 1:6, jumlah katalis NaOH 1% dan waktu reaksi 60 menit. Konversi biodiesel yang dihasilkan dari tiga minyak jelantah yang diperoleh dari sumber berbeda meliputi minyak jelantah pecel lele sebesar 85,26%, minyak jelantah rumah tangga sebesar 82,34%, dan minyak jelantah penjual gorengan sebesar 82,20%. Karakteristik biodiesel yang dihasilkan dari ketiga jenis minyak jelantah telah memenuhi standar SNI yang meliputi densitas, viskositas, bilangan asam, kadar air, dan PH.

saran

Diperlukan analisa lebih lanjut untuk mengetahui mutu biodiesel lainnya, diantaranya dengan uji nilai kalor, flash point, angka setana, kandungan gliserol bebas dan gliserol total, serta bilangan saponifikasi.

Dokumentasi Langkah kerja Timbang minyak jelantah Persiapan Transesterifikasi

Timbang katalis Melarutkan metanol dan katalis Tuang minyak jelantah

Proses Transesterifikasi

Tuang metanol dan katalis terlarut

Pemisahan, pencucian, pengukuran pH Setelah Transesterifikasi

Titrasi untuk pengukuran bilangan asam dan FFA

TERIMAKASIH