DISUSUN OLEH:1. ELISA FITRIYANI (I0518027)2. GEMILANG R. (I0518034) 3. HESTY SAFITRI(I0518043)4. WIDYA NUR R. (I0518087)

MK : TEKNOLOGI MINYAK NABATI

PEMBUATAN PELUMAS DARI MINYAK NABATI (BIOPELUMAS)

SEJARAH BIOPELUMAS◼ Biopelumas telah dimulai sejak tahun 1877.

◼ Pertama kali dihasilkan melalui reaksi Firiedel dan Crafts menggunakan bahan baku hidrokarbon dan katalis tri aluminium klorida (pelumas sintetis).

◼ Pada tahun 1937 telah diproduksi pelumas menggunakan bahan baku olefin melalui reaksi polimerisasi.

◼ Selanjutnya ribuan jenis ester telah dicoba sebagai pelumas di Jerman pada tahun 1938-1944.

◼ Tahun 1944 Zurich Aviation Congress (ZAC) tertarik memproduksi ester sebagai pelumas sintetis. Pelumas sintetik terus berkembang karena ramah lingkungan.

APA ITU BIOPELUMAS ?

◼ Pelumas adalah zat kimia yang umumnya berupa cairan, yang diberikan di antara dua benda yang bergerak dengan tujuan untuk mengurangi gaya gesek dan berfungsi sebagai lapisan pelingung. (Dermawan,Dkk. 2011).

◼ Pelumas bio atau biasa disebut biolubricant adalah pelumas yang secara tepat dapat terdegradasi (biodegradable) dan tidak beracun (nontoxic) bagi manusia dan lingkungan, serta dapat diperbaharui (renewable) (IENECA dalam kuweir, 2010).

MENGAPA MEMILIH

BIOPELUMAS ?

◼ Polusi lingkungan yang disebabkan oleh pelumas adalah limbah B3 dan non biodegradable. Sehingga akumulasi limbah pelumas akan berakibat pencemaran tanah, air dan udara. Untuk mengatasi permasalahan ini, maka harus ada usaha untuk menggantikan pelumas non biodegradable yaitu biopelumas.

◼ Untuk menunjang lingkungan yang mendukung pembangunan berkelanjutan, dunia membutuhkan pelumas biodegradable atau biopelumas. Biopelumas dapat menyamai karakteristik dan menggantikan fungsi pelumas berbasis petroleum.

BAHAN BAKU BIO PELUMAS

◼ Minyak Nabati atau lemak digunakan dalam pembuatan biopelumas karena mengandung asam lemak bebas (FFA) yang kemudian diolah menjadi senyawa ester melalui proses esterifikasi.

◼ Jika minyak nabati dibandingkan dengan minyak mineral sebagai minyak pelumas dasar, terdapat beberapa keunggulan dan keterbatasan.

◼ Sumber minyak nabati yang bisa digunakan adalah minyak kelapa sawit, minyak biji jarak, minyak kedelai, dan minyak rapeseed.

PEMBUATAN BIOPELUMAS DARI MINYAK JARAK

◼ Minyak jarak pagar (Jathropa curcas, L) memiliki kandungan minyak pagar berkisar 32 – 35 %, sedangkan kelapa sawit sekitar 24%.

◼ Minyak jarak tidak dapat langsung digunakan sebagai pelumas. Karena pada dasarya minyak nabati tidak stabil terhadap reaksi oksidasi.

◼ Minyak jarak dapat dimodifikasi menjadi pelumas dengan mengubah grup menjadi ester. Alasan ester dapat digunakan sebagai biolubrikan karena ester memiliki sifat baik pada suhu rendah (Santi, 2016).

◼ Sifat baik ester yang dimaksud adalah (berdasarkan hasil penelitian Jumat Salimon et al, 2012). Ester lebih stabil dibandingkan trigliserida. Sifat kimia Ester ditentukan oleh keseimbangan antara panjang rantai alkil dan gugus fungsional yang terikat oleh ester. Semakin panjang rantai alkil trigliserida, viskositas dan indeks viskositas semakin tinggi. Sedangkan titik tuang, tingkat biodgradabilitas, dan stabilitas oksidasi ditentukan oleh jenis rantai cabang. Jumlah ester (mono, di atau tri) berpengaruh terhadap kompatibiliti pelumas. Sedangkan jumlah asam dari ester merupakan hambatan sterik berpengaruh terhadap stabilitas terhadap reaksi hidrolisis dan stabilitas termal.

SIFAT MINYAK BIJI JARAK PAGAT

REAKSI DALAM PEMBUATAN BIOPELUMAS DARI MINYAK NABATI

Minyak nabati atau lemak tidak dapat langsung digunakan sebagai pelumas karena minyak nabati tidak stabil terhadap reaksi oksidasi. Hal tersebut dapat meningkat polusi udara yang disebabkan oleh uap hasil oksidasi. Untuk menaikkan stabilitas minyak, ikatan rangkap harus dieleminasi dengan cara membuka ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal (jenuh).

Ada beberapa tahapan untuk memodifikasi minyak nabati menjadi senyawa Ester, yaitu:

1. Reaksi Hidrolisis

2. Reaksi Eposkidasi

3. Reaksi Esterifikasi

4. Reaksi Pembentukan Di-Ester

5. Reaksi Pembentukan Tri-Ester

REAKSI HIDROLISIS

Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis Trigliserida menjadi Asam lemak bebas (FFA) dan Gliserol. Reaksi ini berlangsung pada temperatur 120oC, tekanan 1 atm menggunakan bantuan katalisator asam

selama 1-3 jam. Gliserol adalah hasil samping sedangkan Asam lemak bebas akan direaksikan lebih lanjut menjadi senyawa turunannya yaitu senyawa Epoksi.

REAKSI EPOKSIDASI

Ikatan rangkap pada Asam lemak bebas dibuka melalui reaksi pembukaan rantai (Epoksidasi) menjadi rantai tertutup.Senyawa Epoksida tidak mengandung ikatan rangkap sehingga memiliki stabilitas termal yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam lemak bebas. Untuk menstabilkan minyak nabati dari reaksi oksidasi, adalah dengan cara memodifikasi minyak atau trigliserida menjadi senyawa Epoksi melalui reaksi epoksidasi.

REAKSI ESTERIFIKASIGugus asam COOH pada senyawa epoksida belum dapat memenuhi persyaratan sebagai pelumas. Sifat

asam senyawa menyebabkan korosi pada alat. Untuk menurunkan keasamaan, Epoksi harus dimodifikasi lebih lanjut menjadi senyawa Ester melalui reaksi Esterifikasi.

Stabilitas masih harus ditingkatkan lagi dengan reaksi tahap selanjutnya yaitu reaksi pembentukan di dan tri Ester.

REAKSI PEMBENTUKAN DI-ESTER

Reaksi pembentukan Di-ester yaitu reaksi gugus COOH dengan Ethyl heksanol menghasilkan Di-ester.

REAKSI PEMBENTUKAN TRI-ESTER

Senyawa Di- Ester dari Minyak nabati belum memenuhi sayarat sebagai pelumas, karena masih ada satu gugus reakstif yaitu gugus OH (hidroksil). Gugus hidroksil bersifat basa memerlukan Asam untuk membentuk Ester. Reaksi Di-ester dengan Asam karboksilat untuk membentuk Tri-Ester dilakukan menggunakanbantuan katalis Asam sulfat.

◼ Bahan yang digunakan adalah Minyak Biji Jarak Pagar yang digunakan pada proses pembentukan asam lemak adalah HCl pekat dengan konsentrasi 10 N dengan jumlah katalis sebanyak 0,1% w/w.

◼ Katalis yang digunakan pada proses esterifikasi adalah H2SO4 sebanyak 0,3% w/w. Etilen glikol pada esterifikasi pada variasi rasio mol 1:3, 1:4, dan 1:5.

◼ Alat yang digunakan adalah reaktor leher empat, stirrer dan rotor, oil bath, kondensor Liebig, tachometer, termometer , piknometer, viskometer Oswald, Labu ukur, erlenmeyer, corong pisah, pipet tetes dan oven.

◼ Prosedurnya adalah proses penyabunan dengan rasio molar antara minyak biji jarak dan KOH yaitu 1 : 4 selama 1 jam pada temperatur reaksi 80OC.

◼ Setelah itu, sabun yang diperoleh dipisahkan dari sisa KOH, kemudian ditambahkan HCl pekat 10 N dengan perbandingan volume minyak biji jarak dan HCl yaitu 1:1.

◼ Campuran di aduk selama 20 menit maka akan terbentuk asam lemak dan kristal KCl.

◼ Karena produknya membentuk 2 fasa, pada akhir percobaan, campuran reaksi dimasukkan ke dalam corong pisah. Lapisan asam lemak di atas dan kristal KCl di bawah. Asam lemak langsung di esterifikasi dengan etilen glikol dengan temperatur reaksi 180OC dan kecepatan pengadukan 200 rpm dan dengan variasi waktu reaksi 2 jam, 4 jam dan 6 jam serta rasio mol terhadap etilen glikol 1:3, 1:4 dan 1:5. Produknya akan membentuk 2 fasa, dimasukkan ke dalam corong pisah. Bio-pelumas terdapat pada bagian atas.

PEMBUATAN BIOPELUMAS DARI MINYAK BIJI JARAK DENGAN ESTERIFIKASI

KARAKTERISTIK SIFAT FISIKA DAN KIMIA BIO-PELUMAS YANG DIHASILKANHasil analisa sifat fisika dan sifat kimia biopelumas menunjukkan bahwa proses yang dilakukan telah berhasil, hal ini dapat dilihat dari :

◼ Adanya peningkatan indeks viskositas (karena viskositas adalah suatu sifat yang menentukan besarnya daya tahan terhadap gaya geser atau dapat didefinisikan sebagai ketahanan terhadap aliran, jadi semakin besar semakin bagus).

◼ Adanya peningkatan titik nyala (karena apabila titik nyala dari suatu biopelumas itu rendah maka biopelumas tersebut akan mudah terbakar).

◼ Menurunnya titik tuang (titik tuang atau pour point adalah temperatur terendah dimana minyak bisa mengalir dalam kondisi tertentu ketika didinginkan tanpa gangguan pada batasan yang telah ditentukan).

◼ Keberhasilan pada proses pembuatan asam ditunjukkan dengan meningkatnya persen ALB (Asam Lemak Bebas) dari asam lemak yang dihasilkan.

◼ Keberhasilan pada proses esterifikasi ditunjukkan dengan menurunnya persen ALB.

KELEBIHAN BIOPELUMAS◼ Tidak beracun atau merusak lingkungan.

◼ Lebih aman dalam hal titik nyala (flash point yang tinggi).

◼ Memiliki berat molekul yang lebih stabil yang menyebabkan nilai indeks viskositas (VI) minyak nabati lebih besar daripada pelumas mineral (Rochmat, 2018). Hal ini menyebabkan viskositasnya konstan.

◼ Memiliki volatilitas yang rendah sehingga tidak mudah menguap (Honary dalam kuweir, 2010).

◼ Emisi lebih rendah.

◼ Bio-pelumas terurai lebih dari 98% di dalam tanah, tidak seperti sebagian pelumas sintesis dan pelumas mineral yang hanya terurai 20% hingga 40%, selain itu minyak nabati dipakai pada mesin mengurangi hampir semua bentuk polusi udara dibanding penggunaan minyak bumi (Yassir, 2010).

◼ Mudah mengalir dari suhu rendah ke bagian pelat bersuhu lebih tinggi, karena kekentalan minyak berkurang akibat kenaikan suhu.

◼ Mudah membentuk emulsi dengan air.

◼ Memiliki sifat pelumasan yang lebih baik karena struktur molekulnya lebih polar sehingga lebih menempel pada permukaan.

KEKURANGAN BIOPELUMAS

◼ Teknologi yang dimiliki belum memadai.

◼ Pengetahuan yang masih terbatas (masih berupa penelitian-penelitian).

◼ Biaya produksi tinggi.

◼ Lebih mahal dari pada pelumas biasa.

TERIMA KASIH