i

BAHAN AJAR SISWA

REKAYASA ALAT PENGOLAH DAN STNDAR MUTU BIODIESEL

Disusun oleh:

Wanto, S.T., M. Eng. Senja, S.Pd., M.T.

Didukungi oleh:

TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS

Dikembangkan oleh:

ETC Foundation the Netherlands

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung Desember 2014

i

KATA PENGANTAR

Bahan ajar siswa ini dimaksudkan untuk memandu siswa dalam

melaksanakan tugas kegiatan belajar di sekolah. Dengan demikian diharapkan

setiap siswa akan berusaha untuk melatih diri memecahkan berbagai persoalan

sesuai dengan tuntutan kompetensi yang akan dipilih.

Di dalam buku bahan ajar siswa ini diberikan kegiatan belajar, tugas- tugas

dan tes formatif dimana seluruh kegiatan tersebut diharapkan dikerjakan/dilakukan

secara mandiri/kelompok oleh setiap siswa untuk melatih kemampuan dirinya dalam

memecahkan berbagai persoalan.

Dalam pelaksanaanya seluruh kegiatan dilakukan oleh setiap siswa dengan

arahan guru, dan pada akhir kegiatan pembelajaran seluruh materi dari bahan ajar

siswa ini akan diujikan secara mandiri untuk memenuhi tuntutan kompetensi siswa.

Materi pembelajaran atau bahan dari bahan ajar siswa dan tugas-tugas ini

diambil dari beberapa buku referensi yang dipilih dan juga buku referensi tersebut

sebagai bahan bacaan yang dianjurkan untuk memperkaya penguasaan

kompetensi siswa.

Diharapkan setiap siswa setelah mempelajari dan melaksanakan semua

petunjuk dari bahan ajar siswa ini secara tuntas, akan mempunyai kompetensi sesuai

dengan tuntutan pekerjaan sebagai tenaga pelaksana pemeliharaan Teknik Energi

Terbarukan.

Bandung, Maret 2014

Kepala PPPPTK BMTI,

Dr. Dedy H. Karwan, MM

NIP. 19560930 198103 1 003

ii

KATA PENGANTAR

Rekayasa Alat Pengolah Dan Standar Mutu Biodiesel merupakan salah satu

Modul pada kegiatan pembelajaran biodiesel yang diselenggarakan atas kerjasama

EEP dengan Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga

Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri (P4TKBMTI).

Modul ini disusun sebagai bahan ajar pendukung untuk meningkatkan

pemahaman para siswa terhadap alat yang diperlukan untuk mengolah dari alat

panen, hingga menjadi biodiesel. Selain itu, dijelaskan mengenai standar biodiesel

dan cara analisa berdasarkan acuan standar nasional indonesia (SNI).

Penyusun berusaha sedapat mungkin menuangkan berbagai alat pemroses

biodesel mulai dari alat pengolah bahan mentah, alat pemroses biodesel, serta alat

pengujian untuk standardisasi biodesel. Modul ini menjelaskan pula prosedur-

prosedur untuk penggunaan alat serta bahan penunjang yang digunakan. Dengan

harapan agar dalam penerapannya dapat memilih, menggunakan, dan

menggembangkan alat–alat biodesel yang tepat.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan modul ini masih banyak

kekurangan, oleh karena itu saran dan masukan sangat diharapkan untuk

penyempurnannya. Semoga modul ini bermanfaat dalam rangka mendorong

berkembangnya indutri bahan bakar yang memanfaatkan minyak nabati dari hulu

sampai ke hilir.

Cimahi, Maret 2014

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR……………………………………….....…………………………… ii

DAFTAR ISI………………………………………………….....………………………….. iii

DAFTAR TABEL....…………………………………………....………………………….. v

DAFTAR GAMBAR………….………………………………....………………………… vi

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL……………………....……………….………... vii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang…………………………………......…………………………… 1

B. Deskripsi…………………………………………......………………………….. 7

C. Tujuan Pembelajaran…………………………….....…………………………. 7

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok…………….....………………………... 7

BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN

A. MATERI POKOK 1

1. Peralatan Pengolah Biodiesel………………….………….......………..…. 8

2. Indikator Keberhasilan ……………….………………….....………… 8

3. Uraian dan Contoh…..…...……………………………...………....………... 8

4. Latihan………………………………….……..……….………….....……… 29

5. Rangkuman………………………….………..…………………......……... 30

6. Evaluasi Materi Pokok……………….…………..……………....………... 31

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut…………………....…………....………... 32

B. MATERI POKOK 2

1. Standar Mutu Biodiesel …………………………….………....…….. 33

2. Indikator Keberhasilan ………………..…………………....………. 33

3. Uraian dan Contoh………………………………..……………....………. 33

4. Latihan……………………………………..……………………....………. 42

5. Rangkuman……………………………………..………………....………. 42

6. Evaluasi Materi Pokok 2………………………………..………....……… 43

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut………………..………………....……... 44

iv

B. MATERI POKOK 3

1. Prosedur Analisa Biodiesel ……………….……………....…………….. 45

2. Indikator Keberhasilan ………………………..……....……………. 45

3. Uraian dan Contoh…………………………………………......…………. 45

4. Latihan………………………………..…………………….....……………. 95

5. Rangkuman……………………………..…………………....……………. 96

6. Evaluasi Materi Pokok 3……………………..……………....…………… 97

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut…………………………....…..………... 98

BAB III PENUTUP…………………………………….…………………....……………. 99

KUNCI JAWABAN………………………………………………..………....…………. 100

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………..…………....………….. 101

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Penggunaan BBM pada sektor transportasi di Indonesia

Tabel 2 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan biodisel (B100) sebagai

Campuran BBM

Tabel 3 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan bioetanol (E100) sebagai

Campuran BBM

Tabel 4 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan minyak nabati murni (O100)

sebagai Campuran BBM

Tabel 5 Perbedaan kelebihan pada reaktor awal dan reaktor pengembangan

Tabel 6 Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006)

Tabel 7 Perbandingan standar biodiesel internasional

Tabel 8 Tipe Viskometer

Tabel 9 Persamaan waktu alir bermacam produk bahan bakar

Tabel 10 Handwheel reading yang tepat

Tabel 11 Spesifikasi termometer

Tabel 12 Spesifikasi sentrifuse

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Buah jarak pagar pada beberapa tingkat kematangan

Gambar 2 Alat bantu panen kelapa sawit egrek dan kapak buah

Gambar 3 Alat pemecah buah jarak

Gambar 4 Pengepresan biji menggunakan dongkrak hidrolik

Gambar 5 Double stage screw expeller

Gambar 6 Single stage screw Expeller

Gambar 7 Desain screw press single stage

Gambar 8 Teknik ekstraksi minyak menggunakan pelarut

Gambar 9 Teknik pemisahan minyak dari pelarut

Gambar 10 Alat penyaring minyak nabati tipe putar

Gambar 11 Alat penyaring minyak nabati tipe horizontal

Gambar 12 Beberapa contoh reaktor biodesel yang ada lapangan

Gambar 13 Reaktor biodiesel awal

Gambar 14 Reaktor pengembangan

Gambar 15 Detail bagian-bagian reaktor pengembangan

Gambar 16 Kondensor

Gambar 17 Heater dan termokopel

Gambar 18 Gelas indikator

Gambar 19 Pompa input-output

Gambar 20 Pompa vakum

Gambar 21 Kaca kontrol

Gambar 22 Corong input katalis

Gambar 23 Sistem agitator reactor dan drive motor reaktor biodiesel multifungsi

Gambar 24 Aliran cairan tipe radial dan axial

Gambar 25 Bentuk impeller pada agitator tipe radial dan axial

Gambar 26 Rumus bangun asam malvalat dan asam sterkulat

Gambar 27 Piknometer

Gambar 28 Viscometer

Gambar 29 Cetane meter

Gambar 30 Pensky-Martens closed cup flash test

Gambar 31 Water bath

Gambar 32 Sentrifuse

vii

Gambar 33 Berbagai macam labu

Gambar 34 Evaporating dish

Gambar 35 Krus-krus Vycor

Gambar 36 Labu erlenmeyer

Gambar 37 Buret

viii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

1. Baca semua isi dan petunjuk pembelajaran modul mulai halaman judul hingga

akhir modul ini. Ikuti semua petunjuk pembelajaran yang harus diikuti pada

setiap Kegiatan Belajar.

2. Belajar dan bekerjalah dengan penuh tanggung jawab dan sepenuh hati, baik

secara kelompok maupun individual sesuai dengan tugas yang diberikan.

3. Kerjakan semua tugas yang diberikan dan kumpulkan sebanyak mungkin

informasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemahaman Anda terhadap

modul ini.

4. Kompetensi yang dipelajari di dalam modul ini merupakan kompetensi

minimal. Oleh karena itu disarankan Anda mampu belajar lebih optimal.

5. Laporkan semua pengalaman belajar yang Anda peroleh baik tertulis maupun

lisan sesuai dengan tugas setiap modul.

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Pemanasan global yang memicu terjadinya perubahan iklim telah menjadi

perhatian masyarakat dunia. Wacana ini diangkat ke acara Earth Summit di Rio de

Janeiro, Brazil, pada tahun 1992 yang menghasilkan Kerangka Konvensi untuk

Perubahan Iklim (United Nation Framework Convention on Climate Change-

UNFCCC) dan ditandatangai oleh 167 negara. Kerangka ini mengikat secara

moral semua negara-negara industri untuk menstabilkan emisi CO2. Indonesia ikut

menyetujui konvensi ini melalui Undang Undang No. 6 Tahun 1994 mengenai

perubahan iklim dan Undang Undang No. 17 Tahun 2004 tentang pengesahan

Protokol Kyoto.

Indonesia sebagai negara berkembang tidak berkewajiban untuk mengurangi

emisi CO2, namun diharapkan untuk melaporkan besarnya emisi CO2 yang

dihasilkan. Dalam kaitan ini, Indonesia telah menyampaikan kepada UNFCCC

hasil penyusunan Komunikasi Nasional Pertama (First National Communication)

pada tahun 1999 dan Indonesia Second National Communication Under The

United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) pada tahun

2009 sebagai bukti keseriusannya dalam menangani perubahan iklim. Salah satu

rencana pemerintah untuk menurunkan emisi gas rumah kaca di bidang energi

adalah penggunaan bahan bakar yang lebih bersih dan penggunaan energi baru

dan terbarukan (EBT).

Emisi CO2 dapat berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, seperti: batubara,

minyak bumi dan gas bumi, emisi dari industri semen dan konversi lahan.

Berdasarkan data dari Carbon Dioxide Information Analysis Center (2000)

penggunaan bahan bakar fosil merupakan sumber utama emisi CO2 di dunia dan

mencapai 74% dari total emisi. Konversi lahan mempunyai kontribusi sebesar

24% dan industri semen sebesar 3%. Emisi CO2 merupakan bagian terbesar dari

emisi Gas Rumah Kaca (GRK) di Indonesia dengan pangsa sebesar hampir 70 %

sedangkan gas lainnya sebesar 30 %. Berdasarkan laporan Komunikasi Nasional

Pertama, sumber utama emisi GRK adalah sektor energi dan sektor kehutanan.

Sektor energi mempunyai pangsa sebesar 46 % dari total emisi GRK yang berasal

dari penggunaan bahan bakar fosil pada bermacam-macam aktivitas seperti:

2

produksi energi, pengolahan energi dan juga pembakaran energi yang digunakan

baik untuk pembangkit listrik maupun untuk keperluan industri lainnya

Berdasarkan jenis energinya, konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) merupakan

konsumsi energi komersial terbesar. Berdasarkan data tahun 2010, bahwa

konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) mencapai 61 juta liter (Tabel 1).

Tabel 1 Penggunaan BBM pada sektor transportasi di Indonesia Tahun AVGAS AVTUR MOGAS Minyk

tanah Minyak solar

Minyak diesel

Minyak bakar

Total

Ribu SBM*

Ribu Kiloliter

2005 17 13.682 101.867 67.395 175.518 5.893 33.431 397.802 63.927

2006 19 14.303 99.458 59.412 164.656 3.289 33.554 374.691 60.222

2007 12 14.845 105.940 58.672 166.448 1.781 35.756 383.453 61.664

2008 11 15.526 114.796 46.836 175.148 1.196 34.594 388.107 62.388

2009 9 16.262 129.255 28.332 173.134 959 31.190 379.142 61.037

2010 15 22.180 148.575 18.093 174.669 990 23.719 388.241 61.730

*Setara Barel Minyak

Sumber :Kementerian ESDM (2012)

Konsumsi BBM yang tinggi ini membebani anggaran pemerintah dalam pemberian

subsidi. Peningkatan jumlah penduduk serta tingginya ketergantungan masyarakat

Indonesia terhadap minyak bumi semakin memperparah kondisi di atas.

Penambahan jumlah penduduk akan berakibat pada peningkatan kebutuhan

sarana transportasi dan aktivitas industri yang akan berakibat lebih lanjut pada

peningkatan kebutuhan dan konsumsi BBM nasional. Beban tersebut akan terus

meningkat seiring dengan kenaikan harga minyak dunia karena pemerintah masih

harus mengimpor sebagian BBM untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.

Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (BBN) atau biofuel sebagai sumber energi yang

dapat diperbaharui dapat merupakan salah satu pilihan untuk membantu

mengatasi besarnya tekanan kebutuhan BBM. Berbagai kebijakan pemerintah

telah dikeluarkan yang melibatkan banyak pihak mulai dari: tingkat departemen,

kelembagaan negara, pemerintah daerah, perguruan tinggi, BUMN, perusahaan,

LSM, koperasi hingga lapisan masyarakat.

Melalui Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 tentang

Kebijakan Energi Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif

sebagai pengganti BBM, Pemerintah mengumumkan rencana Indonesia untuk

3

mengurangi ketergantungan pada bahan bakar minyak. Kebijakan ini bertujuan

untuk mewujudkan keamanan pasokan energi dalam negeri. Kebijakan utama

meliputi penyediaan energi yang optimal, pemanfaatan energi yang efisien,

penetapan harga energi ke arah harga keekonomian dan pelestarian lingkungan.

Pengembangan bioenergi atau bahan bakar nabati sebagai sumber energi

alternatif sangat strategis untuk mengatasi permasalahan yang ada. Langkah

nyata pemerintah Indonesia dalam pengembangan bahan bakar nabati adalah

dengan diterbitkannya Instruksi Presiden No.1 Tahun 2006 tertanggal 25 Januari

2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai

Bahan Bakar Lain.

Penggunaan bahan bakar nabati sebagai subtitusi BBM juga telah didukung oleh

Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia nomor 25

tahun 2013 tentang perubahan atas peraturan menteri energi dan sumber daya

mineral nomor 32 tahun 2008 tentang penyediaan, pemanfaatan, dan tata niaga

bahan bakar nabati (biofuel) sebagai bahan bakar lain. Berdasarkan Peraturan

Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia nomor 25 tahun

2013 bahan bakar yang ditetapkan kewajiban minimalnya sebagai campuran

bakar minyak adalah biodiesel, bioetanol, dan minyak nabati murni.

Biodiesel merupakan bentuk ester dari minyak nabati. Bahan baku dapat berasal

dari kelapa sawit, jarak pagar, kedelai dan kelapa. Dalam pemanfaatanya

dicampur dengan minyak solar dengan perbandingan tertentu. B5 merupakan

campuran 5% biodiesel dengan 95% minyak solar yang dijual secara komersiil

oleh Pertamina dengan nama dagang biosolar.

Bioetanol merupakan anhydrous alkohol yang berasal dari fermentasi tetes tebu,

singkong, jagung atau sagu. Bioetanol dimanfaatkan untuk mengurangi konsumsi

premium. E5 merupakan campuran 5% bioetanol dengan 95% premium yang

telah dipasarkan Pertamina dengan nama dagang biopremium. Penggunaan

bioetanol sampai dengan E15 tidak perlu melakukan modifikasi mesin kendaraan

yang sudah ada, tetapi untuk E100 hanya dapat digunakan untuk mobil jenis FFV

(flexible fuel vehicle).

Minyak nabati murni yang sering disebut pure plant oil (PPO) adalah minyak

nabati yang tidak perubahan sifat kimiawi dan dimanfaatkan secara langsung

4

untuk mengurangi konsumsi solar industri, minyak diesel, minyak tanah dan

minyak bakar. O15 merupakan campuran 15% PPO dengan 85% minyak diesel

dan dapat digunakan tanpa tambahan peralatan khusus untuk bahan bakar

peralatan industri. Pemakaian yang lebih besar dari O15 harus menambah

peralatan konverter.

Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan bahan bakar nabati sebagai

campuran bahan bakar minyak disajikan pada tabel 2, Tabel 3, dan tabel 4.

Tabel 2 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan biodisel (B100) sebagai Campuran BBM

Jenis Sektor Septem

ber 2013

Januari 2014

Januari 2015

Januari 2016

Januari 2020

Januari 2025

Keterangan

Rumah Tangga - - - - - - Saat ini tidak ditentukan

Transportasi PSO

10% 10% 10% 20% 20% 25% Terhadap Kebutuhan total

Transportasi Non PSO

3% 10% 10% 20% 20% 25% Terhadap Kebutuhan total

Industri dan Komersial

5% 10% 10% 20% 20% 25% Terhadap Kebutuhan total

Pembangkit Listrik

7,5% 20% 25% 30% 30% 30% Terhadap Kebutuhan total

* PSO “Public Service Obligation” Pelaksanaan Kewajiban Pelayanan Publik oleh BUMN

Tabel 3 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan bioetanol (E100) sebagai Campuran BBM

Jenis Sektor September

2013

Januari

2014

Januari

2015

Januari

2016

Januari

2020

Januari

2025

Keterangan

Rumah Tangga - - - - - - Saat ini tidak ditentukan

Transportasi PSO

- 0,5% 1% 2% 5% 10% Terhadap Kebutuhan total

Transportasi Non PSO

1% 1% 2% 5% 10% 20% Terhadap Kebutuhan total

Industri dan Komersial

- 1% 2% 5% 10% 20% Terhadap Kebutuhan total

Pembangkit Listrik

- - - - - - Terhadap Kebutuhan total

5

Tabel 4 Penetapan kewajiban minimal pemanfaatan minyak nabati murni (O100)

sebagai Campuran BBM

Jenis Sektor September

2013

Januari

2014

Januari

2015

Januari

2016

Januari

2020

Januari

2025

Keterangan

Rumah Tangga - - - - - - Saat ini tidak ditentukan

Industri dan Transportasi (low and medium speed engine)

Industri 1% 5% 10% 20% 20% 20% Terhadap Kebutuhan total

Transportasi Laut

- - - 20% 20% 20% Terhadap Kebutuhan total

Transportasi Udara

- - - 2% 3% 5% Terhadap Kebutuhan total

Pembangkit Listrik 1% 65 155 20% 20% 20% Terhadap Kebutuhan total

Salah satu jenis bahan bakar yang banyak digunakan di Indonesia adalah bahan

bakar solar. Potensi pengembangan bahan bakar pengganti minyak solar cukup

besar mengingat kebutuhkan solar nasional di tahun 2010 adalah sebesar 18.093

ribu SBM. Angka ini tentu saja bukan angka yang kecil mengingat jumlah ini

hanya dibutuhkan oleh satu negara saja. Jika hal ini dibiarkan terus menerus

tanpa ada solusi pengendalian, maka ketersediaan bahan bakar dunia akan

terancam dan tidak ada yang tersisa untuk kelanjutan hidup di masa yang akan

datang. Oleh karena itu, perlu adanya bahan bakar diesel alternatif yang memiliki

sifat mirip dengan solar tetapi dapat diperbarui. Salah satu bahan bakar alternatif

tersebut adalah biodiesel.

Biodiesel merupakan alternatif terbaik pengganti bahan bakar diesel. Selain dapat

digunakan secara langsung pada mesin tanpa modifikasi, juga ramah lingkungan

(Xu dan Wu, 2003). Biodiesel dapat dibuat dari dari minyak nabati (Ramos et al.,

2009), lemak hewan (Saraf dan Thomas, 2007), maupun minyak goreng bekas

(Sunthitikawinsakul dan Sangatith, 2012).

Ide menggunakan minyak nabati secara langsung untuk mesin diesel sudah

dilakukan orang lebih dari 100 tahun lalu oleh penemunya sendiri, Rudolf Diesel

pada tahun 1985 dengan menggunakan minyak tanah untuk menggerakkan

6

diesel. Namun hingga meninggalnya Rudolf Diesel pada tahun 1913, visi

pengembangan minyak nabati sebagai bahan bakar belum selesai bahkan terhenti

karena perkembangan produksi minyak solar dan harga solar yang murah.

Pengembangan minyak nabati mulai marak dibicarakan setelah terjadi kenaikan

harga minyak bumi.

Karakteristik minyak nabati tidak memungkinkan penggunaannya secara langsung

karena terdapat asam lemak bebas, gum dan viskositasnya tinggi sehingga dapat

mengganggu performa mesin diesel dan dapat mengakibatkan pengendapan

pada mesin disel (Rodrigues et al., 2006). Oleh karena itu sebagai bahan bakar

sehingga diperlukan suatu proses untuk mengubah minyak nabati menjadi bahan

bakar (Korus et al., 2000). Schwab et al. (1987) mengatakan, ada tiga teknologi

yang pada umumnya digunakan untuk memproduksi biodiesel, yaitu pirolisis,

mikroemulsifikasi, dan transesterifikasi.

Biodiesel memiliki beberapa kelebihan diantaranya:

1. Biodegradable (dapat terurai), lebih dari 90% biodiesel dapat terurai dalam 21

hari (Mudge dan Pereira, 1999; Speidel et al., 2000)

2. Renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui,

3. Mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik dibanding solar minyak bumi,

sehingga mesin dapat bertahan lebih lama,

4. Titik bakar lebih tinggi dibandingkan solar, sehingga memudahkan dalam

penyimpanan dan penanganan.

5. Motor diesel tidak membutuhkan modifikasi khusus untuk menggunakan

biodiesel..

6. Biodiesel dapat dicampur dengan solar minyak bumi biasa dengan berbagai

perbandingan.

7. Mengurangi emisi gas buang; particulate matter (PM), total hydrocarbon (THC),

dan carbon monoxide (CO), tetapi menambah nitrogen oxides (NOx) (Knothe et

al, 2006; lopez et al, 2009).

8. Biodiesel mengandung sulfur yang lebih rendah dibandingan solar, sehingga

tidak terlalu banyak mengeluarkan zat toksik (Harrington, 1986; USEPA., 2002).

9. Keuntungan komparatif dalam penggunaan biodiesel ini dapat

menyeimbangkan antara pertanian, pengembangan ekonomi dan lingkungan

(Meher et al., 2006).

7

B. Deskripsi

Modul ini berisi pengetahuan tentang peralatan pengolah biodiesel, standar mutu

biodiesel, dan prosedur analisa biodiesel.

C. Tujuan Pembelajaran

Setelah menyelesaikan modul ini, Peserta diklat diharapkan dapat mengerti dan

memahami berbagai aspek yang menjadi bagian dalam rekayasa alat pengolah

biodiesel serta mampu melakukan penentuan standar mutu biodiesel.

D. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Materi dan sub materi pokok dalam modul ini adalah:

1. Peralatan Pengolah Biodiesel

2. Standar Mutu Biodiesel

a. Standar Mutu Biodiesel Indonesia

b. Standar Mutu Biodiesel Negara lain

3. Prosedur Analisa Biodiesel

8

BAB II KEGIATAN PEMBELAJARAN

A. Materi Pokok 1

1. Peralatan Pengolah Biodiesel

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran ini, siswa dapat menjelaskan tentang

peralatan pengolah biodiesel.

3. Uraian dan Contoh

Biodiesel dapat dibuat dari dari minyak nabati, lemak hewan, maupun minyak

goreng bekas. Namun produksi biodiesel yang telah ada dipasaran merupakan

hasil pengolahan dari minyak nabati. Minyak nabati adalah minyak yang

didapatkan dari tanaman yang yang mengandung minyak, baik yang dapat

dimakan (edible) atau tidak (non edible). Indonesia memiliki banyak

keanekaraaman hayati yang berpotensi sebagai sumber minyak nabati,

diantaranya kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, kemiri, kemiri minyak, nyamplung,

pongamia pinnata, biji karet, dan tanaman penghasil minyak nabati lainnya.

Dalam membuat biodiesel dari bahan baku, ada beberapa proses yang harus

dilalui yaitu: pemilihan bahan baku, pengeringan bahan baku, ekstraksi minyak

dari bahan baku, pemurnian minyak, transesterifikasi, pencucian, dan

pengeringan.

Tiap proses tersebut membutuhkan peralatan yang berbeda-beda, kecuali pada

proses ke 5 s/d 7 dapat dilakukan pada 1 jenis alat.

a) Pemilihan bahan Baku

Pemilihan bahan baku yang tepat sangat penting dalam pengolahan biodiesel,

mulai dari jenis bahan baku yang digunakan hingga waktu yang terbaik untuk

memanen bahan baku. Di Indonesia banyak terdapat tanaman penghasil

minyak oleh karena itu perlu dipilih bahan baku yang mudah didapatkan dan

banyak terdapat di lingkungan sekitar. Pemilihan lokasi prosesing yang dekat

dengan lokasi bahan baku karena bahan baku yang telah dipanen diharapkan

segara dapat di proses lebih lanjut. Waktu yang lama antara pemanenan

9

dengan ekstrakasi minyak, dapat mengakibatkan penurunan kualitas minyak

yang dihasilkan.

Kandungan minyak tertinggi pada tanaman paling banyak terdapat pada bagian

kernel, kecuali pada kelapa sawit dan kelapa. Rendemen minyak tertinggi pada

kedua tanaman tersebut terdapat pada bagian buah.

Waktu panen juga berpengaruh terhadap kualitas minyak yang dihasilkan. Buah

yang dipanen hendaknya dipilih buah yang telah matang secara fisiologis.

Walaupun kadangkala buah yang lewat matang rendemen minyaknya lebih

tinggi, namun kandungan asam lemak bebasnya (ALB) lebih tinggi. Minyak

yang memiliki kadar ALB tinggi dapat meningkatkan biaya produksi, lama

proses dan menurunkan rendemen biodiesel. Oleh karena itu bahan yang

dipilih sebaiknya telah matang secara fisiologis.

Sebagai contoh, buah jarak pagar pada saat masak, kulit buah berubah warna

yang semula hijau menjadi kuning dan akan berubah menjadi hitam setelah

buah terlewat matang. Panen sebaiknya dilakukan saat buah sudah masak

(warna kuning) karena rendemen biji jarak pagar pada buah yang masih muda

(warna hijau) menghasilkan rendemen minyak sebesar 20,7%, yang sudah

matang fisologis (warna kuning) renemenya 30,3%, sedangkan yang telah

lewat matang (hitam) mencapai 31,5% (Prastowo dan Pranowo, 2009). Pada

beberapa tanaman, umur fisiologis buah juga dapat diketahui dari lepasnya

buah dari tangkatnya.

Gambar 1 Buah jarak pagar pada beberapa tingkat kematangan

10

Perbedaan karakteristik antar tanaman penghasil biodiesel menjadikan alat

yang digunakan untuk panen berbeda-beda. Bahkan pada beberapa tanaman,

pemanenan dapat dilakukan tanpa membutuhkan peralatan khusus. Salah

satunya adalah tanaman jarak pagar, tanaman ini dalam satu dompolan

(Gambar 1) dapat berkumpul buah yang masih muda, matang dan kelewat

matang. Sehingga disarankan pemanenannya dilakukan dengan tangan dan

dipilih yang berwarna kuning.

Selain itu, agar kualitas minyaknya bagus. Contoh beberapa peralatan bantu

panen dapat dilihat pada gambar di bawah ini. “Egrek” digunakan sebagai alat

pemanen sawit dan memotong pelepah sedangkan kapak buah untuk

memindahkan TBS (Tandan Buah Segar) yang jatuh ke dalam lori. Kedua alat

ini kurang cocok jika digunakan untuk kegiatan panen tanaman yang lain.

Gambar 2 Alat bantu panen kelapa sawit egrek dan kapak buah (sumber: http://alatperkebunan.blogspot.com/)

b) Pemecahan buah

Pemecahan buah dapat dilakukan secara manual maupun mekanis. Cara

manual dilakukan dengan menggilas buah yang dihamparkan dilantai dengan

menggunaan kaki. Secara mekanis dapat dilakukan dengan menggunakan alat

pemecah buah jarak.

11

Gambar 3 Alat pemecah buah jarak

Prinsip kerja alat ini adalah pengupasan kulit buat akibat gesekan buah-buah

dalam ruang di antara silinder yang berputar pada kecepatan tertentu dengan

konkaf. Mesin ini dilengkapi dengan separator sehingga biji-biji jarak pagar hasil

pengupasan relatif sudah bersih dari kulit buh, gagang, atau kotoran lainnya.

Namun jika buah yang di proses terlalu matang (berwarna coklat/hitam), biji

dapat bercampur dengan kulit buah bagian dalam (cangkang).

c) Pengeringan Bahan Baku

Proses pengeringan bahan baku (biji) diperlukan untuk mengurangi air yang

terdapat pada bahan. Masih banyaknya air pada biji dapat menghambat proses

ekstraksi minyak, oleh karena itu perlu dikurangi hingga mencapai 7%. Proses

pengeringan dapat dilakukan menggunakan panas matahari atau buatan.

Pengeringan buatan dapat menggunakan alat pengeringan (dryer).

d) Ekstraksi Minyak Nabati

Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari

bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Ada beberapa metode

ekstraksi, yaitu dengan metoda pemanasan, rnetoda pres hidrolik (hidrolic

press), metoda pres ulir (screw press) dan metoda pelarutan.

12

1) Metode pengepresan hidrolik (hydraulic pressing)

Gambar 4 Pengepresan biji menggunakan dongkrak hidrolik

2) Metode pengepresan ulir

Metode pengepresan berulir merupakan metode ekstraksi yang lebih maju

dan telah diterapkan di industri pengolahan minyak. Cara ekstraksi ini paling

sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang kadar minyaknya di atas

10%. Prinsip operasinya adalah bahan rnendapat tekanan dari ulir yang

berputar dan dengan sendirinya terdorong keluar. Minyak keluar melalui

celah diantara ulir dan penutup yang dapat berupa pipa atau lempengan

besi berongga yang mempunyai celah dengan ukuran tertentu sedangkan

ampasnya keluar dari tempat yang lain. Tipe alat pengepres berulir yang

digunakan dapat berupa pengepres berulir tunggal (single screw press) atau

pengepres berulir ganda (twin screw press). Pada pengepresan jarak

pagar, dengan teknik pengepres berulir tunggal (single screw press)

dihasilkan rendemen sekitar 28-34 persen, sedangkan dengan teknik

pengepres berulir ganda (twin screw press) dihasilkan rendemen minyak

sekitar 40-45 persen.

Pengepresan dengan pengepresan berulir memiliki beberapa kelebihan,

yaitu:

Kapasitas produksi menjadi lebih besar karena proses pengepresan dapat

dilakukan secara kontinyu.

13

Menghemat waktu proses produksi karena tidak diperlukan perlakuan

pendahuluan, yaitu pengecilan ukuran dan pemasakan/pemanasan.

Rendemen yang dihasilkan lebih tinggi.

Gambar 5 Double stage screw expeller

Gambar 6 Single stage screw Expeller

14

Gambar 7 Desain screw press single stage

3) Metode pelarutan dengan pelarut

Prinsip, minyak yang bersifat non polar dilarutkan atau dibilas menggunakan

pelarut yang bersifat non polar sehingga minyak akan ikut keluar bersama

dengan pelarut. Kemudian pelarut dan minyak dipisahkan berdasarkan titik

didih larutan.

Gambar 8 Teknik ekstraksi minyak menggunakan pelarut

15

Gambar 9 Teknik pemisahan minyak dari pelarut

Keuntungan dari teknik ekstraksi minyak nabati menggunakan pelarut

mampu menghasilkan minyak yang lebih banyak dibandingkan dengan

metode yang lain. Namun biaya operasionalnya mahal dan membutuhkan

ketelitian yang tinggi.

e) Penjernihan Minyak Nabati

Proses penjernihan minyak nabati dapat dilakukan dengan pengendapan,

absorpsi atau penyaringan. Untuk mempercepat proses penyaringan dapat

dilakukan dengan gaya gravitasi, tekanan vakum maupun centrifuge.

Gambar 10 Alat penyaring minyak nabati tipe putar

16

Gambar 11 Alat penyaring minyak nabati tipe horizontal

f) Reaktor Biodiesel

Produksi biodiesel umumnya menggunakan metode batch, dimana proses

tersebut terjadi pencampuran serta pengadukan antara bahan baku utama

biodiesel dan katalis secara bersamaan dan ada idle time sampai terpisah

menjadi 2 lapisan. Proses pembuatan biodiesel dilakukan dalam reaktor.

Reaktor adalah peralatan yang digunakan sebagai tempat terjadinya

transformasi/reaksi kimia untuk mendapatkan produk yang diinginkan (Mann,

2009). Performa reaktor berperan penting dalam operasional dan keuangan

karena berpengaruh terhadap unit operasi yang lain (pemisahan,

pengeringan, dll).

Reaktor merupakan jantung pada sebagian besar proses kimia. Desain dan

operasional reaktor menentukan kesuksesan dan kegagalan keseluruhan

proses kimia. Reaktor merupakan komponen dasar untuk mengkonversi

bahan baku yang bernilai rendah menjadi produk yang mempunyai nilai jual

yang lebih tinggi. Reaktor biodiesel digunakan untuk mengkonversi minyak

nabati menjadi biodiesel yang mempunyai nilai jual lebih tinggi.

Reaktor biodiesel sudah banyak beredar di pasaran, dari yang skala lab

hingga skala produksi, dari tipe batch hingga kontinu, dari bahan besi hingga

stainless steel. Pembuatnya juga beragam, ada dari Perguruan Tinggi (ITB,

IPB, UGM, UNDIP dll), Lembaga Penelitian (BB mektan, BB pasca panen,

LIPI, BPPT), Pertamina, ataupun perusahaan swasta (PT. Rizki Anugrah

Putra/RAP, PT. Pindad, dan PT. Rekayasa Industri).

17

Gambar 12 Beberapa contoh reaktor biodesel yang ada lapangan

Permasalahannya desain reaktor yang beredar antara lain didesain hanya

untuk mengolah minyak nabati yang spesifik, padahal dalam skala

pedesaan/kerakyatan ketersediaan bahan bakunya tidak selalu ada; tiap

proses membutuhkan peralatan/tangki yang berbeda, sehingga meningkatkan

biaya investasi dan biaya transportasi; tiap reaktor saling terintegrasi sehinga

jika salah satu terjadi masalah dapat menghambat proses produksi;

mengalami kesulitan untuk mengolah minyak nabati yang mempunyai

bilangan asam >10. Oleh karena itu perlu adanya reaktor biodiesel yang dapat

mengatasi semua masalah tersebut.

Reaktor hasil pengembangan ini merupakan pengembangan dari reaktor

yang telah ada sebelumnya. Kemampuan reaktor ini telah tingkatkan

(upgrade) sehingga mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan reaktor

lama. Perbedaan antara reaktor awal dan reaktor multifungsi ini disajikan pada

gambar dan tabel berikut.

18

Gambar 13 Reaktor biodiesel awal

Gambar 14 Reaktor pengembangan

19

Tabel 5 Perbedaan kelebihan pada reaktor awal dan reaktor pengembangan

Tabel Reaktor Awal Reaktor pengembangan

Kondensor Tunggal Kondensor ganda

Bahan baku spesifik Semua jenis minyak nabati

Kecepatan pengadukan konstan

(500 rpm)

Kecepatan pengadukan dapat diatur (250-

1450 rpm)

Suhu maksimal proses 90°C Suhu maksimal proses 120°C

Penggunaan katalis banyak Penggunaan katalis sedikit

Satu reaktor-satu proses Multifungsi reaktor

6-8 jam/proses 4-6 jam/proses

Khusu ALB rendah Berbagai Tingkatan ALB

Rendemen 76-80% Rendemen 87-92%

Bentuk geometri reaktor diusahakan hampir silindris/mempunyai bentuk dasar

melengkung (tanda ada sudut) untuk mengoptimalkan pencampuran (mixing)

bahan dalam reaktor dan mempunyai konstruksi berukuran (dimensi) standar

(e.g. International Standards Organization dan British Standards Institution)

yang memperhitungkan keefektifan pencampuran dan konsiderasi struktur.

Sebaiknya reaktor biodiesl yang dibuat memiliki perbandingan diameter dan

tinggi sebanyak 1:3. Jadi, jika diameter tangki reaktor memiliki diameter 1

meter, maka tinggi reaktor 3 meter.Bentuk reaktor dan bagian-bagian reaktor

di gambarkan pada Gambar 9.

Bahan yang digunakan sebagai kontruksi rektor harus menggunakan bahan

yang tidak bereaksi dengan bahan bakar dan katalis yang digunakan misalnya

stainless steel.

20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

10

10

11

1212

13

14

15 15

Gambar 15 Detail bagian-bagian reaktor pengembangan

Bagian-Bagian Reaktor

1) Kondensor

Kondensor pada reaktor biodiesel berfungsi untuk mengembunkan uap

hasil proses sehingga dapat menurukan tekanan atmosfir reaktor dibawah

tekanan normal (76 cmHg). Turunnya tekanan atmosfir membuat proses

pengeringan biodiesel dapat berlangsung di bawah titik didih normal

(<100°C). Pada sebagian besar reaktor biodiesel mini yang terdiri dari 2

tangki proses, hanya terpasang satu kondensor. Ini membuat hanya tangki

Keterangan: 1. Katup untuk memasukkan minyak nabati 2. Katup menuju pompa vakum 3. Katup untuk memasukkan katalis 4. Motor pengaduk 5. Katup input air pendingin kondensor 6. Katup output air pendingin dari kondensor 7. Kondensor 8. Kaca control 9. Pengaduk (impeller) 10. Pemanas 11. Termokopel 12. Katup untuk mengeluarkan

gliserol/biodiesel hasil reaksi 13. kaca control 14. shaft 15. baffles

21

yang memiliki kondensor saja yang dapat melakukan proses “pengeringan

biodiesel”.

Proses yang dilakukan pada reaktor konvensional yang terdiri dari 2 tangki

dilakukan dengan melakukan proses esterifikasi, transesterifikasi, dan

pemisahan gliserol di tangki yang tidak memiliki kondensor (tangki A)

kemudian di transfer ke tangki yang memiliki kondensor (tangki B). Proses

ini memiliki beberapa kelemahan, diantaranya :

Ada waktu tunggu (lead time) pada tangki B, karena mulai bekerja

setelah proses pemisahan gliserol dilakukan pada tangki.

Pemindahan biodiesel dari tangki A ke tangki B, membutuhkan

tambahan energi listrik dan ada waktu tunggu hingga semua biodiesel

berpindah semua ke tangki B.

Jika salah satu tangki mengalami kerusakan, proses pengolahan

biodiesel tidak dapat dilaksanakan.

Kelemahan tersebut dapat ditanggulangi dengan cara membuat kedua

tangki tersebut dapat melakukan pengolahan biodiesel mulai dari

esterifikasi hingga pengeringan. Salah komponen yang harus ada ditiap

tangki adalah kondensor. Pada rektor multifungsi ini, pada tiap tangki

reaktor menpunyai satu buah kondensor sehingga tiap reaktor mampu

digunakan dalam mengolah biodiesel dari minyak kasar hingga menjadi

biodiesel yang sesuai standar.

Gambar 16 Kondensor

22

Spesifikasi:

Tinggi : 50 cm

Diameter : 10 cm

Bahan : Stainless steel

2) Heater dan termokopel

Pada reaktor ini terdapat heater yang terintegrasi dengan termokopel.

Integrasi ini berfungsi untuk mengontrol pemanasan yang dilakukan pada

reaktor karena tiap tahap pengolahan biodiesel membutuhkan suhu yang

berbeda-beda. Jika suhu bahan dibawah suhu yang telah ditentukan,

heater menyala dan suhu bahan meningkat. Begitu pula sebaliknya, heater

akan mati jika suhu telah melewati suhu yang telah ditentukan. Pada

proses esterifikasi dan transesterifikasi membutuhkan suhu 60-80°C,

pencucian 60°C, dan proses pengeringan membutuhkan suhu110-115°C.

Penempatan heater dan indikator sangat berpengaruh terhadap efektifitas

pemanasan. Rektor sebaiknya terdiri dari beberapa heater agar dapat

mempercepat proses pemanasan. Misalnya reaktor terdiri dari beberapa

heater sebaiknya diletakkan saling silang dan pada ketinggian yang

berbeda sehingga pemanasan lebih merata. Selain itu sebaiknya tiap

heater mempunyai pengatur saklar masing-masing sehingga jumlah minyak

yang digunakan dapat bervariasi.

Gambar 17 Heater dan termokopel

23

3) Gelas Indikator

Salah satu proses dalam pengolahan biodiesel adalah proses pemisahan

(separasi) yang dilakukan untuk memisahkan produk hasil pengolahan

dengan limbahnya.

Pada proses esterifikasi terjadi reaksi antara asam lemak bebas dengan

alkohol sehingga menghasilkan minyak nabati (trigliserida dan fatty acid

metil ester) dengan kandungan asam rendah dan limbah yang terdiri dari air

dan methanol sisa. Densitas limbah (campuran air dan methanol) lebih

berat dibandingkan minyak nabati, sehingga minyak berada di lapisan atas

dan limbahnya dibagian bawah dengan batas yang jelas. Gelas indikator ini

berguna untuk mengetahui bahwa proses pengambilan bahan hampir

mencapai batas, sehinga produk yang dihasilkan mempunyai tingkat

kemurnian yang tinggi. Pada reaktor, pemisahan gliserol dan air limbah

pencucian sebaiknya sebaiknya dipisahkan secara perlahan (menggunakan

gaya gravitasi), jangan menggunakan pompa sebagai pendorong karena

dapat mengacaukan larutan yang telah mengendap.

Gambar 18 Gelas indikator

Spesifikasi Gelas indikator

Tinggi : 9,7 cm

Diameter : 7,0 cm

Type : Gelas tahan panas

Ketebalan : 5 mm

24

4) Pompa input-output

Pompa pada yang terintegrasi pada reaktor biodiesel multifungsi ini ada 4

buah, tiap-tiap pompa berfungsi untuk:

Input minyak mentah

Input air pendingin

Output limbah pencucian

Reversible biodiesel

Gambar 19 Pompa input-output

Spesifikasi :

Merk : Radar

Model : RD-125 C

MAXCAP : 42 Lt/Min

Suchead : 9 meter

Dischead : 25 meter

Total : 33 meter

Size : 1” x 1”

Output : 125 watt

V/Hz/Ph : 220/50.1

Kecepatan putar : 2850 rpm

5) Pompa vakum

Pompa vakum berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas yang tidak dapat

menyublim, misalnya adalah gas amoniak. Selain itu juga, pompa vakum

membantu mengeluarkan uap air dan sisa methanol yang tidak bereaksi

pada proses pengeringan.

25

Gambar 20 Pompa vakum

Spesifikasi:

Merk : Brok Crompton, New Castle, Stafft

Volt : 110/120-220/240

Hz : 50/60 Wo 550

Kecepatan putar : 1420/1750 rpm

6) Kaca kontrol

Kaca kontrol ini terdapat di sisi luar kedua reaktor. Kaca kontrol berfungsi

untuk mengontrol proses pengolahan dan proses pemisahan. Kaca kontrol

ini terbuat dari bahan khusus sehingga dapat menahan suhu proses hingga

1000°C.

Gambar 21 Kaca kontrol

26

7) Corong input katalis

Pada beberapa reaktor, teknik untuk memasukkan katalis ada berbeda-

beda, ada yang secara manual (dituang) dan ada yang dialirkan melalui

pipa (vakum). Permasalahannya pada proses pembuatan biodiesel, katalis

yang telah ditentukan harus bereaksi semua dengan minyak. Penggunaan

pipa untuk mengalirkan katalis dapat menyebabkan sebagian katalis

tertinggal di pipa dan tidak bereaksi dengan minyak. Oleh karena itu

disarankan pada proses memasukkan katalis sebaiknya dilakukan secara

manual.

Tiap proses membutukan jumlah dan jenis reaktan/katalis yang berbeda,

sehingga pada reaktor perlu ada alat untuk memasukkan reaktan/katalis

sewaktu-waktu. Corong input ini berada dibagian atas reaktor dan berfungsi

untuk memasukkan reaktan dan katalis. Antara reaktor dan corong input

terdapat kran, sehingga selama tidak digunakan ditutup untuk menjaga

tekanan reaktor.

Spesifikasi Corong Input:

Tinggi : 10 cm

Diameter : 7,5 cm

Bahan : Stainless steel

Gambar 22 Corong input katalis

27

8) Agitator

Sistem agitasi dalam reaktor terdiri dari motor pengaduk (drive motor),

speed reducer, mechanical seal, shaft, impeller, impeller blade, dan baffel.

Sistem agitasi ini berfungsi agar pencampuran dapat dilakukan dengan

merata dan meningkatkan luas pindah massa. Speed reducer berfungsi

untuk meningkatkan kekuatan putaran dan memperkecil kecepatan putar

impeller. Baffel terletak dinding bagian dalam dan digunakan untuk

memecah aliran cairan dalam rangka meningkatkan turbulensi dan

effesiensi pencampuran.

Sistem agitator dapat diklasifikasi menjadi dua tipe yaitu aliran radial dan

aliran axial. Sistem agitator pada reaktor biodiesel multifungsi ini masuk

dalam klasifikasi aliran radial. Pada tipe aliran radial ini aliran cairan

mengikuti jari-jari tangki reaktor dan membutuhkan input energi yang lebih

besar dibandingkan tipe axial. Dibandingkan dengan tipe radial, tipe axial

efektif untuk mengangkat padatan dari dasar tangki. Perbedaan bentuk

impeller dan aliran pada kedua tipe agitator dapat dilihat pada Gambar 19

Untuk menghasilkan teknik pengadukan yang optimal, sebaiknya diameter

pengaduk berukuran 2/3 diameter tabung.

Spesifikasi motor pengaduk:

Merk : TECO

Kode : AEVBKBB-

Tipe : 4 pole

Volt : 220/380

Hz, A : 50 Hz/3 A/2,1 A

Kec. Putar : 1430 rpm

Weight : 18 kg

28

Gambar 23 Sistem agitator reactor dan drive motor reaktor biodiesel multifungsi

Gambar 24 Aliran cairan tipe radial dan axial

Gambar 25 Bentuk impeller pada agitator tipe radial dan axial

29

4. Latihan

a. Sebutkan permasalahan desain reaktor yang ada saat ini....

Jawab: Permasalahannya desain reaktor yang ada saat ini antara lain: didesain

hanya untuk mengolah minyak nabati yang spesifik, padahal dalam skala

pedesaan/kerakyatan ketersediaan bahan bakunya tidak selalu ada; tiap proses

membutuhkan peralatan/tangki yang berbeda, sehingga meningkatkan biaya

investasi dan biaya transportasi; tiap reaktor saling terintegrasi sehinga jika

salah satu terjadi masalah dapat menghambat proses produksi; mengalami

kesulitan untuk mengolah minyak nabati yang mempunyai bilangan asam > 10.

b. Sistem agitator dapat diklasifikasi menjadi dua tipe yaitu aliran radial dan aliran

axial. Sebutkan karakter sistem agitator tipe aliran radial....

Jawab: Karakter sistem agitator tipe aliran radial: aliran cairan mengikuti jari-jari

tangki reaktor dan membutuhkan input energi yang lebih besar dibandingkan

tipe axial.

c. Sebutkan kelemahan reaktor konvensional yang terdiri dari 2 tangki....

Jawab: Kelemahan reaktor konvensional yang terdiri dari 2 tangki antara lain:

ada waktu tunggu (lead time) pada tangki B, karena mulai bekerja setelah

proses pemisahan gliserol dilakukan pada tangki; pemindahan biodiesel dari

tangki A ke tangki B, membutuhkan tambahan energi listrik dan ada waktu

tunggu hingga semua biodiesel berpindah semua ke tangki B; jika salah satu

tangki mengalami kerusakan, proses pengolahan biodiesel tidak dapat

dilaksanakan.

d. Jelaskan mengenai kaca kontrol pada konstruksi reaktor biodiesel....

Jawab: Kaca kontrol ini terdapat di sisi luar kedua reaktor. Kaca kontrol

berfungsi untuk mengontrol proses pengolahan dan proses pemisahan. Kaca

kontrol ini terbuat dari bahan khusus sehingga dapat menahan suhu proses

hingga 1000°C.

30

5. Rangkuman

a. Biodiesel dapat dibuat dari dari minyak nabati, lemak hewan, maupun minyak

goreng bekas. Namun produksi biodiesel yang telah ada dipasaran

merupakan hasil pengolahan dari minyak nabati. Minyak nabati adalah minyak

yang didapatkan dari tanaman yang yang mengandung minyak, baik yang

dapat dimakan (edible) atau tidak (non edible). Indonesia memiliki banyak

keanekaraaman hayati yang berpotensi sebagai sumber minyak nabati,

diantaranya: kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, kemiri, kemiri minyak,

nyamplung, pongamia pinnata, biji karet, dan tanaman penghasil minyak

nabati lainnya.

b. Dalam membuat biodiesel dari bahan baku, ada beberapa proses yang harus

dilalui yaitu: pemilihan bahan baku, pengeringan bahan baku, ekstraksi

minyak dari bahan baku, pemurnian minyak, transesterifikasi, pencucian, dan

pengeringan.

c. Di Indonesia banyak terdapat tanaman penghasil minyak oleh karena itu perlu

dipilih bahan baku yang mudah didapatkan dan banyak terdapat di lingkungan

sekitar. Pemilihan lokasi prosesing yang dekat dengan lokasi bahan baku

karena bahan baku yang telah dipanen diharapkan segara dapat di proses

lebih lanjut.

d. Proses pengeringan bahan baku (biji) diperlukan untuk mengurangi air yang

terdapat pada bahan. Masih banyaknya air pada biji dapat menghambat

proses ekstraksi minyak, oleh karena itu perlu dikurangi hingga mencapai 7%.

e. Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari

bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Ada beberapa metode

ekstraksi, yaitu dengan metoda pemanasan, rnetoda pres hidrolik (hidrolic

press), metoda pres ulir (screw press) dan metoda pelarutan.

f. Proses penjernihan minyak nabati dapat dilakukan dengan pengendapan,

absorpsi atau penyaringan. Untuk mempercepat proses penyaringan dapat

dilakukan dengan gaya gravitasi, tekanan vakum maupun centrifuge.

31

6. Evaluasi Materi Pokok 1

1) Prinsip operasi metode ekstraksi apakah yang mempunyai langkah sebagai

berikut: bahan rnendapat tekanan dari ulir yang berputar dan dengan

sendirinya terdorong keluar, minyak keluar melalui celah diantara ulir dan

penutup yang dapat berupa pipa atau lempengan besi berongga yang

mempunyai celah dengan ukuran tertentu sedangkan ampasnya keluar dari

tempat yang lain.

a. Hidrolic press b. Screw press

c. Pelarutan d. Deguming

2) Berikut ini merupakan kelebihan metode pengepresan berulir, kecuali:

a. Kapasitas produksi menjadi lebih besar karena proses pengepresan dapat

dilakukan secara kontinyu.

b. Menghemat waktu proses produksi karena tidak diperlukan perlakuan

pendahuluan, yaitu pengecilan ukuran dan pemasakan/pemanasan.

c. Rendemen yang dihasilkan lebih tinggi.

d. Ampas yang dihasilkan lebih banyak.

3) Komponen reaktor biodiesel apakah yang berfungsi untuk mengembunkan

uap hasil proses sehingga dapat menurukan tekanan atmosfir reaktor dibawah

tekanan normal (76 cmHg).

a. Kondensor b. Heater

c. Termokopel d. Agitator

4) Komponen reaktor biodiesel apakah yang berfungsi untuk mengeluarkan gas-

gas yang tidak dapat menyublim, misalnya adalah gas amoniak. Selain itu

juga membantu mengeluarkan uap air dan sisa methanol yang tidak bereaksi

pada proses pengeringan.

a. Kondensor b. Heater

c. Pompa vakum d. Agitator

5) Yang bukan merupakan bagaian dari sistem agitasi dalam reaktor adalah?

a. Kondensor b. impeller blade

c. mechanical seal d. baffel

32

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Materi Pokok 1 yang

terdapat pada bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar.

Gunakanlah rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda

terhadap Materi Pokok 1.

Rumus:

Tingkat penguasaan =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐽𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙𝑥100

Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:

90 – 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 – 79% = cukup

< 70% = kurang

Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat melanjutkan

dengan Materi Pokok selanjutnya. Selamat untuk Anda ! Tetapi apabila tingkat

penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mempelajari kembali Materi

Pokok 1, terutama bagian yang belum Anda kuasai.

33

B. Materi Pokok 2

1. Standar Mutu Biodiesel

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran ini, siswa dapat menjelaskan tentang

peralatan pengolah biodiesel.

3. Uraian dan Contoh

Pengembangan standar biodiesel dimulai pada tahun 1990-an untuk mendukung

peningkatan penggunaaan alkyl ester (biodiesel) dan campurannya untuk bahan

bakar mesin. Standar mutu Amerika Serikat , ASTM (The American Society for

Testing of Materials), merupakan hasil perbaikan dari standar PS121 untuk

biodiesel tahun 1991. Standar ASTM pertama untuk biodiesel (ASTM D6751)

pertama kali diadopsi pada tahun 2002 (ASTM 2002). Sedangkan di kawasan

eropa, standar biodiesel EN 14214 telah di selesaikan pada oktober 2003.

a) Standar Mutu Biodiesel Indonesia

Standar mutu biodiesel diperlukan untuk menjamin kualitas biodiesel yang

diproduksi dan diniagakan untuk membangun dan mengamankan kepercayaan

(calon-calon) konsumen/pemakai. Selain itu, dapat menuntun dan

mempercepat derap langkah penelitian & pengembangan (Riset &

Development) produksi dan pemanfaatan biodiesel yang intensitasnya kian

meningkat sehingga benar-benar terarah ke perwujudan industri biodiesel yang

tangguh di dalam negeri.

Secara umum parameter yang menjadi standar mutu biodiesel adalah

densitas, titik nyala, angka setana, viskositas kinematik, abu sulfat, energi yang

dihasilkan, bilangan iod dan residu karbon. Standar mutu biodiesel Indonesia

dapat dilihat pada Tabel 6. Standar mutu biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-

2006) merupakan hasil perwujudan dari :

1) Studi standar-standar biodiesel luar negeri

Di masa depan jangka pendek sampai menengah, penggunaan biodiesel di

Indonesia diperkirakan lebih cenderung ke bentuk campuran dengan solar

pada kadar 5 s/d 30 %-vol (B5, B10, B20, B30). Karena ini,dengan beberapa

kekecualian, rincian parameter-parameter standar biodiesel Indonesia lebih

condong ke arah standar Amerika Serikat’

34

2) Studi metode uji alternatif

Pabrik-pabrik biodiesel diperkirakan akan tersebar ke tiap kabupaten di

seantero negeri dan diusahakan oleh industri menengah sampai besar.

Tanpa mengabaikan mutu/ketelitian hasilnya, peralatan dan metode

pengujian perlu dapat terjangkau dan dilakukan oleh industri menengah,

sementara industri besar boleh juga memilih alternatif yang padat modal dan

canggih.

3) Identifikasi jenis dan potensi sumber minyak nabati di indonesia.

Salah satu fungi SNI adalah untuk melindungi produk dalam negeri, sehingga

SNI yang dibuat perlu mengakomodir berbagai jenis minyak nabati di

Indonesia. Berbeda dengan negara-negara barat, rentang asam lemak

penyusun minyak nabatinya berkisar antara C14–C24. Di Indonesia, banyak

sumber daya minyak nabati berkomponen utama C8–C12, misalnya minyak

kelapa, minyak inti-sawit, dan minyak dari biji pohon-pohon marga

Lauraceae. Selain itu terdapat sumber daya nabati berasam lemak unik,

yang keberadaannya di dalam biodiesel (sementara ini) diduga bakal

berakibat kurang baik, sehingga perlu dihindarkan (FBI, 2005).

35

Tabel 6 Standar Mutu Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006)

Parameter dan satuannya Batas nilai Metode Uji

Massa jenis pada 40 oC, kg/m3 850 – 890 ASTM D 1298

Viskos. kinem. pd 40 oC, mm2/s (cSt) 2,3 – 6,0 ASTM D 445

Angka setana min. 51 ASTM D 613

Titik nyala (mangkok tertutup), oC min. 100 ASTM D 93

Titik kabut, Oc maks. 18 ASTM D 2500

Korosi bilah tembaga (3 jam, 50 oC) maks. no. 3 ASTM D 130

Residu karbon (%-b),

- dalam contoh asli

- dalam 10 % ampas distilasi

maks. 0,05 (maks.

0,3)

ASTM D 4530

Air dan sedimen, %-vol. maks. 0,05 ASTM D 2709

Temperatur distilasi 90 %, oC maks. 360 ASTM D 1160

Abu tersulfatkan, %-b maks. 0,02 ASTM D 874

Belerang, ppm-b (mg/kg) maks. 100 ASTM D 5453

Fosfor, ppm-b (mg/kg) maks. 10 FBI-A05-03

Angka asam, mg-KOH/g maks. 0,8 FBI-A01-03

Gliserol bebas, %-b maks. 0,02 FBI-A02-03

Gliserol total, %-b maks. 0,24 FBI-A02-03

Kadar ester alkil, %-b min. 96,5 FBI-A03-03

Angka iodium, %-b (g-I2/100 g) maks. 115 FBI-A04-03

Uji Halphen negatif FBI-A06-03

Sumber : Badan Standarisasi Nasional

Parameter-parameter kualitas SNI-04-7182-2006 terdiri atas 2 kelompok,

yaitu :

1) Parameter-parameter yang nilainya lebih mewakili tingkat kesempurnaan

pengolahan/pemrosesan : viskositas kinematik, titik nyala (flash point),

tingkat korosi bilah tembaga, angka asam, dan kadar-kadar ester alkil,

gliserol bebas, gliserol total, fosfor, belerang, abu tersulfatkan, serta air

dan sedimen

2) Parameter-parameter yang nilainya lebih ditentukan (‘ditakdirkan’) oleh

komposisi asam-asam lemak bahan mentah yang digunakan : angka

setan, angka iodium, titik kabut (cloud point), residu karbon, uji Halphen,

massa jenis, dan temperatur distilasi 90%.

Sebagian besar parameter (massa jenis, viskositas dst. s/d belerang) sudah

lazim digunakan sebagai parameter standar mutu solar (BBM). Metode-

36

metode pengujian yang dianut industri BBM Indonesia umumnya adalah

bakuan ASTM.

1) Massa jenis

Temperatur penetapan massa jenis tidak dipilih 15oC, karena titik

awan/mendung biodiesel boleh mencapai 18oC. Temperatur 40oC dipilih

karena selain sama dengan temperatur pengukuran viskositas, juga

memudahkan pengendalian kekonstanan temperatur peralatan pengukur

(tidak di dekat suhu kamar). Persyaratan harga 0,850 s/d 0,890 dipilih

berdasar data harga massa jenis ester metil asam-asam lemak C8 s/d C24

pada 40oC.

2) Viskositas

Batas bawah harga viskositas ditetapkan berdasar data harga metil laurat

pada temperatur 40oC. Asam laurat adalah asam lemak utama minyak

kelapa dan minyak inti sawit.

3) Angka setana

Batas harga angka setana (min. 51) mengikuti standar eropa (min. 51).

Nilai ini lebih tinggi dibandingkan standar di Amerika (≥40) dan Brazil

(≥42). Nilai ini juga lebih besar dari syarat solar Indonesia (min. 45)

sehingga pencampuran biodiesel kepada solar berpotensi manfaat

meningkatkan angka setan bahan bakar.

4) Titik Nyala

Harga titik nyala (flash point) min. 100oC dipandang cukup menjamin

biodiesel ester metil bebas dari sisa-sisa metanol serta mengakomodasi

kemungkinan keberadaan sejumlah kecil metil kaprilat (C8) dan metil

kaprat (C10).

5) Titik kabut

Untuk Indonesia, harga titik awan/mendung 18oC dipandang cukup untuk

menjamin biodiesel masih bisa mengalir sekalipun digunakan di daerah

dataran tinggi (pegunungan) pada cuaca dingin.

6) Korosi bilah tembaga

Crude petroleum mengandung komponen sulfur yang kebanyakan dapat

dipisahkan selama pemurnian. Dimana, keberadaan komponen sulfur di

dalam produk petroleum dapat menyebabkan korosi pada beberapa jenis

metal dan tingkat korosivitas ini tidak selamanya berbanding lurus dengan

37

total sulfur. Sulfur ini menyebabkan efek yang berbeda tergantung dari

struktur kimia sulfur yang terkandung di dalamnya.

7) Fosfor

Metode uji/analisis kadar fosfor yang ditetapkan dalam standar Eropa

[prEN 14214:2002(E)] maupun Amerika [ASTM D6751-02a], yaitu masing-

masing prEN 14107 dan ASTM D 4951, menggunakan peralatan sangat

canggih yaitu Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry. Utk

Indonesia sebaiknya ditetapkan metode alternatif yang lebih sederhana,

yaitu spektrofotometri sinar tampak dengan prosedur standar AOCS Ca

12-55 dari American Oil Chemists Society; disadur ke dalam bahasa

Indonesia menjadi prosedur FBI-A05-03.

8) Gliserol total dan gliserol terikat

Metode analisis kadar gliserol bebas dan gliserol total dalam standar

Eropa maupun Amerika, yaitu masing-masing prEN 14105 dan ASTM D

6584, juga canggih karena menggunakan khromatografi gas-cair kolom

kapiler. Metode alternatif yang layak adalah prosedur standar titrasi

iodometri – asam periodat AOCS Ca 14-56 dari American Oil Chemists

Society; disadur ke dalam bahasa Indonesia menjadi prosedur FBI-A02-03

9) Kadar ester alkil

Metode penentuan ester alkil dalam standar Eropa (dan Aus-tralia) juga

menggunakan khromatografi gas-cair kolom kapiler. Prosedur alternatif

yang sederhana (sebut saja FBI-A03-03) dapat memanfaatkan gabungan

hasil-hasil analisis angka penyabunan, angka asam (FBI-A01-03) serta

kadar gliserol total dan gliserol bebas (FBI-A02-03).

10) Angka iodium

Batasan angka iodium diperlukan sebagai tolok ukur empirik untuk

membatasi kadar ester metil asam-asam lemak berikatan rangkap 3

(mudah berpolimerisasi dan menyebabkan deposit dalam mesin diesel).

Harga batas 115 dipandang cukup baik; Eropa dan Australia menetapkan

harga batas lebih tinggi, yaitu 120, karena mensyaratkan pula pengukuran

langsung kadar-kadar ester metil asam-asam lemak berikatan rangkap 3

tersebut. A.S. tidak mau membatasi angka iodium karena sumber daya

nabati utamanya (minyak kedelai) berangka iodium tinggi (117 s/d 143).

38

11) Uji halphen

Di Indonesia terdapat berbagai tumbuhan (umumnya dari marga

malvaceae) yang minyak-lemaknya mengandung asam lemak unik,

karena bergugus siklopropenoid. Gugus siklopropenoid adalah gugus

yang berbentuk rangkaian melingkar (siklo) menyerupai cincin dari

propena pada suatu molekul/senyawa (Greenberg dan Harris,1982).

Asam lemak yang mengandung gugus siklopropenoid adalah asam

malvalat (C-17) dan asam sterkulat (C-18) (Hudaya, 2011). Pada asam

sterkulat dan asam malvalat terdapat ikatan rangkap, sehingga termasuk

sebagai asam lemak tak jenuh.

Gambar 26 Rumus bangun asam malvalat dan asam sterkulat

Minyak yang mengandung gugus siklopropenoid antara lain, Minyak dari

biji kepoh (Sterculia foetida) mengandung gugus siklopropenoid sekitar

50-70% (Greenberg dan Harris,1982), minyak Kulit biji durian

mengandung 65.4%, Minyak dari biji kapok (Ceiba pentandra)

mangandung 10.1%, minyak dari melinjo (Gnetum gnemon)

mengandung 51.6% dan minyak dari biji kapas (Gossypium hirsutum)

mengandung kurang dari 1% (Berry,1979).

Gugus siklopropenoid bersifat reaktif sehingga membuat biodiesel

menjadi kental (viscous). Biodiesel yang kental tersebut dapat

menyebabkan penyumbatan pada nozzle pada mesin/motor diesel

tersebut (Hudaya et al., 2011). Oleh karena itu, keberadaan gugus

siklopropenoid di dalam biodiesel harus dideteksi. Gugus siklopropenoid

sangat sensitif bereaksi positif terhadap uji Halphen, sehingga reaksi

39

negatif terhadap uji Halphen menunjukkan biodiesel bebas dari gugus

siklopropenoid.

b) Standar Mutu Biodiesel Negara Lain

Beberapa negara telah menetapkan standar biodiesel. Penetapan standar

biodiesel antara satu negara dengan negara lainnya berbeda karena

disesuaikan dengan iklim dan kondisi masing-masing negara. Pada Tabel 4

disajikan perbandingan standar biodiesel internasional.

Standar provisional biodiesel di Eropa (EN 14214:2002), merupakan standar

yang paling lengkap dan mencerminkan tingkat kemajuan industri biodiesel di

bagian dunia tersebut; EN 14214:2002 mencakup hampir semua parameter

yang ditetapkan dalam standar biodiesel Amerika Serikat ASTM D6751 dan

batasan nilai-nilainya tiap parameternya pun kebanyakan sangat mirip.

Terdapat perbedaan pendekatan standar mutu biodiesel di amerika serikat dan

eropa. Di Amerika serikat, ASTM D6751 merujuk pada penggunaan biodiesel

sebagai campuran minyak diesel, walaupun dalam spesifikasi disebutkan untuk

B100. Sedangkan untuk standar mutu kawasan eropa, EN 14214 merujuk pada

spesifikasi fatty acid methy ester untuk motor diesel. Berbeda dengan ASTM

D6751, B100, dimaksudkan bahwa standar ini dapat digunakan tanpa

pencampuran atau dengan pencampuran sesuai dengan EN 590, standar

eropa untuk bahan bakar diesel. EN 590:2004 memperbolehkan

mencampurkan biodiesel hingga 5% dengan bahan bakar diesel. Spesifikasi

campuran biodisel sebanyak 7% (B7) telah dirinci pada EN 590:2009

(http://www.dieselnet.com).

40

Tabel 7 Perbandingan standar biodiesel internasional

Items Units U.S. EU Australia Japan Rep. of Korea

Thailand Vietnam

ASTM D6751-07b

EN14214:2003 JIS K2390:2008

PPAFB Act

DOEB: 2009

TCVN 7717:2007

Kadar ester alkil mass% - 96.5 min. 96.5 min. 96.5 min. 96.5 min.

96.5 96.5 min.

Densitas kg/m3 - 860-900 860-900 860-900 860-900

860-900 860-900

Viskositas mm2/s 1.9-6.0 3.50-5.00 3.5 - 5.0 3.50-5.00 1.9-5.0 3.5-5.0 1.90-6.00

Titik nyala deg. C 93 min. 120 min. 120.0 min. 120 min. 120 min.

120 min 130 min.

Kadar Belerang mass% 0.0015 max.

0.0010 max. 0.0010 max.

0.0010 max.

0.0010 max.

0.0010 max

0.05 max.

Temperatur distilasi 90 %, ⁰C

deg. C 360 max. - 360 max. - - - 360 max.

Residu karbon (100%) or Residu karbon (10%)

mass% 0.05 max.

-

- 0.30 max.

- 0.30 max.

- 0.3

max.

- 0.10 max.

- 0.30 max.

0.050 max.

-

Angka Setana 47 min. 51.0 min. 51.0 min. 51.0 min. - 51.0 min 47.0 min.

Abu Tersulfatkan mass% 0.02 max. 0.02 max. 0.02 max. 0.02 max. 0.01 max.

0.02 max 0.020 max.

Kadar air mg/kg 0.05[vol%] max.

500 max. 0.050 [vol%] max.(1)

500 max. 500 max.

0.05[Wt%] max

0.05[vol%] max.

Total Kontaminasi mg/kg - 24 max. 24 max. 24 max. 24 max. 24 max. -

Korosi bilah tembaga

No.3 Class-1 Class-1 Class-1 Class-1 Class-1 No.1

Angka asam mgKOH/g 0.50 max. 0.50 max. 0.80 max. 0.50 max. 0.50 max.

0.50 max. 0.50 max.

Kesetabilan Oksidasi

hrs. 3 min. 6.0 min. 6 min.

(**) 6.0 min. 10.0 min. 6.0 min.

Angka Iodine - 120 max. - 120 max. - 120 max. 120 max.

41

Metil Linolenat mass% - 12.0 max. - 12.0 max. - 12.0 max. -

Ikatan rangkan pada FAME (>4 ikatan rangkap)

mass% - 1 max. - N.D. - - -

Kadar methanol mass% 0.2 max. (*) 0.20 max. 0.20 max. 0.20 max. 0.20 max.

0.20 max. -

Kadar Monogliserida

mass% - 0.80 max. - 0.80 max. 0.80 max.

0.80 max. -

Kadar Digliserida mass% - 0.20 max. - 0.20 max. 0.20 max.

0.20 max. -

Kadar Trigliserida mass% - 0.20 max. - 0.20 max. 0.20 max.

0.20 max. -

Gliserol bebas mass% 0.020 max. 0.02 max. 0.020 max. 0.02 max. 0.02 max.

0.02 max. 0.020 max.

Total Gliserol mass% 0.240 max. 0.25 max. 0.250 max. 0.25 max. 0.24 max.

0.25 max. 0.240 max.

Na+K mg/kg 5 max. 5.0 max. 5 max.

5.0 max. 5.0 max.

5.0 max. 5.0 max.

Ca+Mg mg/kg 5 max. 5.0 max. 5 max.

5.0 max. 5.0 max.

5.0 max. -

Fosfor mg/kg 10 max. 10.0 max. 10 max. 10.0 max. 10.0 max.

10.0 max. 10.0 max.

Sumber : Benchmarking of Biodiesel Fuel Standardization in East Asia Working Group (2010)

42

4. Latihan

1) Jelaskan mengapa pada penentuan standar mutu biodiesel dengan

parameter massa jenis, massa jenis diukur pada suhu 40°C?

Jawab: Suhu 40oC dipilih karena selain sama dengan temperatur pengukuran

viskositas, juga memudahkan pengendalian kekonstanan temperatur

peralatan pengukur (tidak terlalu dekat dengan suhu kamar).

2) Kapan uji halphen dilakukan pada penentuan mutu biodiesel?

Jawab: Uji halphen dilakukan jika bahan baku biodiesel yang digunakan

minyak-lemaknya mengandung asam lemak unik, karena bergugus

siklopropenoid seperti biodiesel yang berasal dari biji pohon kapuk randu.

3) Apa pentingnya uji halphen?

Jawab: Gugus siklopropenoid bersifat reaktif sehingga membuat biodiesel

menjadi kental (viscous). Biodiesel yang kental tersebut dapat menyebabkan

penyumbatan pada nozzle pada mesin/motor diesel tersebut. Oleh karena

itu, keberadaan gugus siklopropenoid di dalam biodiesel harus dideteksi.

Gugus siklopropenoid sangat sensitif bereaksi positif terhadap uji Halphen,

sehingga reaksi negatif terhadap uji Halphen menunjukkan biodiesel bebas

dari gugus siklopropenoid.

4) Terangkan tentang harga titik nyala pada parameter titik nyala sesuai standar

mutu biodiesel indonesia?

Jawab: Harga titik nyala (flash point) min. 100 oC dipandang cukup menjamin

biodiesel ester metil bebas dari sisa-sisa metanol serta mengakomodasi

kemungkinan keberadaan sejumlah kecil metil kaprilat (C8) dan metil kaprat

(C10).

5. Rangkuman

a. Standar mutu biodiesel diperlukan untuk menjamin kualitas biodiesel yang

diproduksi dan diniagakan untuk membangun dan mengamankan

kepercayaan (calon-calon) konsumen/pemakai. Selain itu, dapat menuntun

dan mempercepat derap langkah penelitian & pengembangan (Riset &

Development) produksi dan pemanfaatan biodiesel yang intensitasnya kian

meningkat sehingga benar-benar terarah ke perwujudan industri biodiesel

yang tangguh di dalam negeri.

b. Secara umum parameter yang menjadi standar mutu biodiesel adalah

densitas, titik nyala, angka setana, viskositas kinematik, abu sulfat, energi

yang dihasilkan, bilangan iod dan residu karbon.

c. Parameter-parameter kualitas SNI-04-7182-2006 terdiri atas 2 kelompok,

yaitu: Parameter-parameter yang nilainya lebih mewakili tingkat

kesempurnaan pengolahan/pemrosesan dan parameter-parameter yang

nilainya lebih ditentukan (‘ditakdirkan’) oleh komposisi asam-asam lemak

bahan mentah yang digunakan.

43

d. Di Indonesia terdapat berbagai tumbuhan (umumnya dari marga Malvaceae)

yang minyak-lemaknya mengandung asam lemak unik, karena bergugus

siklopropenoid. Gugus siklopropenoid adalah gugus yang berbentuk

rangkaian melingkar (siklo) menyerupai cincin dari propena pada suatu

molekul/senyawa.

6. Evaluasi Materi Pokok 2

1) Berikut ini merupakan pengujian parameter-parameter kualitas mutu biodiesel

yang nilainya lebih mewakili tingkat kesempurnaan pengolahan/pemrosesan,

kecuali…

a. viskositas kinematik c. titik nyala

b. tingkat korosi bilah tembaga d. uji Halphen

2) Berikut ini merupakan pengujian parameter-parameter kualitas mutu biodiesel

yang nilainya lebih ditentukan oleh komposisi asam-asam lemak bahan

mentah yang digunakan, kecuali…

a. viskositas kinematik c. massa jenis

b. residu karbon d. uji Halphen

3) Berapa perbandingan antara biodiesel dengan solar untuk biosolar B10…

a. 5 : 95 c. 10 : 90

b. 95 : 5 d. 90 : 10

4) Berapa perbandingan antara solar dengan biodiesel untuk biosolar B5…

a. 5 : 95 c. 10 : 90

b. 95 : 5 d. 90 : 10

5) Berikut ini bahan baku yang mengandung gugus siklopropenoid, kecuali…

a. Biji kepoh c. Nyamplung

b. Biji melinjo d. Biji kapok

44

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Materi Pokok 2 yang

terdapat pada bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar.

Gunakanlah rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda

terhadap Materi Pokok 2.

Rumus:

Tingkat penguasaan =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐽𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙𝑥100

Arti tingkat penguasaan yang Anda capai :

90 – 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 – 79% = cukup

< 70% = kurang

Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat melanjutkan

dengan Materi Pokok selanjutnya. Selamat untuk Anda ! Tetapi apabila tingkat

penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mempelajari kembali Materi

Pokok 2, terutama bagian yang belum Anda kuasai.

45

C. Materi Pokok 3

1. Prosedur Analisa Biodiesel

2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti kegiatan pembelajaran ini, siswa dapat menjelaskan dan

mempraktekkan prosedur analisa biodiesel.

3. Uraian dan Contoh

Prosedur analisa biodiesel dilakukan untuk mengetahui kualitas biodiesel

berdasarkan karakter fisik yang terkandung pada rendemen minyak biodiesel.

Prosedur analisa biodiesel antara lain:

a) Densitas

Densitas merupakan perbandingan berat dari suatu volume sampel pada

suhu 25oC dengan berat air pada volume dan suhu yang sama.

Peralatan:

Piknometer 5 ml

Prosedur:

1) Pada tahap awal pengukuran densitas minyak ditentukan berat dari air.

Piknometer bersih dan kering diisi dengan air destilasi yang telah didihkan

dan didinginkan pada suhu 20oC dan simpan piknometer dalam water

bath pada suhu konstan 25oC selama 30 menit. Piknometer diangkat,

dikeringkan, dan ditimbang. Berat air dihitung dengan menghitung selisih

berat piknometer berisi air dan berat piknometer kosong.

2) Pada tahap kedua ditentukan berat minyak atau lemak contoh. Minyak

atau lemak cair yang telah disaring didinginkan sampai suhu 20oC.

Kemudian dimasukan ke dalam piknometer hingga meluap dan pastikan

tidak terbentuk gelembung udara. Keringkan bagian luar piknometer dan

kemudian tempatkan piknometer dalam water bath pada suhu konstan

25oC selama 30 menit. Piknometer kemudian diangkat, dikeringkan dan

ditimbang. Berat contoh dihitung dengan menghitung selisih berat

piknometer berisi contoh minyak atau lemak dan berat piknometer

kosong.

46

(berat piknometer dan contoh) – (berat piknometer kosong) Volume air pada 25oC (ml)

Densitas minyak atau lemak pada 25 o/25oC adalah:

Gambar 27 Piknometer

b) Viskositas Kinematik (ASTM, 2000)

Viskositas diartikan sebagai ukuran ketahanan bahan bakar untuk mengalir.

Viskositas berpengaruh secara langsung pada penetrasi pola semprotan pada

bilik pembakaran sehingga juga berpengaruh pada atomisasi bahan bakar

dan efisiensi pembakaran.

Lingkup:

Metode ini spesifik untuk menentukan viskositas kinematik produk-produk

turunan petroleum dengan mengukur waktu yang dibutuhkan larutan untuk

mengalir pada kondisi gravitasi di sepanjang gelas kapiler viskosimeter yang

terkalibrasi.

Peralatan:

1) Viskometer

47

Tabel 8 Tipe Viskometer

Tipe viskometer Jarak nilai viskositas kinematik

Tipe Oswald

Canon-Fenske routine 0,5-20000

Zeitfuchs 0,6-3000

BS/U-tube 0,9-10000

BS/U/M miniatur 0,2-100

SIL B 0,6-10000

Canon-maning-semimicro 0,4-20000

Pinkevitch 0,6-17000

Tipe Suspenden-level

BS/IP/SLB 3,5-100000

BS/IP/SL(S)B 1,05-10000

BS/IP/MSL 0,6-3000

Ubbelohde 0,3-100000

Fitzsimons 0,6-1200

AtlanticB 0,75-5000

Cannon- Ubbelohde(A), Cannon

0,5-100000

Ubbelohde dilutionB(B)

Canon- Ubbelohde semimicro 0,4-20000

2) Holder viskometer yang mempunyai meniskus atas tepat di atas meniskus

paling bawah dan dengan sudut direksi tidak lebih dari 1o serta dilengkapi

dengan bak yang memiliki temperatur konstan.

3) Bak yang di lengkapi dengan kontrol temperatur dengan jarak suhu 15-100

oC dan dengan tingkat variasi ± 0,02oC sedangkan untuk kisaran suhu di

luar kisaran tersebut, tingkat variasi tidak lebih dari 0,05oC.

4) Termometer yang telah dikalibrasi dengan jarak suhu 0-100oC dan tingkat

keakuratan ± 0,02oC.

5) Alat pengukur waktu. Gunakan alat pengukur waktu yang dapat melakukan

pembacaan dengan tingkat akurasi hingga 0,1 detik.

Larutan-larutan:

1) Larutan pembersih asam kromat.

2) Pelarut contoh: toluene atau xylene.

3) Pelarut pengering viskometer: aceton.

4) Air destilasi.

48

Prosedur analisa:

1) Pastikan viskometer dalam keadaan kering dan bersih.

2) Sesuaikan dan jaga suhu bak viskometer pada suhu tes yang diinginkan

yaitu temperatur yang berada diantara 15-100oC. Ketika temperatur tes di

bawah titik embun, isi viskometer seperti pada tahap 3. Untuk memastikan

tidak ada embun dan kondensasi pada dinding kapiler, tutupi dengan

penutup karet dan masukan viskometer ke dalam bak. Kemudian biarkan

hingga dicapai temperatur yang diinginkan lalu buka penutup karet.

3) Pengukuran viskositas kinematik sampel

Saring sampel yang akan diukur dengan filter berukuran 75 µm.

Naikan suhu bak viskometer pada kisaran 15-100oC hingga diperoleh

kisaran waktu konstan, yaitu sekitar 30 menit.

Ketika viskometer telah mencapai kondisi yang diinginkan. Sesuaikan

ketinggian sampel dalam kapiler hingga garis batas pengisian setelah

suhu sampel mencapai temperatur yang seimbang. Ketinggian sampel

dalam kapiler tidak lebih dari 7 mm dari atas. Untuk sampel yang dapat

dengan mudah mengalir, pengukuran dilakukan dalam waktu 1-0,1 detik.

Waktu terukur merupakan waktu meniskus untuk melewati waktu

sasaran pertama menuju waktu sasaran kedua. Waktu yang dibutuhkan

sampel untuk mengalir tidak kurang dari 200 detik. Jika waktu yang

terukur kurang dari waktu tersebut, gunakan viskometer dengan

diameter yang lebih kecil dan ulangi pengukuran.

Tabel 9 Persamaan waktu alir bermacam produk bahan bakar

Base oil pada 40 dan 100 oC 0,0020 y 0,2 %

Minyak berformulasi pada 40 dan 100 oC

0,0013 y 0,13 %

Minyak berformulasi pada 150 oC 0,015 y 1.5 %

Petroleun wax pada 100 oC 0,0080 y 0.08 %

Residual fuel oil pada 80 dan 100 oC 0,011 (y+8)

Residual fuel oil pada 50 oC 0,017 y 1,7 %

Aditif pada 100 oC 0,00106 y

Gas oil pada 40 oC 0,0013 (y+1)

Jet fuel pada -20 oC 0,0018 y 0,18 %

y: nilai rata-rata waktu alir yang terukur

49

V = C x t

Ulangi langkah 3 untuk melakukan pengukuran yang kedua. Catat hasil

pengukuran. Jika hasil kedua pengukuran sesuai dengan spesifikasi

produk pada Tabel 4 di bawah, nilai viskositas kinematik dihitung

dengan merata-ratakan hasil kedua pengukuran. Jika hasil pengukuran

tidak sesuai, ulangi pengukuran dengan membersihkan dan

mengeringkan viskometer terlebih dahulu. Untuk penghitungan sampel

di luar sampel dalam Tabel 4, pengukuran pada kisaran suhu 15-100oC,

digunakan estimasi 0,20%, dan 0,35% untuk pengukuran di luar kisaran

suhu 15-100°C.

Perhitungan:

Dengan:

v = kinematik viskositas, mm2/dtk

C = calibration konstan viskometer, (mm2/dtk)/dtk

t = rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk mengalir, detik (dtk)

Gambar 28 Viscometer

50

c) Cetane Number (ASTM 613, 2000)

Cetane number adalah ukuran kualitas suatu pembakaran bahan baker diesel

yang dinyatakan dengan ketertundaan (delay) pembakaran bahan bakar,

yaitu selisih antara awal injeksi dan awal terjadinya pembakaran bahan bakar.

Lingkup:

Metode ini menentukan rating dari bahan bakar berdasarkan nilai cetane

number-nya dengan menggunakan silinder tunggal standar, mesin empat

langkah, rasio variabel tekanan.

Peralatan:

Peralatan mesin, menggunakan silinder tunggal yang terdiri dari pompa

crankcase.

Instrumen, terdiri dari:

1) Cetane meter

2) Peralatan dispensi bahan bakar

3) Buret 400-500 ml dengan toleransi ± 0,2 % dan telah dikalibrasi

4) Injektor

Reagen :

1) Pendingin jaket silinder, air dengan temperatur didih mencapai 100 ± 2

oC.

2) Minyak pelumas mesin crankcase.

3) n-cetane dengan tingkat kemurnian 99%.

4) heptamethylnonane dengan minimum kemurnian 98%.

5) Bahan bakar T dengan CNARV diantara 73-75 dan disimpan pada

temperatur di atas 0oC. Sebelum disimpan dalam suhu tersebut

sebaiknya dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 15oC di atas cloud

point-nya.

6) Bahan bakar U dengan CNARV diantara 20-22 dan disimpan pada

temperatur di atas 0oC. Sebelum disimpan dalam suhu tersebut

sebaiknya dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 15oC di atas cloud

point-nya.

7) Check fuels dengan grade sesuai dengan D 975, grade No. 2-D (lihat

Catatan Peringatan).

8) Low cetana check fuel dengan CNARV diantara 38-42.

51

9) High cetana check fuel dengan CNARV diantara 50-55.

Sampling:

Sampling dilakukan sesuai dengan D 4057, sampel difiltrasi dengan kertas

saring grade A pada suhu ruang, dan temperatur bahan bakar harus pada

suhu 18-32oC sebelum dilakukan pengetesan.

Pengaturan Instrumen dan standar operasi:

1) Instalasi peralatan.

2) Kondisi berdasarkan spesifikasi komponen:

Kecepatan 900 ± 9 rpm (pada saat pembakaran maximum) dan ± 3 rpm

(pada saat tidak terjadi pembakaran).

Valve timing:

- Digunakan mesin empat langkah.

- Intake valve opening 10,0 ± 2,5o after-top-dead-center (atdc) dengan

penutupnya pada 34 o after-bottom-dead-center (abcd).

- Exhaust valve opening pada 40o before-bottom-dead-center (bbdc)

dengan penutupannya pada 15,0 ± 2,5o after-top-dead-center.

Valve lift dengan kenaikan contour 6,223-6,350 mm dari bagian dasar

hingga bagian atas sehingga dihasilkan valve lift 6,045 ± 20,05 mm.

Pompa: dengan kemiringan roda antara 300-306o.

Fuel pump inlet pressure dengan laju alir diukur dengan mengunaka

buret sehingga dapat menjalankan 635 ± 25 mm di atas garis tengah

pompa inlet injeksi.

3) Pengaturan dan kondisi operasi

Arah rotasi mesin: rotasi crankshaft diamati dari depan.

Waktu injeksi : 13,0o before-top-dead-center (btdc).

Tekanan pembuka nozzle injektor : 10,3 ± 0,34 Mpa (1500 ± 50 psi).

Laju alir injeksi : 13,0 ± 0,2 ml/menit (60 ± 1 s per 13,0 ml).

Suhu pendingin injektor : 38 ± 3oC

4) Klep pengeluaran

Penghenti dan pendingin mesin: pengeluaran antara klep steam dan

klep rocker half-ball di atur pada:

klep intake 0,075 mm

klep exhaust 0,33 mm

52

penjalan dan pemanas mesin: jarak baik untuk klep intake dan exhaust

diatur pada 0,2 ± 0,025 mm.

Tekanan minyak: 172 – 207 kPa (25 -30 psi).

Temperatur minyak: 57 ± 8oC.

Temperaur jaket pendingin: 100 ± 2oC.

Basic ignition delay: 13,00 baik untuk sampel ataupun bahan bakar

referensi.

Batas jaket pendingin silinder:

- Penghenti dan pendingin mesin: air

- Penggerak mesin dan pemanas: level pendingin dalam kondensor

diantara ± 1 cm dari level panas dalam kondensor pendinginan.

Batas mesin crankacase minyak bumi:

Mesin penghenti dan pemanas: minyak ditambahkan ke dalam

crankcase sehingga mendekati bagian atas kaca penglihatan.

Crankcase tekanan internal: dinyatakan dengan manometer yang

dihubungkan kepada bagian dalam cranckcase, tekanan harus kurang

dari 0 (vakum) dan 25-150 mm dari air, kurang dari tekanan atmosfir.

Exhaust and crankcase breather system resonance.

Piston Over-Travel.

Tegangan sabuk: sabuk dihubungkan dengan roda ke motor absorbsi.

Pengaturan nozlle injeksi tekanan dan spray (lihat Catatan Peringatan).

Injektor pembuka tekanan: atur screw untuk melepaskan bahan bakar

pada tekanan 10,3 ± 0,34 Mpa (1500 ± 50 psi). Periksa pengaturan

dengan menggunakan nozzle injektor.

Periksa pola spray injektor.

Indeks handwheel reading:

- Mikrometer drum tangan dan pengatur skala, pada Tabel 10 berikut

disajikan handwheel reading yang tepat.

53

Tekanan kompresi= 3275 kPa x local baro/standar baro Untuk contoh, Tekanan kompresi = 3275 kPa x 710/760

= 3060 kPa

Tabel 10 Handwheel reading yang tepat

Diameter silinder Handwheel reading

3.250 Standard bore 1.000

3.260 Rebored 0.010 in oversize 0.993

3.270 Rebored 0.020 in oversize 0.986

3.280 Rebored 0.030 in oversize 0.978

- Basic setting of variable compression plug

- Settling handling reading

Basic Compression Pressure: pada saat hand wheel reading 1.000 dan

saat tekanan standar 760 mmHg tekanan standar sebaiknya

compression pressure mesin beroperasi pada 3275 ± 138 kPa. Untuk

mesin yang dioperasikan pada tekanan barometrik standar lain,

tekanan kompresi berbanding lurus dengan ratio tekanan barometrik

local dibagi dengan tekanan barometrik standar. Misalkan, tekanan

kompresi mesin pada barometrik 710 mmHg adalah 3060 ± 138 kPa

adalah:

Batas pompa minyak pelumas: batas minyak pelumas adalah pada

batas pencelupan.

Batas pompa minyak perseneling.

Prosedur Analisa:

1) Periksa kondisi mesin.

2) Masukan sampel ke dalam tangki bahan bakar, cuci buret, keluarkan

udara dari dalam pompa dan nyalakan mesin dengan mengatur posisi

klep fuel-selector.

3) Periksa laju alir bahan bakar (sampel) dan atur laju alir mikrometer dari

pompa bahan bakar agar berada pada kisaran 13 ml/menit. Proses

diakhiri jika sampel sudah penuh pada wktu 60±1 detik. Catat laju alir

mikrometer yang terbaca sebagai referensi.

4) Petunjuk waktu injeksi bahan bakar: setelah menentukan laju alir,

tentukan injeksi-waktu-mikrometerpompa pada 13,0 ± 0,2o.

54

5) Penundaan penyalaan, ubah posisi handwheel untuk merubah ratio

kompresi pada kisaran 13,0 ± 0,2o.

6) Pembacaan stabil diantara 5-10 menit, waktu yang dibutuhkan untuk

sampel dan reference haruslah konstan dan tidak lebih dari 3 menit.

7) Pembacaan handwheel: amati dan catat pembacaan handwheel sebagai

indikasi dari pembakaran sampel.

8) Bahan bakar referensi No.: pilih campuran bahan bakar referensi T dan U

untuk menentukan bilangan cetana sampel. Siapkan 400-500 ml

campuran bahan bakar referensi. Masukan campuran ini ke dalam tangki

bahan bakar yang tidak digunakan untuk memancarkan garis bahan

bakar yang sama dengan sampel. Lakukan langkah yang sama untuk

sampel.

9) Ambil bahan bakar referensi yang kedua dan lakukan hal yang sama.

Perbedaan antara bahan bakar referensi yang pertama dan kedua tidak

lebih dari 5,5. Persiapkan 400-500 ml bahan bakar referensi dan

kemudian masukan ke dalam tangki ketiga dan lakukan langkah yang

sama dengan point (9).

10) Ulangi pembacaan.

Perhitungan:

Keterangan:

CNs = bilangan cetana sampel

CNLRF = bilangan cetana bahan low reference fuel

CNHRF = bilangan cetana bahan high reference fuel

HWs = handwheel reading sampel

HWLRF = handwheel reading low reference fuel

HWHRF = handwheel reading high reference fuel

Catatan Peringatan

Check fuels bersifat mudah terbakar dan uapnya berbahaya.

Hindari kontak dengan spray dari nozzle injektor karena

bertekanan tinggi yang dapat berpenetrasi ke dalam kulit.

CNs = CNLRF + HWs – HWLRF (CNHRF – CNLRF)

HWHRF – HWLRF

55

Gambar 29 Cetane meter

d) Flash Point (ASTM 93, 2000)

Flash point merupakan suhu terendah dimana aplikasi suatu pembakar

(ignition) menyebabkan uap suatu specimen terbakar pada kondisi uji yang

spesifik. Suatu contoh menyala jika api secara nyata muncul dan merambat

secara spontan dan sempurna di atas permukaan contoh. Halo biru tidak

didefinisikan sebagai titik nyala.

Lingkup:

Metode ini meliputi penentuan flash point dari bahan bakar yang mempunyai

flash point diantara 40-360oC.

Peralatan:

Pensky-Martens closed cup flash test

Gas pembakar alami (ignition source)

Termometer

Tabel 11 Spesifikasi termometer

Jarak suhu Nomor termometer

ASTM IP

-5 sampai +110 oC 9 C 15 C

+10 sampai +200 oC 88 C 101 C

+90 sampai +370 oC 10 C 16 C

Reagen:

Pelarut pembersih test cup dari sampel: toluene atau aceton

Prosedur Analisa:

1) Isikan contoh ke dalam cup test hingga garis batas pengisian. Jaga suhu

cup test dan contoh pada kisaran suhu 18oC di bawah kisaran suhu flash

point yang diperkirakan. Tutup cup test dengan test cover.

56

2) Nyalakan test flame dan sesuaikan ukuran diameternya pada 3,2-4,8 mm

atau hidupkan tombol pengatur penyala dan sesuaikan intensitas

penyalaan sesuai dengan instruksi pabrik.

3) Atur kenaikan temperatur sebesar 5-6oC/menit dan aduk contoh dengan

menghidupkan pengaduk pada kecepatan putar 90-120 rpm.

4) Jika contoh mempunyai flash point di bawah 110oC, tambahkan gas

pembakar ketika temperatur mencapai 23 ± 5oC di bawah flash point yang

diperkirakan dan kenaikan temperatur dibaca pada saat kelipatan 1oC.

Hentikan pengadukan dan tambahkan gas pembakar dengan

mengoperasikan test cover. Jika flash point contoh di atas 110oC,

tambahkan gas pembakar seperti di atas pada saat suhu mencapai 23 ± 5

oC di bawah flash point yang diperkirakan dan setiap kenaikan suhu 2oC.

5) Untuk contoh yang belum diketahui nilai flash point-nya, lakukan tes pada

suhu 15 ± 5oC. Ketika contoh terlalu kental pada suhu tersebut, panaskan

contoh pada suhu 28oC di bawah suhu flash point yang diharapkan selama

30 menit. Tambahkan gas pembakar seperti pada point 4, pada saat suhu

mencapai 5oC lebih tinggi dari suhu awal.

6) Catat temperatur yang terbaca pada setiap penambahan gas pembakar

menimbulkan penyalaan yang jelas. Ketika gas pembakar menimbulkan

lingkaran biru, ini bukan flash point.

7) Ketika flash point terlihat pada penambahan pertama gas pembakar,

hentikan pengetesan, dan ulangi kembali tes dengan contoh yang baru.

Pada penambahan pertama gas pembakar dengan contoh yang baru, nilai

flash point yang terukur sebaiknya 23± 5oC di bawah suhu flash point yang

terbaca pada tes pertama.

8) Ketika flash point yang terdeteksi lebih besar dari 28oC di atas suhu pada

penambahan pertama gas pembakar, atau ketika flash point terdeteksi

kurang dari 18oC di atas temperatur pada penambahan pertama gas

pembakar, nilai yang terbaca akan di ukur rata-ratanya. Ulangi tes dengan

contoh yang baru. Sesuaikan nilai flash point pada tes berikutnya sehingga

mendekati suhu rata-rata yang dihasilkan. Penambahan pertama gas

pembakar dengan sampel yang baru ini harus 23± 5oC di bawah suhu rata-

rata yang diperoleh.

9) Peralatan dibersihkan dengan menurunkan suhu hingga kurang dari 55oC.

57

Corrected flash point = C + 0,25 (101,3 – K)

Corrected flash point = F + 0,06 (760 – P)

Corrected flash point = C + 0,033 (760 – P)

Perhitungan:

Keterangan :

C = nilai flash point yang terbaca, oC

F = nilai flash point yang terbaca, oF

P = tekanan ambient barometer pada saat pengukuran, mmHg

K= tekanan ambient barometer pada saat pengukuran, kPa.

Gambar 30 Pensky-Martens closed cup flash test

e) Uji Korosi Cu (ASTM 130, 2000)

Crude petroleum mengandung komponen sulfur yang kebanyakan dapat

dipisahkan selama pemurnian. Dimana, keberadaan komponen sulfur di

dalam produk petroleum dapat menyebabkan korosi pada beberapa jenis

metal dan tingkat korosivitas ini tidak selamanya berbanding lurus dengan

58

total sulfur. Sulfur ini menyebabkan efek yang berbeda tergantung dari

struktur kimia sulfur yang terkandung didalamnya.

Lingkup:

Metode ini melingkupi deteksi korosivitas kepada tembaga dari gasolin

penerbangan, bahan bakar turbin penerbangan, gasolin otomotiv, gasolin

alami atau hidrokarbon lainnya yang memiliki tekanan uap Reid tidak lebih

dari 18 psi (124 kPa), pelarut pembersih, kerosine, diesel, minyak bakar hasil

distilasi, minyak pelumas, dan produk petroleum tertentu lainya.

Peralatan:

Tabung tes yang dilengkapi dengan bath (water bath, oil bath, ataupun

alumunium block bath). Bath yang digunakan dilengkapi dengan control

suhu pada kisaran 50±1oC atau 100±1oC, atau keduanya, dan dilengkapi

dengan pemegang untuk memegang tabung tes dalam posisi vertikal dan

dapat dibenamkan hingga kedalaman sekitar 100 mm (4 in).

Copper strip corrosion test bomb yang terbuat dari stainles dan dilengkapi

dengan tes tekanan sebesar 100 psi (698 kPa), gasket karet sintetik pada

bagian dalam, tutup bomb, water bath dengan kontrol suhu pada kisaran

40±1oC atau 100±1oC, atau keduanya. Bath dilengkapi dengan pegangan

untuk memegang test bomb pada posisi vertikal. Bath harus cukup dalam

sehingga dapat membenamkan bomb selama pengetesan.

Termometer dengan graduasi 1oC atau kurang dan ketinggian raksa tidak

lebih dari 25 mm dibawah permukaan bath.

Clamp.

Viewing test tube.

Reagen:

1) Pelarut pencuci: pelarut hidrokarbon bebas sulfur yang tidak kusam pada

suhu tes 50oC seperti isooktana.

2) Bahan pemoles: kertas silcon carbide grit.

3) Copper strip

Spesifikasi: lebar strip 12,5 mm (1/2 in), tebal 1,5-3,0 mm, pemotong 75

mm dari permukaan smooth, keras, tingkat kemurnian cold-finished copper

99,9%.

59

Persiapan permukaan: hilangkan semua noda pada permukaan dari semua

strip dengan menggunakan silicon carbide paper. Sudahi dengan silicon

carbide paper 65 µm atau kain. Benamkan strip dalam pelarut pencuci.

Tempatkan selembar silicon carbide paper pada bagian datar permukaan,

basahi dengan kerosin atau pelarut pencuci, dan kucek strip dengan arah

berlawanan dengan silicon carbide paper dengan pergerakan memutar,

gunakan kertas saring bebas abu untuk menghindari strip kontak dengan

jari. Alternatif lain, persiapan dapat dilakukan dengan menggunakan motor

mesin untuk mengeringkan kertas atau kain.

4) Persiapan terakhir: pindahkan strip dari pelarut pencuci. Pegang dengan

menggunakan tangan. Gunakan kertas saring bebas abu untuk memegang

strip. Pertama poles bagian ujung dan kemudian sisi-sisi strip dengan 105

µm butiran-butiran silicon carbide yang diambil dari piringan gelas bersih

yang dialasi dengan kain wol yang telah dibasahi dengan beberapa tetes

pelarut pencuci. Keringkan dengan kain wol dan kemudian gunakan

pegangan satinless steel untuk memegangnya. Jangan memegangnya

langsung dengan tangan. Polesi permukaan dengan menggunakan butiran-

butiran silicon-carbide dalam cotton absorben. Jangan memolesi secara

melingkar. Kucek strip searah axis strip, bawa pemoles menjauhi bagian

ujung strip sebelum merubah arah pergerakan. Bersihkan semua debu-

debu metal yang terdapat pada strip dengan mengkucek-kucek dengan

menggunakan kain yang bersih. Ketika strip telah bersih, secepatnya

benamkan strip dalam sampel yang telah disiapkan.

Prosedur analisa:

1) Tempatkan 30 ml sampel yang bebas dari suspensi atau air ke dalam

tabung tes yang telah dibersihkan, 1 menit setelah preparasi akhir,

masukan copper strip ke dalam tabung sampel. Tutup dengan penyumbat

gabus dan tempatkan dalam bath pada suhu 50 ± 1 oC. Jaga tabung tes

dari cahaya langsung. Setelah 3 jam ± 5 menit di dalam bath, cek strip

seperti yang di jelaskan pada poin (2). Untuk minyak bakar dan diesel,

untuk spesifikasi selain yang dijelaskan pada D396 dan D 975, gunakan

temperatur tes pada suhu 100 oC selama 3 jam.

2) Pengecekan strip

60

Kosongkan isi tabung tes ke dalam beaker 150 ml, biarkan strip meluncur

secara perlahan untuk menghindari beaker pecah. Secepatnya pindahkan

strip dan benamkan strip dalam pelarut pencuci. Pindahkan strip dan

keringkan dengan kertas saring. Periksa kekusaman atau korosivitas

dengan membandingkannya dengan copper strip corrosion standar.

Pegang kedua strip, baik strip tes dan strip standar, dan lihat cahaya yang

terefleksi pada kemiringan 45o.

Catatan peringatan:

Isooctana bahan mudah terbakar, hindarkan dari panas. Tempatkan pada

tempat tertutup, gunakan ventilasi yang cukup. Hindarkan penghirupan uap

isooktana dan hindarkan kontak dengan kulit.

Gambar 31 Water bath

f) Uji Air dan Sedimen (ASTM 2709, 2000)

Metode ini melingkupi penentuan volume air bebas dan sedimen di dalam

bahan bakar yang mempunyai viskositas pada suhu 40oC dalam kisaran 1.0-

4.1 mm2/dtk dan densitas dalam kisaran 770–900 kg/m3.

Peralatan:

Sentrifuse, dengan kapasitas 2 atau lebih tabung tes pada kecepatan yang

dapat dikontrol untuk memberikan relative centrifugal force (rcf) 800 ± 60

61

dan dilengkapi dengan penutup terbuat dari logam. Data dalam Tabel 12

dapat digunakan sebagai acuan untuk memilih jenis sentrifuse yang tepat.

Tabel 12 Spesifikasi sentrifuse

Diameter Swing Rpm pada 500 rcf

Rpm pada 800 rcf

in Cm

12 30.5 1710 2160

13 33.0 1650 2080

14 35.6 1590 2000

15 38.1 1530 1930

16 40.6 1480 1870

17 43.2 1440 1820

18 45.7 1400 1770

19 48.3 1360 1720

20 50.8 1330 1680

21 53.3 1300 1640

22 55.9 1270 1600

23 58.4 1240 1560

24 61.0 1210 1530

dengan:

Rcf = relative centrifugal force

d = diameter swing (cm), atau

Tabung tes sentrifuse 100 ml berbentuk cone yang dapat melakukan

pengukuran 0,01 ml.

Tabung tes sentrifuse 100 ml, pear-shape, dengan graduasi 0,01 ml.

Prosedur analisa:

1) Kocok sampel dengan tangan atau menggunakan shaker selama 10 menit

hingga homogen.

2) Masukan sampel ke dalam tabung tes sentrifuse, tutup dan tempatkan

dalam sentrifuse dengan posisi satu sama lain berlawanan dan pusingkan

selama 10 menit pada kecepatan yang tepat untuk memperoleh rcf 800 ±

60. Ukur air dan jumlah sedimen pada bagian bawah tabung tes.

3) Laporkan volume air dan sedimen yang terukur sebagai persentase dari

total sampel.

Rpm = 422√𝑟𝑐𝑓

𝑑

62

Gambar 32 Sentrifuse

g) Uji Destilasi (ASTM 1160, 2000)

Lingkup:

Metode ini dapat digunakan untuk produk-produk yang dapat teruapkan

secara sempurna pada suhu 400oC.

Peralatan:

peralatan destilasi vakum yang terdiri dari: 1) labu destilasi kapasitas 500

ml dan terbuat dari gelas borosilikat yang dilengkapi dengan mantel

pemanas, 2) jaket kolom vakum yang terbuat dari gelas borosilikat,

dilengkapi dengan kondesor, bagian atas dilengkapi penutup dengan jaket

vakum gelas dengan tekanan di bawah 10-5 pa (10-7 mm hg). Kondensor

memiliki adapter untuk menghubungkan dengan sumber vakum dan

dilengkapi dengan penerang yang tergantung pada posisi 5 mm di bawah

10 ml batas yang dapat diterima, 3) platinum resistance thermometer (prt)

sensor untuk menentukan temperatur penguapan dengan tingkat akurasi ±

0,5oc, jarak suhu 0-400oc, dan dapat merespon waktu kurang dari 200

detik. Letak sensor temperatur penguapan sangat kritis. Elemen sensor

63

harus diletakan di tengah dengan bagian atas sensor berada 3 ± 1 mm di

bawah titik spillover (titik tumpah), 4) receiver yang terbuat dari gelas

borosilikat. Jika receiver merupakan bagian dari mesin automatis, dan

terdapat dalam chamber maka tidak diperlukan jaket, 5) vakum gage yang

dapat mengukur dengan tingkat akurasi 0,01 kpa pada jarak di bawah

tekanan absolut 1 kp dan dengan tingkat akurasi 1% di atas tekanan

tersebut. Hubungkan vakum gage ke sisi tabung sensor temperatur/vakum

adapter dari kolom distilasi, 6) sistem pengatur tekanan yang mampu

menjaga tekanan konstan hingga 0,01 kpa pada tekanan absolut 1 kpa dan

pada tekanan di bawahnya dan sekitar 1% pada tekanan absolut 1 kpa dan

tekanan di atasnya. Hubungkan sistem pengatur ini ke bagian atas tabung

kondensor, 7) sumber vakum yang dilengkapi dengan pompa vakum dan

beberapa tangki serta mampu menjaga temperatur konstan hingga 1%.

Hubungkan sumber vakum dengan kondensor dengan menggunakan

vakum adaptor. Pada pompa single, sumber vakum mempunyai kapasitas

kurang lebih 850 l/menit (30 cfm) pada tekana 100 kpa dan pada pompa

double dapat digunakan kapasitas yang sama ataupun lebih. Tangki

mempunyai kapasitas kurang lebih 5 l, 8) cold traps, ditempatkan diantara

bagian atas kondensor dan sumber vakum untuk merekover komponen

dalam distilat yang tidak terkondensasi. cold trap mempunyai suhu di

bawah -40oc. Pada umumnya digunakan cairan nitrogen (catatan

peringatan: jika terdapat udara dalam jumlah besar dalam sistem dan

nitrogen cair digunakan sebagai pendingin, nitrogen dapat mendinginkan

udara. Jika hidrokarbon juga terperangkap dan terkondensasi akan

menimbulkan kemungkinan terjadinya ledakan pada step 10 dan 12.

Disamping itu copld trap ditempatkan diantara sensor temperatur/vakum

adaptor dan vakum gage untuk menghindari terkontaminasinya gage oleh

komponen yang mempunyai titik didih rendah dalam distilat, 9) sumber

udara bertekanan rendah atau karbon dioksida, untuk mendinginkan labu

dan pemanas pada akhir distilasi, 10) sumber nitrogen bertekanan rendah,

11) layar pengaman (safety screen) untuk memisahkan operator dari

peralatan distilasi dan direkomendasikan terbuat dari bahan kaca yang kuat

dengan ketebalan 6 mm, 12) sistem sirkulasi pendingin yang mampu

mensuplai pendingin ke receiver dan sistem kondensor pada temperatur ±

64

3oC dan dengan jarak suhu 30-80oC. pada peralatan otomatis sistem

sirkulator hanya mensuplai pada sistem kondensor saja.

Reagen:

1) n-Tetradekan.

2) n-Heksadekan.

3) Silikon cair

4) Minyak silikon yang mampu digunakan untuk waktu yang lama pada

temperatur di atas 350oC.

5) Toluene.

Prosedur analisa:

1) Atur temperatur pendingin kondensor pada suhu sekitar 30oC di bawah

temperatur penguapan bahan yang akan diamati.

2) Berdasarkan berat jenisnya, timbang sampel dalam labu pada temperatur

receiver hingga ekivalen dengan 200 ml.

3) Lumasi peralatan distilasi dengan pelumas yang cocok. Pastikan bahwa

permukaan kunci-kunci peralatan dalam keadaan bersih. Pasang labu,

tempatkan pemanas di bawah labu, pasang mantel dan tempatkan

peralatan dengan menggunakan clamp.

4) Tetesi bagian bawah pemanas labu dengan dengan beberapa tetes

minyak silikon dan masukan sensor temperatur pada bagian bawah.

5) Nyalakan pompa vakum dan amati isi labu terhadap keberadaan busa.

Jika sampel berbusa, biarkan tekanan untuk naik hingga busa berkurang.

6) Pindahkan peralatan hingga tekanan mencapai tingkat yang diinginkan.

Gagalkan untuk mencapai tekanan destilasi atau timbulnya keadaan

kenaikan yang teratur dari tekanan dengan mematikan pompa. Biarkan

sistem berada dalam kondisi atmosfir dengan menggunakan nitrogen.

7) Setelah dicapai tekanan yang diinginkan, nyalakan pemanas dan biarkan

secepat mungkin memanasi labu tanpa menyebabkan terjadinya busa

pada sampel. Secepatnya uapkan atau reflux cairan yang muncul pada

leher labu, atur laju pemanasan sehingga diperoleh laju 6-8 ml/menit.

8) Catat temperatur, waktu, dan tekanan terjadinya penguapan pada saat

volume yang terkumpul dalam receiver mencapai: IBP, 5, 10, 20, 30, 40,

50, 60, 70, 80, 90, 95, dan pada titik terakhir. Jika temperatur larutan

mencapai 400oC atau mencapai temperatur maksimum sebelum titik

65

terakhir teramati, catat temperatur penguapan yang terbaca dan total

volume yang direkover pada saat distilasi dihentikan. Ketika produk hasil

destilasi di tes, catat semua hasil yang diperoleh.

9) Jika terjadi kenaikan tekanan pada tekanan yang diamati, tutupi dengan

uap putih yang terbentuk dan tetesi pada temperatur penguapan, bahan

yang sedang didestilasi akan pecah membentuk molekul ber-BM (Berat

Molekul) rendah. Hentikan proses destilasi dan catat hasil yang di

peroleh. Jika perlu, lakukan proses destilasi kembali dengan

menggunakan sampel yang baru.

10) Turunkan pemanas labu pada posisi 5-10 cm dan dinginkan labu dan

pemanas dengan mengalirkan karbondioksida. Turunkan tekanan alat

destilasi dengan nitrogen kering atau karbondioksida, jika perlu lepaskan

mantel sebelum suhu mencapai di bawah 200oC.

11) Naikan temperatur cold trap sebelum sumber vakum mencapai

temperatur ambient. Rekover, ukur, dan catat volume produk yang

terkumpul dalam trap.

12) Pindahkan receiver dan ganti dengan yang lain. Pindahkan labu dan ganti

dengan yang lain yang telah diisi pelarut pembersih. Lakukan destilasi

pada tekanan atmosfir untuk membersihkan peralatan. Setelah

dibersihkan, pindahkan labu dan receiver kemudian keringkan alat

dengan menggunakan udara atau nitrogen.

Gambar 33 Berbagai macam labu

66

h) Uji Sulfated Ash (ASTM 874, 2000)

Debu sulfat adalah residu yang tertinggal setelah sample dikarbonisasi dan

umumnya residu ini kemudian di treatment dengan menggunakan asam

klorida dan dipanaskan hingga berat konstan.

Lingkup:

Metode ini meliputi pengukuran debu sulfat dari produk yang mempunyai

kandungan debu sulfat di bawah 0.02 % (b/b).

Peralatan:

Evaporating dish atau crucible (piringan dari metal untuk memanaskan

pada suhu tinggi), dengan kapasitas 50-100 ml untuk sampel yang

mengandung lebih dari 0,02 % (b/b) debu sulfat, atau 120-150 ml untuk

sampel yang mengandung debu sulfat kurang dari 0,02 % (b/b).

Tanur.

Timbangan yang mampu menimbang hingga 0,1 mg.

Reagen:

1) Air.

2) Minyak dengan kandungan mineral rendah.

3) Asam sulfat (1:1) yang dibuat dengan melarutkan asam sulfat pekat

(densitas relatif 1,84) ke dalam 1 volume air dan diaduk dengan cepat

(lihat Catatan Peringatan).

4) Propan-2-ol (lihat Catatan Peringatan).

5) Toluene.

6) Sampel QC.

Prosedur analisa:

1) Pilih ukuran piringan yang sesuai dengan jumlah sampel yang akan

digunakan.

2) Panaskan piringan yang akan digunakan pada suhu 775 ± 25oC, untuk

piringan alumunium pemanasan dilakukan selama 10 menit. Dinginkan

piringan hingga suhu ruang dalam desikator dan timbang.

3) Timbang sampel dalam piringan dengan mengikuti persamaan dibawah

ini:

W = 10

𝑎

67

Dengan:

W = berat sampel (g)

a = kandungan debu yang diharapkan (% b/b)

Jangan gunakan sampel lebih dari 80 g. Untuk sampel yang mengandung

debu sulfat 2 % (b/b) atau lebih, larutkan sampel yang telah ditimbang 10

x berat sampel minyak mineral dengan kandungan debu sulfat yang

rendah.

4) Panaskan piringan yang telah berisi sampel secara hati-hati hingga

sampel terlihat menyala. Jaga temperatur pada saat sampel mulai

terbakar. Ketika pembakaran berhenti, lanjutkan pemanasan hingga asap

menghilang. Jika sampel yang digunakan mengandung air, tambahkan 1-

2 ml propan-2-ol 99 % pada sampel sebelum dipanaskan, jika tidak cukup

tambahkan 10 ml campuran toluene dan prona-2-ol (1:1). Tempatkan

beberapa kertas saring yang tidak mengandung abu (kertas saring

organik) dalam campuran dan panaskan, ketika kertas mulai terbakar,

sebagian besar air akan hilang.

5) Dinginkan piringan hingga temperatur ruang kemudian tetesi residu

dengan beberapa tetes larutan asam sulfat. Panaskan piringan pada

temperatur rendah dengan hati-hati di atas hoteplate, hindari percikan,

dan lanjutkan pemanasan hingga terlihat asap tidak lama menghilang.

6) Tempatkan piringan dalam tanur pada suhu 775 ± 25oC dan lanjutkan

pemanasan hingga semua karbon teroksidasi.

7) Dinginkan piringan pada suhu ruang kemudian tambahkan 3 tetes air dan

10 tetes larutan asam sulfat dalam air (1:1). Kemudian panaskan piringan

seperti pada tahap (5).

8) Kemudian panaskan kembali piringan dalam tanur pada suhu 775 ± 25oC

selama 30 menit. Dinginkan piringan hingga suhu ruang dalam desikator

dan kemudian timbang.

9) Ulangi langkah (8) hingga diperoleh berat konstan, tidak lebih dari 1,0 mg.

10) Untuk sampel yang diharapkan mengandung abu sulfat 0,02% atau

kurang, tentukan blanko dengan menggunakan asam sulfat dengan

menambahkan 1 ml asam sulfat pekat ke dalam piringan yang telah

diketahui beratnya. Kemudian panaskan hingga uap tidak lama

68

mengembang lalu panaskan piringan dalam tanur pada suhu 775 ± 25oC

selama 30 menit. Dinginkan piringan hingg asuhu ruang dalam desikator

dan timbang hingga diperoleh berat konstan (mendekati 0,1 mg). Jika

diketahui bahwa asam sulfat yang digunakan mengandung debu, kurangi

berat debu sulfat dengan berat debu dari asam sulfat, yang ditentukan

dari total volume asam sulfat yang digunakan dan berat debu yang

ditemukan untuk 1 ml blanko, dari total gram debu sulfat dari sampel.

Perhitungan:

Keterangan :

w = berat debu sulfat (g)

W = berat sampel (g)

Catatan peringatan:

Pencampuran asam dalam air akan menimbulkan panas, sehingga pada

pencampuran, dinginkan larutan sebelum menambahkan lebih banyak

asam. Jangan biarkan larutan hingga mendidih.

Propanol adalah bahan mudah terbakar dan dapat terbakar ketika

dipanaskan.

Toluene adalah bahan mudah terbakar dan toksik.

Gambar 34 Evaporating dish

Debu sulfat (% b/b) = 𝑤

𝑊𝑥100

69

i) Uji Standar untuk Kadar Fosfor (FBI-A05-03)

Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan kadar fosfor dalam

biodiesel yang dihasilkan melalui pengabuan contoh biodiesel ester alkil yang

telah ditambahi seng oksida (ZnO), disusul dengan pengukuran

spektrofotometrik fosfor sebagai kompleks asam fosfomolibdat yang berwarna

biru.

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil,

dsb.) dari asam-asam lemak.

Peralatan yang diperlukan:

Krus-krus Vycor (atau yang ekivalen)–mampu menahan temperatur

oven/tungku muffle/pemanas sampai paling sedikitnya 600oC, kapasitas 50

ml.

Kaca masir (kaca arloji) diameter 75 mm.

Pelat pemanas listrik dengan pengendali reostat.

Oven/tungku muffle/pemanas dengan pirometer dan pengendali yang

sesuai untuk mempertahankan temperatur 550–600oC.

Corong gelas bertangkai pendek dan berdiameter 50 mm.

Kertas saring tak berabu, diameter 90 mm, Whatman no. 42 atau yang

ekivalen.

Botol pencuci 1 liter, untuk pencucian dengan air panas.

Labu-labu ukur/takar volumetrik 50, 100, 250, dan 500 ml, masing-masing

bertutup gelas.

Pipet-pipet seukuran 2, 5, 10 dan 25 ml.

Pipet tipe mohr, 10 ml, dengan skala 0,1 ml.

Spektrofotometer yang mampu mengukur absorbansi pada 650 nm dengan

keakuratan 0,5 %.

Kuvet-kuvet 1,000±0,005 cm, cocok untuk daerah sinar tampak.

Reagen:

1) Asam khlorida (HCl) pekat berat jenis 1,19 (lihat Catatan peringatan).

2) Seng oksida (ZnO) mutu reagen (reagen grade atau p.a.)

3) Pelet-pelet kalium hidroksida (KOH) mutu reagen (lihat Catatan

peringatan).

4) Asam sulfat (H2SO4) pekat berat jenis 1,84 (lihat Catatan peringatan).

70

5) Natrium molibdat mutu reagen.

6) Hidrazin sulfat mutu reagen (lihat Catatan peringatan).

7) Kaliumdihidrogen fosfat (KH2PO4) mutu reagen; dikeringkan dahulu

selama 2 jam pada 101oC sebelum digunakan.

Larutan-larutan:

1) Natrium molibdat

Cara pembuatan: Tambahkan hati-hati 140 ml asam sulfat pekat ke dalam

300 ml akuades. Dinginkan sampai temperatur kamar dan tambahi 12,5

gram natrium molibdat. Pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar

500 ml dan encerkan dengan akuades sampai ke garis batas-takarnya,

campurkan baik-baik dan biarkan larutan selama 24 jam sebelum

digunakan.

2) Hidrazin sulfat 0,015 %

Cara pembuatan: Larutkan 0,150 gram hidrazin sulfat ke dalam 1 liter

akuades.

3) Larutan kalium hidroksida 50 %-b

Cara pembuatan: Larutkan 50 gram KOH ke dalam 50 gram akuades dan

dinginkan hingga temperatur kamar (lihat Catatan peringatan).

4) Larutan fosfat standar

(a). Larutan standar untuk stok

Cara pembuatan: Larutkan 1,0967 gram KH2PO4 kering (reagen 7) ke

dalam sejumlah akuades, pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu

takar 250 ml dan encerkan dengan akuades hingga ke garis batas-

takarnya, kemudian campurkan baik-baik. Larutan ini mengandung 1

miligram fosfor per mililiter.

(b). Larutan standar untuk kerja

Cara pembuatan: Pipet 5 ml larutan standar untuk stok dan kucurkan ke

dalam labu takar 500 ml. Encerkan hingga ke garis batas-takar dengan

akuades dan campurkan baik-baik. Larutan ini mengandung 0,01 miligram

fosfor per mililiter.

71

Prosedur analisa:

1) Timbang 3,0–3,2 ± 0,001 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam krus

Vycor. Tambahi 0,5 gram seng oksida (ZnO).

2) Panaskan pelahan pada pelat pemanas listrik sampai contoh mengental.

Kemudian tingkatkan pemanasan pelahan-lahan sampai massa

sempurna menjadi arang.

3) Tempatkan krus di dalam oven/tungku muffle/pemanas pada 550–600°C

dan biarkan di sana selama 2 jam. Sesudah ini, keluarkan dari

oven/tungku dan biarkan mendingin hingga temperatur kamar.

4) Tambahkan 5 mililiter akuades dan 5 ml HCl pekat kepada abu di dalam

krus tersebut.

5) Tutup krus dengan kaca masir/arloji dan panaskan sampai mendidih

pelahan selama 5 menit.

6) Saring larutan ke dalam labu takar 100 ml. Bilas sisi dalam kaca

masir/arloji dan dinding dalam krus dengan kira-kira 5 ml akuades panas,

dengan menggunakan botol pencuci dan pancaran air yang halus.

Kemudian, bilas lagi krus dan kertas saring dengan 4 x 5 ml akuades

panas.

7) Dinginkan larutan hingga temperatur kamar dan netralkan sampai agak

keruh dengan penambahan tetes demi tetes larutan KOH 50%.

Tambahkan tetes demi tetes HCl pekat agar seng oksida tepat melarut

dan kemudian tambahkan lagi 2 tetes HCl pekat. Encerkan larutan

sampai ke garis batas-takar dan campurkan baik-baik.

8) Pipet 10 ml larutan dari labu takar ke dalam labu takar 50 ml (lihat

Catatan no. 1).

9) Tambahkan berturut-turut 8,0 ml larutan hidrazin sulfat dan 2,0 ml larutan

natrium molibdat.

10) Tutup labu takar, jungkirkan 3 atau 4 kali. Longgarkan tutupnya dan

panaskan selama 10 ± 0,5 menit di dalam bak air yang mendidih kuat.

11) Singkirkan labu dari bak air mendidih, dinginkan sampai 25±5oC dalam

bak air dingin. Sesudahnya, encerkan dengan akuades sampai garis

batas-takar dan campurkan baik-baik (lihat Catatan no. 2).

12) Isikan larutan ke dalam kuvet yang bersih dan kering. Kemudian ukur

absorbansinya pada 650 nm. Sebelumnya, spektro fotometer harus diset

72

berpembacaan 0% absorbansi (100% transmitansi) untuk kuvet berisi

akuades (lihat Catatan no. 1).

13) Siapkan reagen blangko dengan mengikuti prosedur no. 1 s/d no. 12

tetapi tanpa ada contoh biodiesel ester alkil.

14) Ukur kadar fosfor larutan contoh dan larutan blangko via pembandingan

dengan kurva standar yang diperoleh sebagai berikut :

Pembuatan kurva standar:

Pipet 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 dan 10,0 ml larutan standar untuk kerja

(larutan 4b) ke dalam labu-labu takar 50 ml dan kemudian lakukan

prosedur no. 9 s/d no. 12. Catat absorbansinya sebagai respons

terhadap 0,0; 0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 dan 0,1 miligram fosfor.

Plot absorbansi tiap standar ini terhadap kadar fosfornya dalam

miligram pada suatu kertas grafik berskala linier.

Perhitungan:

Kadar fosfor (%-b) = 10(𝐴 − 𝐵)

𝑉 𝑥 𝑊

dengan:

A = kadar fosfor di dalam kuvet contoh yang dianalisis, mg

B = kadar fosfor di dalam kuvet berisi larutan blangko, mg.

W = berat contoh biodiesel ester alkil, g.

V = volume larutan yang dipipet pada prosedur no. 8.

Catatan peringatan:

Asam klorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan kulit

terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan terhisap serta

menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan sarung tangan

pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini. Penanganannya

disarankan dilakukan dalam lemari asam yang beroperasi dengan benar.

Pada pengenceran, asam harus selalu yang ditambahkan ke air/akuades

dan bukan sebaliknya.

Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar

parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet

tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat.

Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi

saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan

73

bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu

pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi

sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk

mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu

pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.

Asam sulfat adalah asam kuat dan akan membakar parah kulit. Kenakan

jas dan sarung tangan pelindung jika bekerja dengan asam ini. Karena

merupakan oksidator kuat, asam sulfat tak boleh disimpan di dekat bahan-

bahan organik. Pencampurannya dengan air harus dilakukan dengan

sangat hati-hati karena pelepasan kalor yang besar dapat membangkitkan

cipratan yang eksplosif. Selalu tambahkan asam sulfat ke dalam

air/akuades dan bukan sebaliknya.

Hidrazin sulfat dapat menyebabkan iritasi mata, kulit dan membran

tenggorokan serta kerusakan liver dan ginjal. Senyawa ini diketahui

karsinogen bagi binatang-binatang percobaan laboratorium dan

mengakibatkan tumor-tumor liver dan paru-paru pada tikus, sehingga

dicurigai karsinogen pula bagi manusia. Kesiagaan dalam menangani zat

ini mencakup penggunaan sarung tangan, pelindung mata dan saluran

pernafasan. Hindari penghirupan debu atau serbuknya. Buang bahan dan

larutan bekasnya secara layak dan aman.

Catatan bernomor:

1) Jika absorbansi dari larutan berwarna yang diukur pada prosedur no. 12

ternyata terlalu tinggi (> 0,9 atau 90 %), pipet sejumlah larutan yang lebih

kecil dari yang dinyatakan dalam prosedur no. 12 (misalnya saja 2,0 ml),

encerkan hingga 10 ml dengan penambahan akuades via pipet tipe mohr

dan lanjutkan seperti diuraikan prosedur no. 9 s/d no. 12.

2) Contoh-contoh yang berkadar fosfor tinggi masih bisa memberikan

absorbansi >Z 0,9 (atau 90 %). Jika hal ini ditemui, pipet 10 ml larutan

contoh yang dibuat dengan prosedur no. 7 ke dalam labu takar 100 ml

dan encerkan sampai ke garis batas takarnya dengan akuades.

Laksanakan urutan pengembangan warna yang diuraikan dalam prosedur

no. 8 s/d no. 12 dengan contoh terpipet yang sesuai dan diencerkan

sampai 10 ml dengan akuades. Kalikan kadar fosfor yang diperoleh

dengan persamaan pada bagian “Perhitungan” dengan faktor

74

pengenceran (10 jika mengikuti prosedur yang diuraikan pada paragraf

ini).

3) Selang waktu antara pengembangan warna dalam prosedur no. 11 dan

pengukuran absorbansi dalam prosedur no. 12 tak boleh terlalu lama.

Gambar 35 Krus-krus Vycor

j) Uji Standar untuk Bilangan Asam (FBI-A01-03)

Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan bilangan asam biodiesel

dengan proses titrimetri. Bilangan asam adalah banyak miligram KOH yang

dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam bebas di dalam satu gram contoh

biodiesel; sekalipun terutama terdiri dari asam-asam lemak bebas, sisa-sisa

asam mineral, jika ada, juga akan tercakup di dalam angka asam yang

ditentukan dengan prosedur ini.

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil,

dsb) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.

Peralatan yang diperlukan:

Labu-labu erlenmeyer 250 atau 300 ml.

Buret mikro, 10 ml, dengan skala 0,02 atau 0,05 ml.

Neraca analitik dengan ketelitian ukur ± 0,05 gram atau lebih baik.

75

Larutan-larutan:

1) Larutan 0,1 N kalium hidroksida di dalam etanol 95%-v (atau jika tak

tersedia etanol 95 %-v, isopropanol kering/absolut).

Cara pembuatan: Refluks campuran 1,2 liter etanol 95%-v (lihat Catatan

peringatan) dengan 10 gram KOH dan 6 gram pelet aluminium (atau

aluminum foil) selama 1 jam dan kemudian langsung distilasikan; buang

50 ml distilat awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol distilat

berikutnya dalam wadah bersih bertutup gelas. Larutkan 7 gram KOH

mutu reagen atau pro analisis ke dalam 1 liter alkohol distilat tersebut;

biarkan selama 5 hari untuk mengendapkan pengotor-pengotor dan

kemudian dekantasikan larutan jernihnya ke dalam botol gelas coklat

bertutup karet. Normalitas larutan ini harus diperiksa/distandarkan setiap

akan digunakan (lihat Catatan no.1).

2) Larutan indikator fenolftalein.

Cara pembuatan: 10 gram fenolftalein dilarutkan ke dalam 1 liter etanol

95%-v.

3) Campuran pelarut yang terdiri atas 50%-v dietil eter – 50%-v etanol 95%-

v, atau 50%-v toluen – 50%-v etanol 95%-v atau 50%-v toluen – 50%-v

isopropanol. (lihat Catatan peringatan). Campuran pelarut ini harus

dinetralkan dengan larutan KOH (larutan no. 1) dan indikator fenolftalein

(larutan no. 2, sebanyak 0,3 ml per 100 ml campuran pelarut), sesaat

sebelum digunakan.

Prosedur analisa:

1) Timbang 19–21 ± 0,05 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah

labu erlenmeyer 250 ml.

2) Tambahkan 100 ml campuran pelarut yang telah dinetralkan ke dalam

labu Erlenmeyer tersebut.

3) Dalam keadaan teraduk kuat, titrasi larutan isi labu erlenmeyer dengan

larutan KOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu

dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah

dinetralkan di atas. Warna merah jambu ini harus bertahan paling

sedikitnya 15 detik. Catat volume titran yang dibutuhkan (V ml).

76

Perhitungan:

Angka asam (Aa) = 56,1 𝑥 𝑉 𝑥 𝑁

𝑚 mg KOH/g biodiesel

dengan:

V = volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan pada titrasi (ml).

N = normalitas eksak larutan KOH dalam alkohol.

M = berat contoh biodiesel ester alkil (g).

Nilai bilangan asam yang dilaporkan harus dibulatkan sampai dua desimal

(dua angka di belakang koma).

Catatan peringatan:

Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau

penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.

Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar

parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet

tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat.

Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi

saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan

bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu

pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi

sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk

mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu

pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.

Dietil eter sangat mudah menguap dan terbakar serta dapat membentuk

peroksida yang eksplosif. Tangani dengan hati-hati.

Toluen sangat mudah terbakar dan merupakan sumber risiko kebakaran.

Batas eksplosifnya dalam udara adalah 1,27 – 7%-v. Zat ini juga toksik jika

termakan, terhisap atau terabsorpsi oleh kulit. Angka ambang

kehadirannya di udara tempat kerja adalah 100 ppm-v. Karena ini,

penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam.

Isopropanol (atau isopropil alkohol atau propanol-2) adalah zat mudah

terbakar. Batas eksplosifnya di dalam udara adalah 2 – 12%-v. Zat ini

77

toksik jika termakan dan terhisap. Angka ambang kehadirannya di udara

tempat kerja adalah 400 ppm-v.

Catatan bernomor:

1) Standarisasi (penentuan normalitas) larutan KOH dalam alkohol (≈ 0,1 N).

Prosedur A: dengan kalium hidrogen ftalat. Timbang seksama kira-kira

100 mg kalium hidrogen ftalat kering (KHC8H4O4) dan larutkan dalam

sebuah gelas piala ke dalam 100 ml akuades. Tambahkan 0,5 ml larutan

indikator fenolftalein. Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol yang

akan distandarkan. Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk sehingga

ujung buret cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin

semua percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut. Sambil

terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan larutan KOH beralkohol sampai

ke titik akhir berjangkitnya warna merah jambu. Catat volume larutan KOH

dalam alkohol yang dibutuhkan (VKOH, ml) dan hitung normalitasnya (N)

dengan formula:

N =WKHF

(VKOH x 204,21)

dengan:

WKHF = berat kalium hidrogen ftalat yang ditimbang di atas (mg)

204,21 = berat molekul kalium hidrogen ftalat.

Prosedur B: dengan HCl. Pipet persis 5 ml larutan HCl 0,1 ± 0,0005 N ke

dalam sebuah gelas piala yang berisi 100 ml akuades. Tambahkan 0,5 ml

larutan indikator fenolftalein. Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol

yang akan distandarkan. Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk

sehingga ujung buret cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin

semua percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut. Sambil

terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan larutan KOH beralkohol sampai ke

titik akhir berjangkitnya warna merah jambu. Catat volume larutan KOH dalam

alkohol yang dibutuhkan (VKOH ml) dan hitung normalitasnya (N) dengan

formula sebagai berikut:

N =5 𝑥𝑁𝐻𝐻𝐶𝑙

𝑉𝐾𝑂𝐻

dengan:

NHCl = normalitas eksak (sampai 4 angka di belakang koma) larutan HCl.

78

Gambar 36 Labu erlenmeyer

k) Uji Standar Kadar Gliserol Total, Bebas dan Terikat di dalam Biodiesel

(FBI-A02-03)

Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan kadar gliserol total,

gliserol bebas, dan gliserol terikat di dalam biodiesel ester alkil dengan

menggunakan metode iodometri-asam periodat. Gliserol bebas ditentukan

langsung pada contoh yang dianalisis, gliserol total setelah contohnya

disaponifikasi, dan gliserol terikat dari selisih antara gliserol total dengan

gliserol bebas.

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil,

dsb) dari asam-asam lemak.

Peralatan yang diperlukan:

Buret 50 ml, telah dikalibrasi dengan baik.

Pembesar meniskus yang memungkinkan pembacaan buret sampai skala

0,01 ml.

Labu takar 1 liter bertutup gelas.

Pipet-pipet volumetrik 5, 10 dan 100 ml yang sudah dikalibrasi dengan

baik.

Gelas-gelas piala 400 ml, masing-masing dengan kaca arloji/masir untuk

penutupnya.

79

Motor listrik berputaran variabel untuk pengadukan, dengan batang

pengaduk gelas.

Gelas-gelas ukur 100 dan 1000 ml.

Labu-labu erlenmeyer 250 dan 300 ml, serta kondensor berpendingin

udara dengan panjang 65 cm. Labu-labu dan kondensor harus memiliki

sambungan asah N/S 24/40.

Reagen:

1) Asam periodat (HIO4.2H2O) mutu reagen atau p.a. (lihat Catatan

peringatan).

2) Natrium tiosulfat (Na2S2O3.5H2O) mutu reagen.

3) Kalium iodida (KI) mutu reagen.

4) Asam asetat glasial mutu reagen, 99,5 %-b (lihat Catatan peringatan).

5) Larutan pati dibuat seperti diuraikan dalam bagian larutan-larutan dan

diuji kepekaannya sebagai berikut : Masukkan 5 ml larutan pati ke dalam

100 ml akuades dan tambahkan 0,05 ml larutan 0,1 N KI yang masih

segar (baru dibuat) serta satu tetes larutan khlor (dibuat dengan

mengencerkan 1 ml larutan natrium hipokhlorit [NaOCl] 5%-b, yang

tersedia di perdagangan, menjadi 1000 ml). Larutan harus menjadi

berwarna biru pekat dan bisa dilunturkan dengan penambahan 0,05 ml

larutan natrium tiosulfat 0,1 N.

6) Khloroform (CHCl3) mutu reagen (lihat Catatan peringatan). Uji blanko

dengan asam periodat dengan dan tanpa khloroform harus tidak berbeda

lebih dari 0,5 ml; jika tidak, khloroform harus diganti dengan pasokan

baru.

7) Kalium dikhromat mutu reagen. Sebelum digunakan harus digerus halus

dan dikeringkan pada 105 –110oC sampai berberat konstan.

8) Asam khlorida (HCl) mutu reagen, pekat, berat jenis 1,19 (lihat Catatan

peringatan).

9) Kalium hidroksida (KOH) pelet-pelet bermutu reagen (lihat Catatan

peringatan).

10) Etanol (etil alkohol) 95%-v mutu reagen (lihat Catatan peringatan).

80

Larutan-larutan:

1) Larutan asam periodat.

Cara pembuatan: Larutkan 5,4 gram asam periodat ke dalam 100 ml

akuades dan kemudian tambahkan 1900 ml asam asetat glasial.

Campurkan baik-baik. Simpan larutan di dalam botol bertutup gelas yang

berwarna gelap atau, jika botol berwarna terang, taruh di tempat gelap.

Perhatian: Hanya botol bertutup gelas yang boleh dipakai. Tutup gabus

atau karet sama sekali tak boleh dipergunakan.

2) Larutan natrium tiosulfat 0,01 N.

Cara pembuatan: Larutkan 2,48 gram Na2S2O3.5H2O ke dalam akuades

dan kemudian diencerkan sampai 1 liter. Larutan ini harus distandarkan

sebagai berikut : Pipet 5 ml larutan kalium dikhromat standar (lihat no. 5 di

bawah) ke dalam gelas piala 400 ml. Tambahkan 1 ml HCl pekat, 2 ml

larutan KI (lihat no. 3 di bawah) dan aduk baik-baik dengan batang

pengaduk atau pengaduk magnetik. Kemudian, biarkan tak teraduk

selama 5 menit dan selanjutnya tambahkan 100 ml akuades. Titrasi

dengan larutan natrium tiosulfat sambil terus diaduk, sampai warna

kuning hampir hilang. Tambahkan 1 – 2 ml larutan pati dan teruskan titrasi

pelahan-lahan sampai warna biru persis sirna. Maka:

Normalitas larutan Na2 S2 O3=𝑉 𝐾2𝐶𝑟2𝑂7 𝑥 𝑁 𝐾2𝐶𝑟2𝑂7

ml lar. Na2S2O3 saat titrasi

3) Larutan kalium iodida (KI)

Cara pembuatan: larutkan 150 gram KI ke dalam akuades, disusul

dengan pengenceran hingga bervolume 1 liter. Larutan ini tak boleh kena

cahaya.

4) Larutan indikator pati

Cara pembuatan: dibuat dengan membuat pasta homogen 10 gram pati

larut (lihat Catatan no. 1) di dalam akuades dingin. Tambahkan pasta ini

ke 1 liter akudes yang sedang mendidih kuat, aduk cepat-cepat selama

beberapa detik dan kemudian dinginkan. Asam salisilat (1,25 g/l) boleh

dibubuhkan untuk mengawetkan patinya. Jika sedang tak digunakan,

larutan ini harus disimpan di dalam ruang bertemperatur 4–10oC. Larutan

81

indikator yang baru harus dibuat jika titik akhir titrasi tidak lagi tajam, atau

jika larutan indikator pati gagal dalam uji kepekaan yang telah diuraikan

pada no. 5 dalam bagian “reagen-reagen”.

5) Larutan standar 0,1 N kalium dikhromat

Cara pembuatan: larutkan 4,9035 gram kalium dikhromat kering dan

tergerus halus ke dalam akuades di dalam labu takar 1 liter dan kemudian

mengencerkannya sampai garis batas-takar pada 25oC.

6) Larutan KOH alkoholik

Cara pembuatan: larutkan 40 gram KOH dalam 1 liter etanol 95 %-v. Jika

ternyata agak keruh, saring larutan sebelum digunakan.

Prosedur analisis Kadar Gliserol Total :

1) Timbang 9,9–10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam

sebuah labu erlenmeyer.

2) Tambahkan 100 ml larutan KOH alkoholik, sambungkan labu dengan

kondensor berpendingin udara dan didihkan isi labu pelahan selama 30

menit untuk mensaponifikasi ester-ester.

3) Tambahkan 91±0,2 ml khloroform (lihat Catatan peringatan) dari sebuah

buret ke dalam labu takar 1 liter. Kemudian tambahkan 25 ml asam asetat

glasial (lihat Catatan no. 2) dengan menggunakan gelas ukur.

4) Singkirkan labu saponifikasi dari pelat pemanas atau bak kukus, bilas

dinding dalam kondensor dengan sedikit akuades. Lepaskan kondensor

dan pindahkan isi labu saponifikasi secara kuantitatif ke dalam labu takar

pada no. 03 dengan menggunakan 500 ml akuades sebagai pembilas.

5) Tutup rapat labu takar dan kocok isinya kuat-kuat selama 30–60 detik.

6) Tambahkan akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu rapat-

rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-balikkan dan,

sesudah dipandang tercampur dengan baik, biarkan tenang sampai

lapisan khloroform dan lapisan akuatik memisah sempurna.

7) Pipet masing-masing 6 ml larutan asam periodat ke dalam 2 atau 3 gelas

piala 400–500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi masing-masing

50 ml akuades (sebagai pengganti larutan asam periodat).

8) Pipet 100 ml lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah no. 06 ke

dalam gelas piala berisi larutan asam periodat dan kemudian kocok gelas

piala ini pelahan supaya isinya tercampur baik. Sesudahnya, tutup gelas

82

piala dengan kaca arloji/masir dan biarkan selama 30 menit (lihat Catatan

no. 2). Jika lapisan akuatik termaksud mengandung bahan tersuspensi,

saring dahulu sebelum pemipetan dilakukan.

9) Tambahkan 3 ml larutan KI, campurkan dengan pengocokan pelahan dan

kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5

menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan gelas piala yang isinya akan

dititrasi ini di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari.

10) Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah

distandarkan (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai warna

coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai, tambahkan 2 ml larutan

indikator pati dan teruskan titrasi sampai warna biru kompleks iodium–pati

persis sirna.

11) Baca buret titran sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan bantuan pembesar

meniskus.

12) Ulangi langkah 8 s/d 11 untuk mendapatkan data duplo dan (jika

mungkin) triplo.

13) Lakukan analisis blanko dengan menerapkan langkah 9 s/d 11 pada dua

gelas piala berisi larutan blanko (yaitu akuades) tersebut pada no. 7.

Prosedur analisa kadar gliserol bebas:

1) Timbang 9,9–10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil dalam sebuah

botol timbang.

2) Bilas contoh ini ke dalam labu takar 1 liter dengan menggunakan 91±0,2

ml khloroform (lihat Catatan peringatan) yang diukur dengan buret.

3) Tambahkan kira-kira 500 ml akuades, tutup rapat labu dan kemudian

kocok kuat-kuat selama 30–60 detik.

4) Tambahkan akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu rapat-

rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-balikkan dan,

sesudah dipandang tercampur dengan baik, biarkan tenang sampai

lapisan khloroform dan lapisan akuatik memisah sempurna.

5) Pipet masing-masing 2 ml larutan asam periodat ke dalam 2 atau 3 gelas

piala 400–500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi masing-masing

100 ml akuades (sebagai pengganti larutan asam periodat).

6) Pipet 300 ml lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah (4) ke dalam

gelas piala berisi larutan asam periodat dan kemudian kocok gelas piala

83

ini pelahan supaya isinya tercampur baik. Sesudahnya, tutup gelas piala

dengan kaca arloji/masir dan biarkan selama 30 menit (lihat Catatan no.

2). Jika lapisan akuatik termaksud mengandung bahan tersuspensi,

saring dahulu sebelum pemipetan dilakukan.

7) Tambahkan 2 ml larutan KI, campurkan dengan pengocokan perlahan

dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5

menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan gelas piala yang isinya akan

dititrasi ini di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari.

8) Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah

distandarkan (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai warna

coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai, tambahkan 2 ml larutan

indikator pati dan teruskan titrasi sampai warna biru kompleks iodium –

pati persis sirna.

9) Baca buret titran sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan bantuan pembesar

meniskus.

10) Ulangi langkah (6) s/d (9) untuk mendapatkan data duplo dan (jika

mungkin) triplo.

11) Lakukan analisis blanko dengan menerapkan langkah (7) s/d (9) pada

dua gelas piala berisi larutan blanko (yaitu akuades) tersebut pada (5).

Perhitungan:

1) Hitung kadar gliserol total (Gttl, %-b) dengan rumus :

Gttl (%-b) =2,302 (B − C) x N

𝑊

dengan :

C = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi contoh, ml.

B = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi blangko, ml.

N = normalitas eksak larutan natrium tiosulfat.

a x mL sampelb

W = berat sampelax mL sampelb

900

Dengan :

a Dari prosedur untuk total gliserol, 1

b Dari prosedur untuk total gliserol, 8

84

2) Kadar gliserol bebas (Gbbs, %-b) dihitung dengan rumus yang serupa

dengan di atas, tetapi menggunakan nilai-nilai yang diperoleh pada

pelaksanaan prosedur analisis kadar gliserol bebas.

3) Kadar gliserol terikat (Gikt, %-b) adalah selisih antara kadar gliserol total

dengan kadar gliserol bebas : Gikt = Gttl - Gbbs

Catatan peringatan :

Asam periodat adalah oksidator dan berbahaya jika berkontak dengan

bahan-bahan organik. Zat ini menimbulkan iritasi kuat dan terdekomposisi

pada 130oC. Jangan gunakan tutup gabus atau karet pada botol-botol

penyimpannya.

Khloroform diketahui bersifat karsinogen. Zat ini toksik jika terhisap dan

memiliki daya bius. Cegah jangan sampai khloroform bertkontak dengan

kulit. Manusia yang sengaja atau tak sengaja menghisap atau meneguknya

secara berkepanjangan dapat mengalami kerusakan lever dan ginjal yang

fatal. Zat ini tidak mudah menyala, tetapi akan terbakar juga bila terus-

terusan terkena nyala api atau berada pada temperatur tinggi, serta

menghasilkan fosgen (bahan kimia berbahaya) jika terpanaskan sampai

temperatur dekomposisinya. Khloroform dapat bereaksi eksplosif dengan

aluminium, kalium, litium, magnesium, natrium, disilan, N2O4, dan

campuran natrium hidroksida dengan metanol. Angka ambang

kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10 ppm-v. Karena ini,

penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam.

Asam khlorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan kulit

terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan terhisap serta

menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan sarung tangan

pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini. Penanganannya

disarankan dilakukan dalam lemari asam yang beroperasi dengan benar.

Pada pengenceran, asam harus selalu yang ditambahkan ke air/akuades

dan bukan sebaliknya. Asam asetat murni (glasial) adalah zat yang cukup

toksik jika terhisap atau terminum. Zat ini menimbulkan iritasi kuat pada

kulit dan jaringan tubuh. Angka ambang kehadirannya di udara tempat

kerja adalah 10 ppm-v.

Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar

parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet

85

tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat.

Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi

saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan

bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu

pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi

sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk

mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu

pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.

Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau

penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.

Catatan bernomor:

1) Yang disarankan untuk digunakan adalah pati kentang untuk iodometri,

karena pati ini menimbulkan warna biru pekat jika berada bersama ion

iodonium. Pati larut saja tak disarankan karena bisa tak membangkitkan

warna biru pekat yang konsisten ketika berkontak dengan ion iodonium.

reagen-reagen berikut diketahui cocok : “soluble starch for iodometry”,

fisher s516-100; “soluble potato starch, sigma s-2630; “soluble potato

starch for iodometry”, J.T. Baker 4006-04.

2) Pada temperatur kamar, tenggang waktu antara penyiapan contoh-contoh

dan pentitrasiannya tak boleh lebih dari 1,5 jam.

Gambar 37 Buret

86

l) Uji Standar Bilangan Penyabunan dan Kadar Ester Biodiesel Ester Alkil

(FBI-A03-03)

Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan bilangan penyabunan

biodiesel ester alkil dengan proses titrimetri. Bilangan penyabunan adalah

banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu (1) gram

contoh biodiesel. Melalui kombinasi dengan hasil-hasil analisis bilangan asam

(FBI-A01-03) dan gliserol total (FBI-A02-03), angka penyabunan yang

diperoleh dengan metode standar ini dapat dipergunakan untuk menentukan

kadar ester di dalam biodiesel ester alkil.

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil,

dsb) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.

Peralatan:

Labu-labu Erlenmeyer tahan alkali (basa) 250 atau 300 ml, masing-masing

berleher sambungan asah N/S 24/40.

Kondensor berpendingin udara berpanjang minimum 65 cm dan ujung

bawahnya bersambungan asah N/S 24/40 hingga cocok dengan labu

Erlenmeyer.

Bak pemanas air atau pelat pemanas yang temperatur atau laju

pemanasannya dapat dikendalikan.

Labu distilasi 2 liter yang mulutnya berupa sambungan asah N/S 24/40 dan

lengkap dengan kondensor berpendingin air, untuk merefluks dan

mendistilasi etanol 95 %-v seperti ditunjukkan pada no. 2 dalam bagian

“reagen-reagen” di bawah ini.

Reagen-reagen:

1) Asam khlorida 0,5 N yang sudah terstandarkan (normalitas eksaknya

diketahui).

2) Larutan kalium hidroksida (lihat Catatan peringatan) di dalam etanol 95

%-v. Refluks campuran 1,2 liter etanol 95 %-v (lihat Catatan peringatan)

dengan 10 gram KOH dan 6 gram pelet aluminium (atau aluminium foil)

selama 1 jam dan kemudian langsung distilasikan; buang 50 ml distilat

awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol distilat berikutnya dalam

wadah bersih bertutup gelas. Larutkan 40 gram KOH berkarbonat rendah

ke dalam 1 liter alkohol distilat tersebut sambil didinginkan (sebaiknya di

87

bawah 15oC); biarkan selama 5 hari untuk mengendapkan pengotor-

pengotor dan kemudian dekantasikan larutan jernihnya ke dalam botol

gelas coklat bertutup karet. 3. Larutan indikator fenolftalein dibuat dengan

melarutkan 10 gram fenolftalein ke dalam 1 liter etanol 95 %-v.

Prosedur analisa:

1) Timbang 4–5 ± 0,005 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah

labu erlenmeyer 250 ml. Tambahkan 50 ml larutan KOH alkoholik dengan

pipet yang dibiarkan terkosongkan secara alami.

2) Siapkan dan lakukan analisis blanko secara serempak dengan analisis

contoh biodiesel. Langkah-langkah analisisnya persis sama dengan yang

tertulis untuk di dalam “prosedur analisis” ini, tetapi tidak mengikut-

sertakan contoh biodiesel.

3) Sambungkan labu erlenmeyer dengan kondensor berpendingin udara dan

didihkan pelahan tetapi mantap, sampai contoh tersabunkan sempurna.

Ini biasanya membutuhkan waktu 1 jam. Larutan yang diperoleh pada

akhir penyabunan harus jernih dan homogen; jika tidak, perpanjang waktu

penyabunannya.

4) Setelah labu dan kondensor cukup dingin (tetapi belum terlalu dingin

hingga membentuk jeli), bilas dinding-dalam kondensor dengan sejumlah

kecil akuades. Lepaskan kondfensor dari labu, tambahkan 1 ml larutan

indikator fenolftalein ke dalam labu, dan titrasi isi labu dengan HCl 0,5 N

sampai warna merah jambu persis sirna. Catat volume asam khlorida 0,5

N yang dihabiskan dalam titrasi.

Perhitungan:

Angka penyabunan (As) = 56,1(B - C) x N mg KOH/g biodiesel m dengan:

B = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi blanko, ml.

C = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi contoh, ml.

N = normalitas eksak larutan HCl 0,5 N.

m = berat contoh biodiesel ester alkil, g.

Nilai angka penyabunan yang dilaporkan harus dibulatkan sampai dua

desimal (dua angka di belakang koma).

88

Kadar ester biodiesel ester alkil selanjutnya dapat dihitung dengan rumus

berikut:

Kadar ester (%-b) = 100 (As - Aa – 4,57Gttl)

As

dengan:

As = angka penyabunan yang diperoleh di atas, mg KOH/g biodiesel.

Aa = angka asam (prosedur FBI-A01-03), mg KOH/g biodiesel.

Gttl = kadar gliserin total dalam biodiesel (prosedur FBI-A02-03), %-b.

Kadar ester dapat juga dihitung sebagai selisih antara bilangan

penyabunan dan bilangan asam.

Catatan peringatan:

Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar

parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet

tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat.

Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi

saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan

bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu

pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi

sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk

mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu

pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.

Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau

penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.

m) Uji Standar untuk Bilangan Iod Biodiesel Ester Alkil (FBI-A04-03)

Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan bilangan iodium

biodiesel ester alkil dengan metode dan reagen wijs. Bilangan iodium

adalah ukuran empirik banyaknya ikatan rangkap (dua) di dalam (asam-

asam lemak penyusun) biodiesel dan dinyatakan dalam sentigram iodium

yang diabsorpsi per gram contoh biodiesel (%-b iodium terabsorpsi). Satu

mol iodium terabsorpsi setara dengan satu mol ikatan rangkap (dua).

89

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil,

isopropil, dsb.) dari asam-asam lemak.

Peralatan:

Labu iodium, bisa berupa botol atau labu erlenmeyer bermulut besar dan

bertutup gelas serta berkapasitas 500 ml.

Labu-labu takar 1000 ml bertutup gelas, untuk menyiapkan larutan-

larutan standar.

Pipet seukuran 25 ml untuk memasok larutan wijs.

Pipet 20 ml dengan skala 1 ml, untuk memasok larutan KI 10 %.

Pipet 2–5 ml dengan skala 1 ml, untuk memasok larutan pati.

Pipet 50 ml dengan skala 1 ml untuk memasok akuades.

Neraca analitik berketelitian ±0,0001 gram.

Pelat pengaduk magnetik dengan batang pengaduknya.

Kertas saring–Whatman no. 41H atau yang setara.

Gelas piala 50 ml.

Pengukur waktu (timer).

Reagen-reagen:

1) Larutan/reagen wijs (lihat Catatan peringatan dan catatan no. 1).

2) Kalium iodida (KI) mutu reagen atau p.a. (pro analysis).

3) Karbon tetrakhlorida mutu reagen (lihat Catatan peringatan). Kenihilan

zat-zat dapat teroksidasi di dalam reagen ini harus diverifikasi dengan

mengocok 10 ml reagen dengan 1 ml larutan jenuh kalium dikhromat

dan 2 ml asam sulfat pekat: tak ada perebakan warna hijau. Jika tidak

tersedia, karbon tetrakhlorida boleh diganti dengan campuran 50%-v

sikloheksan mutu reagen dan 50%-v asam asetat glasial mutu reagen

(lihat Catatan peringatan).

4) Larutan indikator pati segar (lihat Catatan no. 2) atau baru disiapkan.

Buat pasta dari 1 gram pati alami yang larut (lihat Catatan no. 3) dan

sejumlah kecil akuades. Tambahkan ke 100 ml akuades yang sedang

mendidih dan diaduk. Kepekaannya harus diuji sebagai berikut :

Masukkan 5 ml larutan pati ke dalam 100 ml akuades dan tambahkan

0,05 ml larutan 0,1 N KI yang masih segar (baru dibuat) serta satu

tetes larutan khlor (dibuat dengan mengencerkan 1 ml larutan natrium

90

hipokhlorit [NaOCl] 5 %-b, yang tersedia di perdagangan, menjadi 1000

ml). Larutan harus menjadi berwarna biru pekat dan bisa dilunturkan

dengan penambahan 0,05 ml larutan natrium tiosulfat 0,1 N. 5. Kalium

dikhromat mutu reagen. Sebelum digunakan harus digerus halus dan

dikeringkan pada 105 – 110°C sampai berberat konstan.

5) Natrium tiosulfat (Na2S2O3.5H2O) – mutu reagen.

Larutan-larutan:

1) Larutan kalium iodida (KI) – 100 g/l (larutan 10 %)

Cara pembuatan: dibuat dengan melarutkan 100 gram KI ke dalam

akuades, disusul dengan pengenceran hingga bervolume 1 liter.

Larutan ini tak boleh kena cahaya.

2) Larutan indikator pati disiapkan/dibuat dan diuji seperti diuraikan pada

no. 4 dalam bagian “reagen-reagen”. Asam salisilat (1,25 g/l) boleh

dibubuhkan untuk mengawetkan patinya. Jika sedang tak digunakan,

larutan ini harus disimpan di dalam ruang bertemperatur 4–10oC. Jika

disimpan pada kondisi ini, larutan biasanya stabil selama 2-3 minggu.

Larutan indikator yang baru harus dibuat jika titik akhir titrasi tidak lagi

tajam, atau jika larutan indikator pati gagal dalam uji kepekaan yang

telah diuraikan pada no. 4 dalam bagian “reagen-reagen”.

3) Larutan natrium tiosulfat 0,1 N.

Cara pembuatan: larutkan 24,8 gram Na2S2O3.5H2O ke dalam akuades

dan kemudian diencerkan sampai 1 liter. Larutan ini harus distandarkan

sebagai berikut: Pipet 25 ml larutan kalium dikhromat standar (lihat no.

4 di bawah) ke dalam gelas piala 400 ml. Tambahkan 5 ml HCl pekat,

10 ml larutan KI (lihat no. 1 di atas) dan aduk baik-baik dengan batang

pengaduk atau pengaduk magnetik. Kemudian, biarkan tak teraduk

selama 5 menit dan selanjutnya tambahkan 100 ml akuades. Titrasi

dengan larutan natrium tiosulfat sambil terus diaduk, sampai warna

kuning hampir hilang. Tambahkan 1–2 ml larutan pati dan teruskan

titrasi pelahan-lahan sampai warna biru persis sirna. Maka:

Normalitas lar. Na2S2O3 =2,5

Ml lar.Na2S2O3 pada titrasi

4) Larutan standar 0,1 N kalium dikhromat

91

Cara pembuatan: larutkan 4,9035 gram kalium dikhromat kering dan

tergerus halus ke dalam akuades di dalam labu takar 1 liter dan

kemudian mengencerkannya sampai garis batas-takar pada 25 oC.

5) Larutan/reagen wijs; lihat no. 1 dalam bagian “reagen-reagen”.

Prosedur analisa:

1) Timbang 0,13–0,15 ± 0,001 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam

labu iodium.

2) Tambahkan 15 ml larutan karbon tetrakhlorida (atau 20 ml camp. 50%-

v sikloheksan – 50%-v asam asetat) dan kocok-putar labu untuk

menjamin contoh larut sempurna ke dalam pelarut.

3) Tambahkan 25 ml reagen wijs dengan pipet seukuran dan tutup labu.

Kocok-putar labu agar isinya tercampur sempurna dan kemudian

segera simpan di tempat gelap bertemperatur 25±5oC selama 1 jam.

4) Sesudah perioda penyimpanan usai, ambil kembali labu, dan

tambahkan 20 ml larutan KI serta kemudian 150 ml akuades.

5) Sambil selalu diaduk baik-baik, titrasi isi labu dengan larutan natrium

tiosulfat 0,1 N yang sudah distandarkan (diketahui normalitas

eksaknya) sampai warna coklat iodium hampir hilang. Setelah ini

tercapai, tambahkan 2 ml larutan indikator pati dan teruskan titrasi

sampai warna biru kompleks iodium pati persis sirna. Catat volume

titran yang dihabiskan untuk titrasi.

6) Bersamaan dengan analisis di atas, lakukan analisis blanko (tanpa

contoh biodiesel, jadi hanya langkah 2 s/d 4).

Perhitungan :

Angka iodium contoh biodiesel dapat dihitung dengan rumus :

Angka iodium, AI (%-b) = 12,69(𝐵−𝐶)𝑥𝑁

𝑊

dengan:

C = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi contoh, ml.

B = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi blangko, ml.

N = normalitas eksak larutan natrium tiosulfat.

W = berat eksak contoh biodiesel yang ditimbang untuk analisis, g.

92

Catatan peringatan:

Larutan wijs bisa membakar-parah kulit dan uapnya bisa merusak paru-

paru serta mata. Penggunaan lemari asam sangat disarankan. Larutan

wijs tanpa karbon tetrakhlorida bisa diperoleh dari pemasok-pemasok

bahan-bahan kimia laboratorium.

Karbon tetrakhlorida diketahui bersifat karsinogen. Zat ini toksik jika

terhisap, termakan/terminum serta terabsorpsi ke dalam kulit, serta

berdaya narkotik. Zat ini tidak boleh digunakan untuk menyingkirkan api;

pada temperatur tinggi akan terdekomposisi menghasilkan fosgen

(bahan kimia berbahaya). Angka ambang kehadirannya di udara tempat

kerja adalah 10 ppm-v. Karena ini, penanganannya harus dilakukan di

dalam lemari asam.

Asam khlorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan

kulit terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan

terhisap serta menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan

sarung tangan pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini.

Penanganannya disarankan dilakukan dalam lemari asam yang

beroperasi dengan benar. Pada pengenceran, asam harus selalu yang

ditambahkan ke air/akuades dan bukan sebaliknya.

Asam asetat murni (glasial) adalah zat yang cukup toksik jika terhisap

atau terminum. Zat ini menimbulkan iritasi kuat pada kulit dan jaringan

tubuh. Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10

ppm-v.

Catatan bernomor:

1) Yang disarankan untuk digunakan adalah pati kentang untuk iodometri,

karena pati ini menimbulkan warna biru pekat jika berada bersama ion

iodonium. Pati larut saja tak disarankan karena bisa tak

membangkitkan warna biru pekat yang konsisten ketika berkontak

dengan ion iodonium. Reagen-reagen berikut diketahui cocok: “Soluble

starch for iodometry”, Fisher S516-100; “Soluble potato starch, Sigma

S-2630; “Soluble potato starch for iodometry”, J.T. Baker 4006-04.

2) Pada temperatur kamar, tenggang waktu antara penyiapan contoh-

contoh dan pentitrasiannya tak boleh lebih dari 1,5 jam.

93

n) Uji Standar untuk Menyidik Keberadaan Gugus Siklopropenoid (FBI-A06-

03)

Prosedur ini digunakan untuk menyidik secara kualitatif keberadaan gugus

siklopropenoid di dalam biodiesel ester alkil melalui uji halphen. Gugus

siklopropenoid menimbulkan warna merah atau merah jingga dalam larutan

belerang dalam karbon disulfida dan amil alkohol panas.

Lingkup:

Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil,

dsb) dari asam-asam lemak.

Peralatan:

Tabung-tabung reaksi untuk pengujian ukuran 250 x 25 mm.

Bak pemanas berisi minyak atau larutan jenuh garam dapat

diatur/dipertahankan bertemperatur 110–115oC.

Reagen:

Buat larutan 1%-b belerang (S) dalam karbon disulfida (CS2) (lihat Catatan

peringatan). Kemudian tambahkan amil alkohol (C4H9CH2OH) yang

bervolume sama dengan larutan belerang dalam CS2 tersebut. Campur baik-

baik.

Prosedur pengujian:

1) Di dalam tabung reaksi uji 250 x 25 mm, campurkan 10 ml biodiesel ester

alkil dengan 10 ml reagen. Kocok baik-baik dan panaskan perlahan di

dalam air panas (70–80oC) selama beberapa menit sambil kadang-

kadang dikocok, sampai semua karbon dioksida terusir oleh pendidihan

(lihat Catatan peringatan) dan cairan dalam tabung tak berbusa lagi.

2) Tempatkan tabung di dalam bak pemanas bertemperatur 110–115oC

panaskan pada temperatur tersebut selama 1–2 jam. Perebakan warna

merah atau merah jingga pada akhir perioda ini menunjukkan keberadaan

gugus siklopropenoid (lihat Catatan bernomor 1 dan 2) .

3) Jika kadar gugus siklopropenoid cukup besar, reaksi positif (yaitu

perebakan warna merah atau merah jingga) bisa terjadi dalam 1 jam atau

bahkan kurang di dalam bak air pada sekitar temperatur didih.

Pemanasan dalam bak pemanas pada temperatur 110–115oC selama 2

jam hanya perlu jika kadar gugus siklopropenoid sangat sedikit atau untuk

memastikan ketiadaannya.

94

Catatan peringatan:

Karbon disulfida adalah racun yang berbahaya jika terhirup, termakan, atau

berulang-ulang/terus-menerus berkontak dengan kulit. Peracunan kronis

bisa diakibatkan oleh keberadaan uapnya di tempat kerja. Zat ini sangat

mudah terbakar, dapat menyala karena gesekan dan, karenanya

membawa risiko kebakaran dan peledakan yang membahayakan.

Penggunaan pelarut ini harus dilakukan dengan sangat hati-hati dan

penanganannya mutlak harus dilakukan di dalam lemari asam.

Catatan bernomor:

1) Kepekatan warna sedikit-banyak berbanding lurus dengan banyak gugus

siklopropenoid di dalam contoh yang dianalisis, sehingga via

pembandingan visual dengan contoh yang kadar gugus

siklopropenoidnya diketahui, kadar gugus siklopropenoid dapat

diperkirakan. Sekalipun demikian, nilai kadar yang diperoleh dengan cara

visual ini hanya merupakan taksiran kasar.

2) Hidrogenasi dan pemanasan akan mengurangi atau bahkan

memusnahkan kapasitas perebakan warna merah atau merah jingga.

95

4. Latihan

1) Upaya apa yang harus dilakukan ketika mengadakan pengukuran parameter

kualitas biodiesel dengan bahan asam khlorida?

Jawab: Asam khlorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan

kulit terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan terhisap

serta menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan sarung tangan

pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini. Penanganannya

disarankan dilakukan dalam lemari asam yang beroperasi dengan benar.

Pada pengenceran, asam harus selalu yang ditambahkan ke air/akuades dan

bukan sebaliknya.

2) Sebutkan peralatan-peralatan yang dipakai pada uji flash point?

Jawab: Peralatan-peralatan yang dipakai pada uji flash point adalah: pensky-

martens closed cup flash test, gas pembakar alami (ignition source), dan

termometer.

3) Sebutkan definisi dari bilangan penyabunan?

Jawab: Bilangan penyabunan adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan

untuk menyabunkan satu (1) gram contoh biodiesel.

4) Apakah maksud dari uji standar kadar fosfor pada penentuan mutu biodiesel?

Jawab: Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan kadar fosfor

dalam biodiesel yang dihasilkan melalui pengabuan contoh biodiesel ester

alkil yang telah ditambahi seng oksida (ZnO), disusul dengan pengukuran

spektrofotometrik fosfor sebagai kompleks asam fosfomolibdat yang berwarna

biru.

5) Jelaskan tentang bilangan iodium?

Jawab: Bilangan iodium adalah ukuran empirik banyaknya ikatan rangkap

(dua) di dalam (asam-asam lemak penyusun) biodiesel dan dinyatakan dalam

sentigram iodium yang diabsorpsi per gram contoh biodiesel (%-b iodium

terabsorpsi). Satu mol iodium terabsorpsi setara dengan satu mol ikatan

rangkap (dua).

96

5. Rangkuman

a. Densitas merupakan perbandingan berat dari suatu volume sampel pada

suhu 25 oC dengan berat air pada volume dan suhu yang sama.

b. Viskositas diartikan sebagai ukuran ketahanan bahan bakar untuk mengalir.

Viskositas berpengaruh secara langsung pada penetrasi pola semprotan

pada bilik pembakaran sehingga juga berpengaruh pada atomisasi bahan

bakar dan efisiensi pembakaran.

c. Cetane number adalah ukuran kualitas suatu pembakaran bahan baker diesel

yang dinyatakan dengan ketertundaan (delay) pembakaran bahan baker,

yaitu selisih antara awal injeksi dan awal terjadinya pembakaran bahan bakar.

d. Flash point merupakan suhu terendah dimana aplikasi suatu pembakar

(ignition) menyebabkan uap suatu specimen terbakar pada kondisi uji yang

spesifik. Suatu contoh menyala jika api secara nyata muncul dan merambat

secara spontan dan sempurna di atas permukaan contoh. Halo biru tidak

didefinisikan sebagai titik nyala.

e. Crude petroleum mengandung komponen sulfur yang kebanyakan dapat

dipisahkan selama pemurnian. Dimana, keberadaan komponen sulfur di

dalam produk petroleum dapat menyebabkan korosi pada beberapa jenis

metal dan tingkat korosivitas ini tidak selamanya berbanding lurus dengan

total sulfur. Sulfur ini menyebabkan efek yang berbeda tergantung dari

struktur kimia sulfur yang terkandung di dalamnya.

f. Debu sulfat adalah residu yang tertinggal setelah sample dikarbonisasi dan

umumnya residu ini kemudian di treatment dengan menggunakan asam

klorida dan dipanaskan hingga berat konstan.

97

6. Evaluasi Materi Pokok 3

1) Yang merupakan alat untuk mengukur densitas adalah…

a. Piknometer c. Viskometer

b. Buret d. Injektor

2) Berikut ini merupakan instrumen dalam pengukuran cetane number, kecuali…

a. Cetane meter c. Termometer

b. Buret d. Injektor

3) Larutan-larutan berikut digunakan dalam uji viskositas kinematik, kecuali…

a. Asam kromat c. Asam sulfat

b. xylene d. aquades

4) Apakah reagent yang dipakai pada pelarut pencuci untuk uji korosi cu pada

analisa mutu biodiesel…

a. Iso oktana c. n-heksadekan

b. n-tetradekan d. Silikon cair

5) Disebut apakah banyaknya miligram KOH yang dibutuhkan untuk

menetralkan asam-asam bebas di dalam satu gram sampel biodiesel…

a. Bilangan asam c. Sulfated ash

b. Kadar fosfor d. Flash point

98

7. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Cocokkanlah hasil jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Materi Pokok 3 yang

terdapat pada bagian akhir modul ini. Hitunglah jawaban Anda yang benar.

Gunakanlah rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda

terhadap Materi Pokok 3.

Rumus:

Tingkat penguasaan =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑜𝑎𝑙𝑥100

Arti tingkat penguasaan yang Anda capai :

90 – 100% = baik sekali

80 - 89% = baik

70 – 79% = cukup

< 70% = kurang

Bila Anda mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat melanjutkan

dengan Materi Pokok selanjutnya. Selamat untuk Anda ! Tetapi apabila tingkat

penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mempelajari kembali Materi

Pokok 3, terutama bagian yang belum Anda kuasai.

99

BAB III PENUTUP

Pemanasan global yang memicu terjadinya perubahan iklim telah menjadi perhatian

masyarakat dunia. Kerangka Konvensi untuk Perubahan Iklim telah disetujui oleh

167 negara. Kerangka ini mengikat secara moral semua negara-negara industri

untuk menstabilkan emisi CO2. Penggunaan bahan bakar fosil merupakan sumber

utama emisi CO2 di dunia dan mencapai 74% dari total emisi GRK. Oleh karena itu

dicari bahan bakar yang ramah lingkungan. Salah satunya adalah Biodiesel.

Pengolahan biodiesel dari tanaman memerlukan beberapa alat yang spesifik

tergantung jenis bahan baku yang digunakan, kecuali reaktor biodiesel. Reaktor

biodiesel hasil pengembangan telah mampu mengolah segala jenis minyak nabati.

Alat-alat yang tersedia hingga saat ini perlu dilakukan proses penyempurnaan

berdasarkan kebutuhan.

100

KUNCI JAWABAN

a. Evaluasi Materi Pokok 1 1. a 2. b 3. a 4. b 5. a

b. Evaluasi Materi Pokok 2 1. d 2. c 3. b 4. a 5. d

c. Evaluasi Materi Pokok 3 1. a 2. b 3. c 4. d 5. c

101

DAFTAR PUSTAKA

Oguma, S. M., and Chollacoop, N., (2010), Benchmarking of Biodiesel Fuel Standardization in East Asia Working Group, Biodiesel Fuel Standardization Activities inGoto, EAS-ERIA Biodiesel Fuel Trade Handbook, Jakarta, ERIA, pp.16-26.

Berry, S. K., (1979), Cyclopropenoid Fatty Acids in Some Malaysian Edible Seeds and Nuts, Journal of Food Science and Technology, 17, pp. 224-227.

FBI, 2005, Standar Tentatif Biodiesel Indonesia, Makalah seminar Forum Biodiesel Indonesia, 02 Maret 2005.

Greenberg, A., and Harris, (1982), Cyclopropenoid Fatty Acid, Journal of Chemical Education, 59, pp. 539 – 543.

Harrington, K.J., (1986), Biomass, Chemical and physical properties of vegetable oil esters and their effect on diesel fuel performance, 9:1–17.

Haryati, T., (2006), Biogas: Limbah Peternakan Yang Menjadi Sumber Energi Alternatif, WARTAZOA 16 (3), 160 -169.

Hudaya, T., Soerawidjaja , T. H., dan Liana, (2011), Studi Hidrogenasi Minyak Biji Kapok dengan Katalis Pd/C untuk Bahan Baku Biodiesel, Laporan Penelitian Lembaga Penelitian & Pengabdian Masyarakat, Fakultas Teknologi Industri-Universitas Katolik Parahyangan.

Knothe, G., Sharp, C.A., Ryan T.W., (2006), Exhaust emissions of biodiesel, petrodiesel,neat methyl esters, and alkanes in a new technology engine, Energy Fuels, 20:403–8.

Lopez, J.M., Gomez A., Aparicio F., and Javier S.F., (2009), Comparison of GHG emissions from diesel, biodiesel and natural gas refuse trucks of the City of Madrid, Appl Energy, 86:610–5.

Meher, L.C., S. D. Vidya, and S.N. Naik, (2006), Technical aspects of biodiesel production by transesterification–a review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 10 (3), 248–268.

Mudge, S.M., Pereira, G., (1999), Stimulating the biodegradation of crude oil with biodiesel preliminary results, Spill Sci Technol Bull, 5:353–5.

Ramos, M. J., C. M. Fernández, A. Casas, L. Rodríguez, and Á. Pérez, (2009), Influence of fatty acid composition of raw materials on biodiesel properties, Bioresource Technology, 100: 261–268.

Saraf, S., and B. Thomas, (2007), Influence of feedstock and process chemistry on biodiesel quality, Process Safety and Environmental Protection, 85: 360–364.

Speidel, H.K., Lightner, R.L., Ahmed, I., (2000), Biodegradability of new engineered fuels compared to conventional petroleum fuels and alternative fuels in current use, Appl Biochem Biotechnol, 84–86:879–97.

102

Sunthitikawinsakul A. and N. Sangatith, (2012), Study on the quantitative fatty acids correlation of fried vegetable oil for biodiesel with heating value, Procedia Engineering, 32: 219 – 224.

USEPA, (2002), A comprehensive analysis of biodiesel impacts on exhaust emissions. Draft Technical Report, USEPA.