LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH

PEMANFAATAN ANIMAL FAT

UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL

Dosen Pengampu : Prasetyo Hermawan, ST, M.Si

Disusun Oleh :

Nama : Tri Revinta Yanti

NIM : 100202028

Prodi : Tpk.tpl.2010

Kelompok : 8 (Delapan)

LABORATORIUM UJI

AKADEMI TEKNOLOGI KULIT YOGYAKARTA

2012

PEMANFAATAN ANIMAL FAT UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Praktikan mampu menerapkan prinsip-prinsip reaksi esterifikasi dan reaksi

transesterifikasi untuk mengolah limbah semi padat pengolahan kulit mentah berupa

limbah lemak hewan menjadi biofuel atau biodiesel, serta melakukan pengujian angka

asam dari produk.

B. DASAR TEORI

Bioenergi (berupa biodiesel dan bioetanol) merupakan energy alternatif untuk

menyelesaikan permasalahan ketersediaan bahan bakar, dimana pada saat ini masih

sangat tergantung pada Bahan Bakar Minyak (BBM) yang berasal dari fosil.

Pengembangan bioetanol dari ubi kayu sebagai pengganti BBM memiliki beberapa

keuntungan, yaitu penggunaan bioetanol sebagai campuran premium (gasohol)

menghasilkan emisi gas buang yang lebih ramah terhadap lingkungan dan tingginya

kandungan oksigen sehingga dapat meningkatkan efisiensi pembakaran.

Biodiesel merupakan sumber energy alternative pangganti solar yang dapat

disintesis dari minyak tumbuhan ataupun lemak hewan, biodiesel tidak mengandung

sulfur dan tidak beraroma, sehingga menghasilkan emisi gas buang yang lebih ramah

terhadap lingkungan. Biodiesel dihasilkan dengan mereaksikan minyak tanaman atau

lemak hewan dengan alkohol dengan menggunakan senyawa basa sebagai katalis yang

dilakukan pada suhu dan komposisi tertentu, sehingga akan dihasilkan dua zat yang

disebut alkil ester (biodiesel; metil ester atau etil ester) dan gliserin. Biodiesel dapat

digunakan sebagai bahan bakar pada mesin tanpa harus melakukan modifikasi pada

mesin, dalam penggunaannya biodiesel dapat dimanfaatkan secara murni (net) ataupun

dalam bentuk campuran (blend) dengan minyak solar. Campuran biodiesel dengan

minyak solar ini biasa ditulis sebagai BXX, dimana XX menyatakan persen komposisi

biodiesel dalam total campuran tersebut. Sebagai contoh B20 terdiri dari 20% biodiesel

dan 80% petrodiesel. Petrodiesel (solar) merupakan nama dari suatu hidrokarbon yang

didestilasi dari fraksi minyak mentah atau minyak bumi yang saat ini banyak digunakan

sebagai bahan bakar otomotif bermesin diesel. Bentuk biodiesel yang cair dan

kemampuan dicampurkan dengan solar pada segala perbandingan, merupakan salah satu

keunggulan biodiesel.

Biodiesel merupakan monoalkil ester dari asam–asam lemak rantai panjang yang

terkandung dalam minyak nabati atau lemak hewani, biodiesel dapat disintesis melalui

reaksi transesterifikasi trigliserida atau reaksi esterifikasi asam lemak bebas.

Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dengan alcohol rantai

pendek seperti methanol atau etanol sehingga menghasilkan metil ester asam lemak

(Fatty Acids Methyl Esters/ FAME) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk

samping. Katalis yang digunakan pada proses transesterifikasi adalah basa atau alkali,

pada umumnya digunakan Natrium Hidroksida (NaOH) atau Kalium hidroksida (KOH).

Esterifikasi dalam pembuatan biodiesel adalah proses yang mereaksikan asam lemak

bebas (FFA) yang terkandung dalam lemak atau minyak dengan alcohol rantai pendek

(metanol atau etanol) menghasilkan metil ester dan air. Katalis yang digunakan untuk

reaksi esterifikasi adalah asam, pada umumnya asam sulphat (H2SO4) atau asam fosfat

(H2PO4).

Proses pembuatan biodiesel (berdasarkan kandungan FFA) secara komersial

dibedakan menjadi 2 tahap. Tahap pertama adalah proses esterifikasi dengan katalis asam

(khusus untuk minyak nabati dengan kandungan FFA tinggi) dan dilanjutkan dengan

transesterifikasi dengan katalis basa.. Asam lemak bebas adalah asam lemak yang

terpisahkan dari trigliserida, digliserida, monogliserida dan gliserin bebas. FFA dapat

terbentuk oleh pemanasan dan terdapatnya air sehingga terjadi proses hidrolisis, oksidasi

juga dapat meningkatkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati. Pada proses

konversi trigliserida menjadi alkil esternya melalui reaksi transesterifikasi dengan katalis

basa, asam lemak bebas harus dipisahkan atau dikonversi menjadi alkil ester terlebih

dahulu, karena asam lemak bebas akan mengkonsumsi katalis. Kandungan asam lemak

bebas dalam biodiesel akan mengakibatkan terbentuknya suasana asam yang dapat

mengakibatkan korosi pada peralatan injeksi bahan bakar, membuat filter tersumbat dan

terjadi sedimentasi pada injector, persamaan reaksi esterifikasi :

RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H2O

Esterifikasi dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar asam lemak

bebas tinggi (berangka asam ≥ 5 mg–KOH /g). Tahap kedua adalah proses

transesterifikasi dengan katalis basa, khususnya untuk bahan baku refined oil atau

minyak nabati dengan kandunga FFA rendah. Trigliserida adalah triester dari gliserol

dengan asam–asam lemak, yaitu asam–asam karboksilat beratom karbon 6 s/d 30.

Trigliserida banyak dikandung dalam minyak dan lemak. Reaksi transesterifikasi disebut

juga dengan reaksi alkoholisis adalah tahap konversi dari trigliserida dengan reaktan

alcohol menjadi alkyl ester dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Alcohol

yang umum digunakan adalah metanol, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling

tinggi. Transesterifikasi memerlukan katalis dalam reaksinya karena tanpa adanya katalis,

konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat. Reaksi

transesterifikasi dapat dilakukan pada temperature 30-65°C karena titik didih methanol

sekitar 65°C.

Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam–asam

lemak, kondisi proses yang menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan produk,

antara lain adalah menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi, memisahkan gliserol,

menurunkan temperature reaksi (transesterifikasi merupakan reaksi eksotermis).

C. PROSEDUR KERJA/METODOLOGI

a. Alat dan Bahan

Alat

Gelas beker 500 ml 1 buah

Gelas beker 250 ml 1 buah

Gelas beker 100 ml 1 buah

Gelas ukur 50 ml 1 buah

Gelas ukur 5 ml 1 buah

Pengaduk 1 buah

Pengaduk magnet 1 buah

Thermometer 1 buah

Thermolyne 1 buah

Bahan

Lemak

Etanol

NaOH 5N

KOH

b. Cara Kerja

- Mengambil lemak yang telah disediakan

- Memanaskan menggunakan termolyne sampai lemak mencair

- Memasukkan dalam gelas beker 100 ml

- Mengambil 50 ml cairan lemak tadi menggunakan gelas ukur 50 ml

- Memasukkan kedalam gelas beker 250 ml

- Menambahkan etanol 100 ml

- Mengaduk menggunakan pengaduk

- Menambahkan NaOH 5N 5 ml

- Mengaduk-aduk dengan pengaduk magnet dan memanaskan dengan suhu 50°C

selama 1 jam

- Memasukkan dalam gelas ukur 250 ml

- Mengamati dan mengukur volume biodiesel dan gliserol yang terjadi

- Mencatat hasilnya

Pengujian Parameter Biodiesel

Angka asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan

asam-asam bebas di dalam satu (1) gram contoh biodiesel, sekalipun terutama terdiri

asam-asam lemak bebas, sisa-sisa asam mineral, jika ada, juga akan tercakup di

dalam angka asam yang ditentukan dengan prosedur ini.

Prosedur Analisis angka asam

- Menimbang 1 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah labu erlenmeyer

250 ml.

- Menambahkan 5 ml campuran pelarut (50% diethil eter, 50% ethanol) yang telah

dinetralkan NaOH 0,1 N, ke dalam labu erlenmeyer tersebut.

- Mentitrasi larutan dengan KOH 0,1N sampai berwarna merah jambu

D. PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

Pengamatan

- Pada saat lemak dipanaskan keluar cairan warna kuning

- Saat larutan lemak ditambahkan etanol 100 ml dan diaduk-aduk terdapat endapan lemak

dibawah dan larutan bening diatas

- Saat ditambahkan 5 ml NaOH 5N, larutan berubah menjadi keruh tapi masih terdapat

endapan dibawah

- Saat dipanaskan dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 50°C selama 1 jam,

larutan berwarna kuning, dan terdapat endapan lemak pada bagian bawah dengan warna

kuning lebih tua

- Setelah selesei dipanaskan, larutan dimasukkan kedalam gelas ukur 250 ml dan

didiamkan sampai lemak mengendap dan diukur biodiesel 5 cm dan gliserol 7,5 cm

- Setelah dilakukan analisis angka asam menggunakan 1 gram contoh biodiesel dam

dititrasi menggunakan KOH. Jumlah KOH yang terpakai untuk blangko adalah 2,4 ml

- Setelah itu dilakukan titrasi menggunakan KOH, volume titrasi yang terpakai adalah 0,5

ml

Perhitungan

Angka asam = 56,1 x 2,4 x 0,1

1

= 13,464 mg/g

Dengan :

V = volume larutan KOH yang dibutuhkan pada saat titrasi (ml)

N = normalitas eksak larutan KOH dalam alkohol (N)

m = berat contoh biodiesel ester alkil (gr)

E. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, lemak yang dipakai adalah lemak yang berbentuk

padatan sehingga harus dipanaskan dengan suhu sekitar 50ºC agar lemak tersebut

mencair dan memudahkan dalam proses percobaan. Setelah lemak ini mencair dan

berurai minyak kemudian dicampur dengan bahan yang lain seperti ethanol dan NaOH.

NaOH harus diencerkan terlebih dahulu agar bisa bekerja efektif dalam larutan yang

berfungsi sebagai katalis. Metode yang digunakan dalam praktikum animal fat and

vegetable oil for biodiesel ini adalah melalui proses transesterifikasi yaitu proses yang

mereaksikan trigliserida dengan alkohol rantai pendek seperti methanol untuk

menghasilkan metil ester asam lemak atau biodiesel dan gliserol sebagai produk samping.

Katalis yang digunakan pada proses transesterifikasi adalah basa/alkali, biasanya

digunakan natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH). Transesterifkasi

memerlukan katalis dalam reaksinya karena tanpa adanya katalis, konversi yang

dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat. Produk yang diinginkan dari

reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak (biodesel). Melakukan

pemisahan antara gliserol dan biodiesel.

Dari hasil pemisahan terbentuk 2 fase zat, yaitu methyl ester (biodiesel) dan

gliserol. Biodiesel di bagian atas, sedangkan gliserol berada di bagian bawah larutan.

Biodiesel berwarna kuning, dan gliserol berwarna putih keruh.

Perlakuan selanjutnya yaitu pengujian parameter biodiesel dengan melakukan

penitrasian. Pertama, menimbang sebanyak 1 gram biodiesel yang telah terpisah dengan

gliserol dan kemudian memasukkan pada Erlenmeyer 250 ml lalu menambahkan 5 ml

campuran pelarut ( 50% v dietil ester – 50% v etanol ). Selanjutnya menambahkan

indikator PP 3 tetes dan warna berubah menjadi bening dan kemudian dilakukan titrasi

dengan menggunakan KOH 0,1 N sampai larutan tersebut berwarna merah muda atau

merah jambu. Volume KOH yang dibutuhkan untuk menitrasi minyak adalah 0,3 ml.

Dari perhitungan angka asam biodiesel tersebut didapatkan angka asam sebesar 13,464

KOH/gram biodiesel.

F. KESIMPULAN

- Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dengan alcohol rantai

pendek seperti methanol atau etanol sehingga menghasilkan metil ester asam lemak

(Fatty Acids Methyl Esters/ FAME) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk

samping.

- Esterifikasi dalam pembuatan biodiesel adalah proses yang mereaksikan asam lemak

bebas (FFA) yang terkandung dalam lemak atau minyak dengan alcohol rantai pendek

(metanol atau etanol) menghasilkan metil ester dan air

- Keuntungan dari penggunaan dari biodiesel:

o Ramah lingkungan

o Bahan baku yang terbaharui

o Pembakaran sempurna (bebas sulfur dan rendah jumlah bilangan asap)

o Mengurangi efek rumah kaca

o Memiliki efek pelumasan terhadap mesin.

- Perhitungan angka asam biodiesel didapatkan angka asam sebesar 13,464 KOH/gram

biodiesel.

DAFTAR PUSTAKA

- Hermawan, Prasetyo. Buku Petunjuk Praktikum Teknik pengolahan Limbah.

Yogyakarta: Akademi Teknologi Kulit, 2011

- www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php?option=com_content&view=article&id=50 - 42k -

Similar

LEMBAR PENGESAHAN

Yogyakarta,5 Juni 2012

Mengetahui dosen:

(Prasetyo Hermawan, S.T. M.Si)

Asisten dosen: Praktikan

(Eko Nuraini, A.md) ( Tri Revinta Yanti )