Laporan Tetap Minyak Jelantah
-
Upload
renni-afriyani -
Category
Documents
-
view
92 -
download
7
description
Transcript of Laporan Tetap Minyak Jelantah
LAPORAN TETAPTEKNOLOGI BIOMASSA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH
DISUSUN OLEH :
AGUSTIAWAN 0610 4041 1381
ANJAR EKO SAPUTRO 0610 4041 1382
NURUL KHOLIDAH 0610 4041 1393
RAMANTA 0610 4041 1395
RENI AFRIYANI 0610 4041 1396
ROFFINA 0610 4041 1398
SINGGIH EKO PRABOWO 0610 4041 1400
KELAS 6 EGA/ Reguler (Pagi)
DOSEN PEMBIMBING : Ir. Robert Junaidi, M. T
JURUSAN TEKNIK KIMA
PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2013
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH
1. Tujuan Percobaan
Membuat biodiesel dari minyak jelantah
Menganalisa kualitas produk (biodiesel) yang dihasilkan dari minyak jelantah
2. Dasar Teori
Biodiesel merupakan monoalkil ester dari asam-asam lemak rantai panjang yang
terkandung dalam minyak nabati/hewani untuk digunakan sebagai alternatif yang tepat
untuk bahan bakar yang terdiri dari metil ester hasil trans-esterifikasi baik dari trialkil
gliserida atau esterifikasi dari asam lemak bebas.
Pembuatan biodiesel dari minyak tanaman memiliki kasus yang berbeda-beda sesuai
dengan kandungan FFA. Pada kasus minyak tanaman dengan ALB tinggi, dilakukan dua
jenis proses, yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Sedangkan untuk minyak tanaman
yang kandungan asam lemak rendah dilakukan proses transesterifikasi. Proses esterifikasi
dan transesterifikasi bertujuan untuk mengubah asam lemak bebas dan trigliserida dalam
minyak menjadi metil ester (biodiesel) dan gliserol.
Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi
mereaksikan lemak dengan alkohol.
RCOOH + CH3OH RCOOH3 + H2O
Asam lemak Metanol Metil Ester Air
Transesterifikasi (alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida menjadi alkil
ester melalui reaksi dengan alkohol dengan produk samping gliserol.
Faktor – faktor yang mempengaruhi esterifikasi antara lain :
Waktu retensi
Pengadukan
Katalisator, biasanya katalisator memiliki berat 1-4% massa
Suhu reaksi
Tabel Standar/Parameter Biodiesel
KarakteristikStandar Biodiesel
(Menurut ASTM 06751)
Viskositas 1,9 – 5 mm3/s
Densitas 0,815 – 0,875 kg/l
Kadar ALB 0,74%
Kadar Air max. 0,05 (% vol)
Flash Point min. 130oC
Pour Point 8oC
Tabel spesifikasi sifat fisika biodiesel dari minyak goreng segar, minyak goreng
bekas dan diesel (fosil)
Diagram alir proses Trans-esterifikasi
NaOH (0.6% massa sampel) +
methanol (35% massa sampel)
Biodiesel hasil dari esterifikasi Larutan Sodium Metoksida (CH3ONa)
Pengadukan dan pemanasan pada
suhu 60 °C selama 1 jam
Pendinginan dengan corong pemisahan
gliserol dengan corong pisah
Lapisan bawah Lapisan atas
(gliserol) (biodiesel)
Proses Pencucian
Biodiesel yang diperoleh masih mengandung residu, antara lain sisa katalis, soap
stock (sisa sabun), methanol yang tidak bereaksi, dan sisa gliserol yang tidak terpisah setelah
pemisahan awal dengan corong pemisah.
Metode pencucian :
a. Water washing
1. Stir washing
Pencucian biodiesel menggunakan air yang disertai pengadukan
Mencampurkan air dengan biodiesel sehingga impurities terlepas dari
biodiesel dan larut dalam air
2. Bubble washing
Pencucian biodiesel menggunakan gelembung udara yang dihasilkan
oleh pompa aerator
Gelembung udara timbul melalui air menuju biodiesel dilapisan atas
membawa pula air di sekitarnya yang berfungsi mencuci biodiesel di
sekitar gelembung
b. Dry washing
Tidak membutuhkan air, melainkan adsorben untuk menyerap
impurities dalam biodiesel
Adsorben yang digunakan antara lain magnesium silica, zeolit, dan
resin
3. Alat dan Bahan
Alat : a. Gelas kimia 500 mL h. Bola karet
b. Gelas ukur 100 mL i. Erlenmeyer 250 mL
c. Corong pemisah j. Refraktometer
d. Neraca analitik k. Piknometer
e. Hot plate & Magnetic Stirrer l. Buret
f. Pipet ukur 25 mL m. Termometer
g. Viskometer n. Flash point tester
Bahan: a. Minyak jelantah d. Aquadest
b. NaOH p.a. e. NaOH 0,1 N
c. Metanol p.a. f. Indikator phenolphtalein
4. Langkah Kerja
4.1 Pengujian FFA
5 gr minyak jelantah ditambah 50 ml methanol 98% lalu ditambahkan 3 tetes
indikator phenolphthalein
Mentitrasi sampel dengan NaOH 0.1 N
Setelah berubah warna menjadi merah muda, mencatat volume titrasi
Nilai FFA dapat dihitung dengan rumus :
% FFA = 25.6
grmol
xV x N
m
Dimana : V = volume titrasi
N = Normalitas NaOH
m = massa minyak jelantah
4.2 Pembuatan biodiesel secara trans-esterifikasi dimana FFA < 5%
Menimbang 0.85 gr NaOH yang telah dihaluskan dan dilarutkan dengan 80.71 mL
metanol p.a. Mengaduk dengan magnetic stirrer hingga semua NaOH larut.
Tempatkan pada gelas kimia 250 mL.
Sampel minyak jelantah sebanyak 250 mL dipanaskan di atas hot plate dan diaduk
dengan magnetic stirrer dengan kecepatan 300 rpm, hingga mencapai suhu 60 oC.
Menambahkan larutan Natrium Metoksida yang telah dibuat pada langkah ke-1 ke
dalam minyak yang telah dipanaskan dan dipertahankan suhu pengadukan 60oC.
Melakukan penambahan larutan ini sedikit demi sedikit. Waktu pengadukan
dihitung selama satu jam, setelah semua Natrium Metoksida bercampur rata.
Memindahkn metil ester (biodiesel) ke dalam corong pisah dan didiamkan hingga
terbentuk dua lapisan selama 10 – 15 menit, lalu lapisan bawahnya dikeluarkan.
Melakukan pemurnian dengan memanaskan aquadest sebanyak 50% dari volume
metil ester hingga suhu 60oC, aquadest dicampurkan ke dalam biodiesel, diaduk
perlahan selama 10 menit.
Memindahkan metil ester dan aquadest ke dalam corong pisah dan dibiarkan
hingga terbentuk dua lapisan, kemudian lapisan bawahnya dikeluarkan. Lapisan
atasnya ditampung di dalam gelas kimia
Melakukan penimbangan biodiesel yang dihasilkan
Biodiesel dipanaskan di atas hotplate agar kandungan air yang tersisa menguap
Menghitung volume yield yang didapat dan persen konversinya
4.3 Pengujian Densitas
Menimbang piknometer kosong yang telah dibersihkan
Menimbang piknometer berisi aquadest pada suhu 20 oC
Menimbang piknometer berisi biodiesel pada suhu kamar
Menghitung volume piknometer
Menghitung density biodiesel
4.4 Pengujian Viskositas
Menyiapkan gelas ukur 25 ml yang penampangnya sesuai dengan diameter bola
kaca
Memasukkan biodiesel ke dalam gelas ukur
Memasukkan bola kaca ke dalam gelas ukur yang telah berisi biodiesel
Mencatat waktu yang dibutuhkan bola kaca untuk mencapai dasar gelas
Menghidupkan stopwatch saat bola mencapai tanda batas atas dan menyetopkan
stopwatch saat bola mencapai dasar gelas ukur
Menghitung viskositas dari biodiesel
4.5 Pengujian Indeks Bias
Menyiapkan alat refraktometer
Membersihkan kaca pengujian dengan aquadest
Menghidupkan lampu refraktometer, meneteskan biodiesel ke kaca pegujian
Mengamati indeks bias dari biodiesel
4.6 Pengujian Titik Nyala
Menyiapkan alat flash point tester
Memasukkan 50 mL biodiesel ke dalam wadah penampungan
Meletakkan termokopel di dekat wadah dan menyalakan sumber api untuk
memanaskan biodiesel
Mencatat suhu flash point dimana biodiesel mulai menyala
4.7 Pengujian pH
Memasukkan sejumlah biodiesel ke dalam gelas kimia
Mencelupkan kertas lakmus ke dalam biodiesel
Menyamakan nilai pH biodiesel terhadap indikator pH
Mencatat nilai pH dari biodiesel
5. Data Pengamatan
5.1 Pembuatan Biodiesel
No Perlakuan Pengamatan
10.85 gr NaOH + 80.71 mL
CH3OHLarutan bening, larut
2
250 mL minyak jelantah disaring
dari kotoran-kotoran yang besar,
dipanaskan pada suhu 60 oC
Larutan berwarna gelap dan kental
3
NaOH + methanol + minyak
jelantah dicampur sedikit demi
sedikit dan dipanaskan pada suhu
60 oC selama 1 jam
Terdapat gelembung sebelum
bercampur dan berwarna kecoklatan
keruh setelah bercampur
4Memisahkan metil ester dalam
corong pemisah selama 20 menit
Terbentuk dua lapisan, lapisan
bawah terendapkan menjadi padatan
berwarna gelap
5
Melakukan pencucian pertama
dengan penambahan air hangat
50% volume biodiesel
Campuran berwarna kecoklatan
gelap
6Biodiesel hasil pencucian
dipanaskan di atas hotplate
Tujuannya untuk menghilangkan
kandungan air didalamnya
7 Menimbang biodiesel yang
dihasilkan beserta volumenyam = 200 gr, v = 254 mL
5.2 Pengamatan Analisa Biodiesel
Karakteristik Biodiesel Terukur Nilai
Densitas (gr/mL) 0.882
Viskositas (Kg/m.s) 7.2
Titik Nyala 121
pH 6
Indeks Bias 1.458
6. Perhitungan
Minyak jelantah (tripalmintat) = C17H34O2
- Volume Minyak jelantah = 250 mL
- ρ Minyak = 0.89 gr/mL
- Berat Minyak Jelantah = V x ρ
= 250 mL x 0.9224 gr/mL
= 230.6 gr
- Mol minyak jelantah = grMr
= 230.6 gr
806 gr /mol = 0.286 mol
Sumber : wikipedia.org/asam_palmintat.html
Methanol (CH3OH)
- Metanol = 80.71 mL
- ρ Metanol = 0.79 gr/mL
- Berat Metanol = 80.71 mL x 0.7918 gr/mL
= 63.9 gr
- Mr Metanol = 32.04 gr/mol
- Mol minyak jelantah = grMr
= 63.9 gr
32.04 gr /mol = 1.99 mol
Sumber : wikipedia.org/methanol.html
6.1 Perhitungan Neraca Teoritis Biodiesel
Tripalmintat gliserida Metanol Metil palmintat Gliserol
M 0.286 1.99 - - mol
B 0.286 0.858 0.858 0.286 mol
S - 1.132 0.858 0.286 mol
BM 806 32.04 270 92 gr/mol
Gr - 36.26 231.66 26.312 gr
Neraca Massa Teoritis
Komponen Input (gr) Output (gr)
Tripalmintat 230.6 -
CH3ONa 63.9 36.36
Biodiesel - 231.66
Gliserol - 26.312
Total 294.5 294.232
6.2 Perhitungan Neraca Massa secara praktek
% FFA=VNaOH×NNaOH×25 . 6 gr /molgrSampel
×100
% FFA=0 . 0005L×0,1 N×25 .6 gr /mol5 gr
×100
=0 ,0256
Mol biodiesel secara praktek
- Volume biodiesel = 254 mL
- Berat biodiesel = 200 gr
- BM biodiesel = 270 gr/mol
- Mol biodiesel = grMr
= 200 gr
270 gr /mol = 0.74 mol
Tripalmintat gliserida Metanol Metil palmintat Gliserol
m 0.286 1.99 - - mol
b 0.246 0.74 0.74 0.246 mol
s - 1.25 0.74 0.246 mol
BM 806 32.04 270 92 gr/mol
gr - 40.05 199.8 22.6 gr
Neraca Massa Praktek
Komponen Input (gr) Output (gr)
Tripalmintat 230.6 32
CH3ONa 63.9 40.05
Biodiesel - 199.8
Gliserol - 22.6
Total 294.5 294.45
% Konversi
% Konversi=mol PraktekmolTeori
×100
=0.2460.286
×100
=86 %
6.3 Perhitungan Densitas
Berat piknometer kosong = 31.15 gr
ρ air pada 20 °C = 0.984 gr/mL
Berat piknometer + air (25 °C) = 55.38 gr
Volume piknometer = 24.618 mL
Berat piknometer + biodiesel = 52.88 gr
Berat biodiesel = (berat piknometer + biodiesel) – (berat pikno
kosong)
= (52.88 – 31.15) gr
= 21.73 gr
Densitas biodiesel = berat biodiesel
volume biodiesel
= 21.73 gr
24.618 mL = 0.882 gr/mL
6.4 Perhitungan Viskositas
Diameter bola besi = 1.425 cm
Volume bola besi = 1.51 mL
Jarak gelas ukur = 12.8 cm = 0.128 m
Waktu tempuh bola besi = 1.5 sekon
Kecepatan jatuh bola = jarakwaktu
= 0.128 m
1.5 s= 0.0853 m/s
Massa bola besi (m) = 9.78 gr
Massa biodiesel (mo) = ρ biodiesel x V bola besi
= 0.882 gr/mL x 1.51 mL
= 1.33182 gr
Viskositas (η)
η =(m−mo ) . g
6.π . r . v =
(9.78−1.33182 ) gr .9 .8m /s26 x3.14 x 0.007125 m x 0.0853 m /s
= 88.79
0.01145
= 7230,756 gr/m.s = 7.2 kg/m.s
6.5 Pengujian Titik Nyala
Titik nyala biodiesel = 121 °C
6.6 Pengujian Indeks Bias
Indeks Bias biodiesel = 1.458
6.7 Pengujian pH
pH biodiesel = 6
7. Analisa Data
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa biodiesel
merupakan alkyl ester atau rantai panjang asam lemak yang berasal dari minyak nabati
ataupun hewani. Aplikasi dari biodiesel digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.
Pada praktikum kali ini, biodiesel dibuat dari minyak jelantah yang kandungan asam
lemak bebasnya kurang dari 5% yaitu 0.0256% jadi proses pembuatan biodiesel kali ini
dilakukan secara trans-esterifikasi. Proses trans-esterifikasi adalah tahapan konversi
trigliserida (minyak jelantah) menjadi alkyl ester (biodiesel) melalui reaksi dengan
alcohol dengan bantuan katalis basa kuat yaitu NaOH. Proses trans-esterifikasi akan
menghasilkan produk samping berupa gliserol.
Pengamatan yang dilakukan adalah menyaring terlebih dahulu minyak jelantah yang
didapatkan dari minyak goreng bekas dari kantin Politeknik Negeri Sriwijaya. Tujuannya
adalah untuk menyaring kotoran-kotoran yang terdapat pada minyak goreng bekas akibat
dari sisa penggorengan makanan. Setelah disaring, minyak jelantah selanjutnya
dipanaskan di atas hotplate, suhunya dijaga pada 60 °C selama satu jam. Kemudian
larutan metoksida yang telah dibuat dari 0.85 gr NaOH dengan 80.71 mL methanol 95%,
dicampurkan ke dalam minyak jelantah panas sedikit demi sedikit agar tidak bergejolak.
Selain dipanaskan minyak jelantah juga diaduk menggunakan magnetic stirrer agar
larutan tercampur homogeny. Reaksi yang terjadi saat penambahan adalah terjadi letupan
gelembung-gelembung berwarna orange kemerahan akibat tercampurnya minyak panas
dengan CH3ONa. Setelah itu larutan diendapkan di dalam corong pemisah agar terbentuk
dua lapisan. Lapisan atas merupakan biodiesel yang akan dilakukan proses
pemurniandengan cara pencucian menggunakan air hangat. Sedangkan lapisan bawah
merupakan produk samping berupa gliserol yang terendapkan sehingga membentuk
endapan berwarna kecoklatan.
Pada praktikum pencucian biodiesel dilakukan hanya satu kali dikarenakanwaktu
yang kurang. Jadi air untuk pencucian adalah air hangat terukur 60 °C yang volumenya
hanya 50% dari volume biodiesel. Tujuannya agar lapisan tersebut benar-benar
terpisahkan dari biodiesel dan gliserol. Setelah diendapkan di dapat biodiesel sebanyak
254 mL dengan persen konversi 86%.
Untuk pengujian biodiesel hal yang harus diuji adalah densitas biodiesel, viskositas,
titik nyala biodiesel, indeks bias dan nilai pH dari biodiesel yang didapat. Densitas
mrupakan angka yang menyatakan perbandingan berat dari bahan bakar minyak
(biodiesel) terhadap volume pada temperature yang sama. Penentuan berat jenis ini bisa
menggunakan piknometer. Piknometer yang digunakan berukuran 24.618 mL. Faktor
yang sangat berpengaruh dalam menentukan densitas adalah suhu karena biasanya suhu
yang digunakan untuk pengukuran adalah suhu kamar yaitu 25 °C. Oleh karena itu, pada
saat mengisi piknometer, biodiesel yang akan dituangkan harus memiliki suhu 20 °C
sehingga pada saat dimasukkan ke dalam piknometer tidak terjadi perubahan suhu yang
berarti. Nilai densitas dari biodiesel setelah diuji adalah 0.882 gr/mL. Nilai ini
menunjukkan kualitas sifat fisik dari biodiesel ini kurang baik karena memiliki nilai lebih
besar daripada densitas biodiesel dari fosil.
Pengujian viskositas dilakukan untuk mengetahui dan menentukan indeks hambatan
aliran cairan atau kekentalan suatu cairan yang diukur dengan alat viscometer. Tetapi
dalam praktikum kali ini digunakan gelas ukur 25 mL yang memiliki penampangnya
sesuai dengan diameter bola besi yang digunakan. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan
laju jatuh bola di dalam cairan biodiesel yang disebut dengan viskositas. Selanjutnya
mengukur waktu yang dibutuhkan saat bola berada pada batas atas dan mencapai batas
bawah dari gelas ukur. Nilai viskositas yang diperoleh yaitu 7.2 kg/m.s. Nilai ini lebih
tinggi dibandingkan standar ASTM. Hal ini menunjukkan bahwa kekentalan bahan bakar
lebih tinggi sehingga sulit terbakar jika digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.
Kalaupun harus digunakan maka diperlukan perbandingan yang pas agar bisa digunakan
sebagai bahan bakar. Perbandingan yang biasa digunakan adalah 1:10.
Pengujian indeks bias bertujuan untuk melihat kemurnian dari bahan bakar biodiesel
dari minyak jelantah. Kemurnian ini dibandingkan dengan standar ASTM didapatkan data
yang mendekati dengan 1.458. Pengujian titik nyala dari biodiesel minyak jelantah lebih
tinggi daripada biodiesel dari minyak curah yaitu 121 °C. Hal ini menunjukkan suhu yang
harus dicapai oleh bahan bakar sehingga dapat menyala. Sedangkan pH dari biodiesel
adalah 6 yang masih dalam rentang pH yang baik.
Analisa ekonomi dari penggunaan biodiesel dari minyak jelantah dapat dikatakan
cukup ekonomis karena untuk mendapatkan minyak jelantah tidak memerlukan biaya
terlalu banyak. Pembuatan biodiesel yang baik adalah dengan komposisi biodiesel
berbanding dengan solar adalah 20:80%.
8. Kesimpulan
Berdasarkan analisa di atas dapat disimpulkan :
Pembuatan biodesel dari minyak jelantah menggunakan proses trans-esterifikasi
karena kadar ALB nya adalah kurang dari 5%
Volume biodiesel yang didapat dari pembuatan biodiesel minyak jelantah adalah 254
mL dengan persen konversi 86%
Pengujian biodiesel terdiri dari densitas, viskositas, titik nyala, indeks bias dan pH
Nilai densitas biodiesel adalah 0.882 gr/mL
Nilai viskositas biodiesel adalah 7.2 kg/m.s
Nilai titik nyala biodiesel adalah 121 °C
Nilai indeks bias biodiesel adalah 1.458
pH biodiesel adalah 6
Daftar Pustaka
Jobsheet “Teknologi Biomassa” Program Studi D-IV Teknik Energi , 2013, Politeknik
Negeri Sriwijaya: Palembang
http://wikipedia.org/asam_palmintat.html
http://wikipedia.org/metanol.html
GAMBAR PENGAMATAN
Proses pencampuran Metoksida ke dalam Proses pemisahan awal biodiesel dari minyak jelantah gliserol ± 1 jam
Proses pencucian biodisel