Makalah Industri Kimia

7/26/2019 Makalah Industri Kimia

1/15

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Saat ini pemenuhan energy terbarukan sangat dibutuhkan oleh masyarakat,

namun sepeti kita ketahui bahwa persediaannya terbatas. Salah satu solusi yang

dapat dilakukan yakni pemanfaatan energi dari bahan alam. Peningkatan

kebutuhan energi (BBM) yang sangat tinggi dewasa ini mendorong industri-industri

pengeboran dan pengolahan minyak untuk meningkatkan produksi mereka.

Peningkatan ini akan terus terjadi setiap tahunnya seiring dengan pengembangan

teknologi yang semakin maju dan jumlah penduduk yang semakin meningkat.

Sayangnya, BBM yang tetap menjadi tumpuan pemenuhan kebutuhan tersebut

merupakan energi tak terbarukan. Hal ini berdampak besar bagi ketersediaan

energi tersebut di masa depan. Oleh karena itu, penelitian mengenai energi

alternatif yang terbarukan serta penerapannya berkembang pesat dalam beberapa

tahun terakhir ini.

Biodiesel adalah suatu energi alternatif yang telah dikembangkan secara luas

untuk mengurangi ketergantungan kepada BBM. Biodiesel merupakan bahan bakar

berupa metil ester asam lemak yang dihasilkan dari proses kimia antara minyak

nabati dan alkohol. Sebagai bahan bakar, biodiesel mampu mengurangi emisi

hidrokarbon tak terbakar, karbon monoksida, sulfat, hidrokarbon polisiklik

aromatik, nitrat hidrokarbon polisiklik aromatik dan partikel padatan sehingga

biodiesel merupakan bahan bakar yang disukai disebabkan oleh sifatnya yang

ramah lingkungan (Utami et al., 2007). Di beberapa negara, biodiesel telah

diproduksi dan dikonsumsi dalam jumlah banyak. Pada tahun 2008 produksi

biodiesel Amerika Serikat mencapai 700 juta gallon. Sebagian besar bahan baku


2/15

2

yang digunakan dalam produksi biodiesel di negara-negara tersebut adalah minyak

kedelai, minyak kanola, minyak kelapa sawit, dan minyak biji bunga matahari. Di

Indonesia, salah satu bahan baku yang digunakan untuk membuat biodiesel adalah

kelapa sawit. Tanaman kelapa sawit tumbuh subur di daerah tropis. Indonesia

merupakan daerah tropis yang sesuai untuk membudidayakan tanaman kelapa sawit

sebagai sumber minyak nabati.

Pada tahap awal proses pengolahan, yaitu proses pemerasan (pengempaan)

daging buah kelapa sawit akan dihasilkan minyak sawit mentah atau kasar yang

popular dikenal dengan nama Crude Palm Oil (CPO). Melalui proses pengolahan

lebih lanjut yaitu proses fraksinasi akan dihasilkan dua macam produk yaitu,

stearin yang merupakan fraksi padat dan olein yang merupakan fraksi cair dari

minyak kelapa sawit. Pengolahan CPO menjadi olein dilakukan dengan beberapa

tahap yaitu tahap degumming, bleaching, deodorizing, dan fraksinasi. Pada tahap

fraksinasi dilakukan pemisahan fraksi padat (RBDP Stearin) dengan fraksi cair

(RBDP Olein). Fraksi olein digunakan untuk bahan pangan, sedangkan fraksi stearin

untuk keperluan nonpangan. RBDP Olein merupakan bahan baku utama dalam

pembuatan minyak goreng, sedangkan RBDP Stearin atau biasa disebut RPS

merupakan salah satu bahan yang digunakan sebagai bahan baku biodiesel.

Standar mutu merupakan hal yang penting untuk menentukan kualitas

biodiesel yang telah dibuat. Berdasarkan SNI 04-7182-2006 ada beberapa faktor

yang digunakan sebagai parameter untuk mengetahui kualitas biodiesel antara lain

Iodine Value dan Cloud Point. Iodine Value (angka iodium) menunjukkan banyaknya

ikatan rangkap dua di dalam asam lemak penyusun biodiesel. Rantai rangkap

merupakan indikator asam lemak tidak jenuh sedangkan titik kabut atau titik awan

(cloud point) adalah temperatur dimana suatu minyak mulai keruh bagaikan


3/15

3

berkabut, dan tidak lagi jernih pada saat didinginkan (Prihandana et al., 2006).

Iodine Value dari RPS yang digunakan akan berpengaruh pada Cloud Point dari

biodiesel yang dihasilkan. Dalam makalah ini akan dilakukan percobaan untuk

mengetahui pengaruh tersebut.

1.2 PERMASALAHAN

Dari latar belakang di atas, permasalahan yang diangkat dalam makalah ini

adalah bagaimana proses pengolahan kelapa sawit menjadi biodiesel dan apa

pengaruh iodine value dari asam lemak penyusun biodiesel terhadap cloud point

biodiesel.

1.3 TUJUAN

Tujuan dari pembuatan makalah ini yakni :

1. Mengetahui proses pengolahan kelapa sawit menjadi biodiesel

2. Mengetahui pengaruh pengaruh iodine value dari asam lemak penyusun

biodiesel terhadap cloud point biodiesel.


4/15

4

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 KELAPA SAWIT

Pohon kelapa sawit terdiri dari dua spesies Arecaceae atau family Palma

yang digunakan untuk pertanian komersil dalam pengeluaran minyak kelapa sawit.

Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon. Tingginya dapat mencapai 24 meter.

Bunga dan buahnya berupa tandan, serta bercabang banyak, buahnya kecil dan

apabila masak, berwarna merah kehitaman. Daging dan kulit buahnya mengandungi

minyak. Ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak, khususnya sebagai salah

satu bahan pembuatan makanan ayam. Tempurungnya digunakan sebagai bahan

bakar dan arang.

Gambar 2.1 Kelapa Sawit


5/15

5

Klasifikasi kelapa sawit yaitu :

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi

:Angiospermae

Kelas : Monocotyledone

Bangsa : Palmales

Suku : Palmae

Marga

: Elaeis

Jenis : Elaeis guineensis Jack

(Sastroayono, 2003)

Minyak nabati merupakan produk utama yang bisa dihasilkan dari kelapa

sawit. Minyak nabati yang dihasilkan dari pengolahan buah kelapa sawit berupa

minyak sawit mentah (CPO atau Crude Palm Oil) yang berwarna kuning dan minyak

inti sawit (CPKO atau Crude Palm Kernel Oil) yang tidak berwarna (jernih). CPO

atau PKO banyak digunakan sebagai bahan industri pangan (minyak goreng dan

margarin), industri sabun (bahan penghasil busa), industri baja (bahan pelumas),

industri tekstik, kosmetik, dan sebagai bahan bakar alternatif (minyak diesel). Jika

dibandingkan dengan minyak nabati lain, minyak kelapa sawit memiliki

keistimewaan tersendiri, yakni rendahnya kandungan kolesterol dan dapat diolah

lebih lanjut menjadi suatu produk yang tidak hanya dikonsumsi untuk kebutuhan

pangan, tetapi juga untuk memenuhi kebutuhan non-pangan (Sastrosayono, 2006).


6/15

6

2.2 BIODIESEL

Biodiesel merupakan monoalkil ester dari asam-asam lemak rantai panjang

yang terkandung dalam minyak nabati atau lemak hewani untuk digunakan sebagai

bahan bakar mesin diesel. Biodiesel dapat diperoleh melalui reaksi transesterikasi

trigliserida dan atau reaksi esterifikasi asam lemak bebas tergantung dari kualitas

minyak nabati yang digunakan sebagai bahan baku. Transesterifikasi adalah proses

yang mereaksikan trigliserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan

alkohol rantai pendek seperti metanol atau etanol (pada saat ini sebagian besar

produksi biodiesel menggunakan metanol) menghasilkan metil ester asam lemak

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

produk samping. Katalis yang digunakan pada proses transeterifikasi adalah

basa/alkali, biasanya digunakan natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida

(KOH). Esterifikasi dalam reaksi pembuatan biodiesel adalah proses yang

mereaksikan asam lemak bebas (FFA) dengan alkohol rantai pendek (metanol atau

etanol) menghasilkan metil ester asam lemak (FAME) dan air. Katalis yang

digunakan untuk reaksi esterifikasi adalah asam, biasanya asam sulfat (H2SO4) atau

asam fosfat (H3PO4). Berdasarkan kandungan FFA dalam minyak nabati maka proses

pembuatan biodiesel secara komersial dibedakan menjadi 2 yaitu :

1.Transesterifikasi dengan katalis basa (sebagian besar menggunakan kalium

hidroksida) untuk bahan baku refined oil atau minyak nabati dengan

kandungan FFA rendah.


7/15

7

2. Esterifikasi dengan katalis asam (umumnya menggunakan asam sulfat)

untuk minyak nabati dengan kandungan FFA tinggi dilanjutkan dengan

transesterifikasi dengan katalis basa.

Proses pembuatan biodiesel dari minyak dengan kandungan FFA rendah

secara keseluruhan terdiri dari reaksi transesterifikasi, pemisahan gliserol dari

metil ester, pemurnian metil ester (netralisasi, pemisahan metanol, pencucian dan

pengeringan/dehidrasi), pengambilan gliserol sebagai produk samping. Proses

esterifikasi dengan katalis asam diperlukan jika minyak nabati mengandung FFA di

atas 5%. Jika minyak berkadar FFA tinggi (> 5%) langsung ditransesterifikasi dengan

katalis basa maka FFA akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun.

Terbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar dapat menghambat pemisahan

gliserol dari metil ester dan berakibat terbentuknya emulsi selama proses

pencucian. Jadi esterifikasi digunakan sebagai proses pendahuluan untuk

mengkonversikan FFA menjadi metil ester sehingga mengurangi kadar FFA dalam

minyak nabati dan selanjutnya ditransesterifikasi dengan katalis basa untuk

mengkonversikan trigliserida menjadi metil ester (Hikmah dan Zuliyana, 2010).

2.3. Iodine Value

Iodine Value (angka iodium) menunjukkan banyaknya ikatan rangkap dua di

dalam asam lemak penyusun biodiesel. Rantai rangkap merupakan indikator asam

lemak tidak jenuh. Semakin tinggi ketidakjenuhan, maka titik awan dan titik tuang

akan semakin rendah. Namun, ada dampak negatifnya yaitu kemungkinan

terjadinya pembentukan asam lemak bebas. Ketika mesin diesel dioperasikan pada

metil ester yang memiliki angka iodium lebih besar dari 115, maka akan

membentuk deposit karena lemak ikatan rangkap mengalami ketidakstabilan akibat


8/15

8

temperatur panas sehingga terjadi reaksi polimerisasi dan terakumulasi dalam

bentuk karbonisasi atau pembentukan deposit (Prihandana et al., 2006).

2.4 Cloud Point

Titik kabut atau titik awan (cloud point) adalah temperatur suatu minyak

mulai keruh bagaikan berkabut, tidak lagi jernih pada saat didinginkan. Jika

temperature diturunkan lebih lanjut akan didapat titik tuang (pour point).

Temperatur ini adalah titik temperatur terendah yang menunjukkan mulai

terbentuknya kristal parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Titik ini

dipengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan (angka iodin). Semakin tinggi

ketidakjenuhan, titik tuang akan semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi

oleh panjang rantai karbon. Semakin panjang rantai karbon, semakin tinggi titik

tuangnya (Prihandana et al., 2006).


9/15

9

BAB IIIMETODOLOGI

PEMBUATAN BIODIESEL (PALM STEARIN METIL ESTER)

3.1 ALAT DAN REAGEN

3.1.1Alat

Labu leher tiga

Termometer

Hot plate

Peralatan refluks

Corong pisah 1000 ml

Magnetic stirrer

Pipet

Kertas PH

Timbangan analitik

Gelas beaker 500 ml

Gelas beaker 1000 ml

Gelas ukur 100 ml

3.1.2Reagen

Refined Bleaced Deodorized Stearine (RPS) dengan 2 variasi Iodine

Value,masing masing sebanyak 300 gram.

Metanol

NaOMe

Aquades

H3PO4

3.2 LANGKAH KERJA

a. Rangkai peralatan refluks menggunakan labu leher tiga

b. Timbang RPS (IV= 31) sebanyak 300 gram dalam gelas beaker kemudian

dimasukkan dalam labu leher tiga.

c. Tambahkan metanol sebanyak 18 % dari berat RPS.

d. Campuran RPS dan metanol direfluks hingga suhu mencapai 60C ( 30


10/15

10

menit)

e. Tambahkan katalis NaOMe sebanyak 1.5 % dari berat RPS.

f. Campuran RPS, metanol dan NaOMe direfluks pada suhu 62C 1C selama

90 menit (suhu harus dijaga agar metanol tidak menguap)

g. Dinginkan campuran selama 15 menit kemudian dimasukkan dalam corong

pisah 1000 ml.

h. Buang fasa bawah sedangkan fasa atas dimasukkan kembali dalam labu leher

tiga.

i.

Tambahkan kembali dengan metanol sebanyak 18 % dari berat RPS awal.

j. Direfluks hingga suhu pada suhu 62C 1C selama 60 menit.

k. Dinginkan campuran selama 15 menit kemudian dimasukkan dalam corong

pisah 1000 ml.

l. Panaskan larutan H3PO4( 200 ml aquades + 3 tetes H3PO485 %) pH 2-3.

m.

Cuci campuran dengan 100 ml larutan H3PO4hangat dalam corong pisah

1000 ml kemudian buang fasa bawah.

n. Lakukan pencucian kembali dengan 50 ml larutan H3PO4 (2 kali) dan

aquades hangat 30 ml.

o. Metil ester di tampung dalam botol sampel.

p. Hitung besar yield yang didapatkan.

q. Lakukan langkah kerja diatas menggunakan RPS dengan IV yang lain (33)

r. Masing-masing metil ester yang telah dibuat dianalisa Cloud Point-nya

dengan alat ISC CPP 5 Gs

s. Dibuat kurva korelasi antara IV (Iodine Value) RPS dengan CP (Cloud

Point) dari biodiesel


11/15

11

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Analisa

Tabel 4.1 Data Analisa PSME Hasil Sintesis dengan Variabel Iodine Value(IV) RPS

Iodine CloudYield

Sample Value (IV) Point (CP)

RPS

A 31.31 19.9 C 90.07 %

B 33.72 18.7 C 91.12 %

4.2. Perhitungan

4.2.1

Perhitungan Nilai Yield

Sampel A

Diketahui : - Massa RPS = 352.17 g

-Massa PSME = 317.2 g

Ditanya : % Yield?

Jawab :


12/15

12

Sample B

Diketahui : - Massa RPS = 350.98 g

-Massa PSME = 319.82 g

Ditanya : % Yield?

Jawab :

4.3 Pembahasan

Palm Stearine Metyl Esther (PSME) dibuat dengan mereaksikanRefined Bleaced

Deodorized Palm Stearin (RPS), metanol dan NaOme melalui reaksi

transesterifikasi. Reaksi yang terjadi dapat menghasilkan produk samping berupa

gliserol. Saat awal reaksi, metanol dan RPS direaksikan terlebih dahulu.

Penambahan katalis NaOMe dilakukan setelah suhu mencapai suhu 60C. Hal ini

bertujuan untuk menghindari terbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar

yang dapat menghambat pemisahan gliserol dari metil ester akibat terbentuknya

emulsi selama proses pencucian. Reaksi dilakukan pada suhu 62C 1C agar

metanol tidak menguap. Metanol memiliki titik didih sekitar 64.7C (Perry,1984).

Semakin tinggi temperatur, biodiesel yang diperoleh akan semakin tinggi. Setelah

proses transesterifikasi, dilakukan pemisahan fasa atas dan fasa bawah. Fasa atas

merupakan metil ester dan sisa gliserida yang belum mengalami reaksi

transesterifikasi sedangkan fasa bawah merupakan gliserol (hasil samping reaksi),


13/15

13

metanol dan NaOMe.

Setelah dilakukan pemisahan, fasa atas direaksikan kembali dengan metanol

untuk mengubah monogliserida, digliserida ataupun trigliserida yang belum

bereaksi metil ester. Pencucian dilakukan dengan menambahkan larutan asam

fosfat. Pencucian berfungsi untuk mengikat gliserol, metanol dan NaOMe. Gliserol

dan metanol yang bersifat polar serta NaOMe yang bersifat ionik dapat larut dalam

aquades. Proses Pencucian dilakukan empat kali agar sisa reaktan dan produk

samping dapat benar benar terpisah dari produk (PSME). Untuk menghilangkan sisa

aquades, perlu dilakukan proses drying.

PSME dibuat dengan dua variasi IV RPS yang berbeda (31.31 dan 33.72). Variasi

yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui pengaruh IV bahan baku (RPS)

terhadap Cloud Point (CP) dari PSME yang dihasilkan. Dari kurva yang diperoleh,

dapat diketahui bahwa Iodine Value dari RPS (bahan baku) berbanding terbalik

terhadap Cloud Point dari Biodiesel yang diperoleh. Parameter CP sangat penting

dalam analisa biodiesel karena berkaitan dengan suhu dimana biodiesel itu

digunakan. Jika Cloud Point dari biodiesel yang digunakan dalam suatu tempat

lebih rendah dari suhu tempat tersebut maka biodiesel akan membeku sehingga

tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar.


14/15

14

BAB VKESIMPULAN

Dari makalah ini, dapat diambil kesimpulan bahwa :

1. Palm Stearin Metil Ester (PSME) atau yang sering disebut dengan biodiesel

dapat dibuat dari bahan baku Refined Palm Stearin (RPS) dengan metanol

melalui reaksi transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi ini membutuhkan

katalis untuk mempercepat reaksi, salah satunya adalah NaOH Metanolik.

2. Terdapat berbagai macam parameter dalam menentukan kualitas suatu

biodiesel, diantaranya adalah Iodine Value (IV) dan Cloud Point (CP).

3. Pengaruh nilai Iodine Value (IV) terhadap nilai Cloud Point (CP) adalah

semakin besar nilai IV akan semakin kecil nilai CP. Hal ini disebabkan

semakin besar nilai IV, akan semakin tingi ketidakjenuhan suatu biodiesel,

sehingga biodiesel tersebut tidak akan mudah membeku. Oleh karena itu

nilai CP dari biodiesel tersebut akan semakin kecil.


15/15

15

DAFTAR PUSTAKA

Hikmah, Maharani Nurul dan Zuliyana, (2010), Pembuatan Metil Ester

(Biodiesel)dari Minyak Dedak dan Metanol dengan Proses

Esterifikasi dan Transesterifikasi, Skripsi Jurusan Teknik Kimia

Universitas DiponegoroSemarang

Prihandana, R., R. Hendroko, dan M. Nuramin, (2006), Menghasilkan

BiodieselMurah, Mengatasi Polusi dan Kelangkaan BBM, Agromedia

Pustaka, Jakarta.

Sastrosayono, S., (2003), Budidaya Kelapa Sawit, Agromedia Pustaka,Jakarta

Sastrosayono, S., (2006), Budidaya Kelapa Sawit, Agromedia Pustaka,Jakarta

Utami, T.S., Arbianti, R., dan Nurhasman, D., (2007), Kinetika Reaksi

Transesterifikasi CPO terhadap Produk Metil Palmitat dalam

Reaktor Tumpak. Di dalam Seminar Nasional Fundamental dan

Aplikasi TeknikKimia, Surabaya, 15 November 2007, Hlm. KR2-

1-KR2-6

Makalah Industri Kimia

Documents

Transcript of Makalah Industri Kimia