Oleh : 1. Rahmawati Jazilah Q (2311100054) 2. Nurcahyanti Arifah (2311100091)

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Laboratorium Teknologi Proses, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS

2015

LATAR BELAKANG (1)

3

LATAR BELAKANG (2)

Konsumsi energi meningkat

Produksi minyak bumi terus berkurang

Dibutuhkan sumber

ENERGI ALTERNATIF

Minyak Nabati 3

TUJUAN PENELITIAN

Mempelajari pembuatan biodiesel dengan metode radiasi microwave

Mempelajari pengaruh konsentrasi katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2 terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan.

5

Mempelajari pengaruh daya terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan

Mempelajari pengaruh waktu pemanasan yang digunakan terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan

BIODIESEL

7

fatty acid alkil ester

bentuk ester dari asam lemak.

Metil Ester

BIODIESEL

bahan bakar mesin diesel yang terbuat dari bahan terbarukan

terdiri dari alkil ester dari asam-asam lemak

Menghasilkan sedikit asap dan partikulat

Cetane Number yang lebih tinggi

Emisi karbon monoksida dan hidrokarbon

lainnya lebih sedikit

8

Standar Biodiesel

Parameter SNI 7182-2012

Massa jenis pada 40°C (kg/m3) 850 – 890 Viskositas Kinematik pada

40°C, (cSt)

2,3 – 6,0

Angka Setana Min. 51 Titik Nyala (°C) Min. 100 Titik Tuang (°C) Max.18

Kadar Air (% volume) Max. 0,05 Bilangan Iodin (g-I2/100 g) Max. 115

9

Kandungan Minyak Kelapa

11

Sumber: Departemen Perindustrian (SNI 01-3741-1995)

JENIS ASAM LEMAK %

Oktanoat (C 8) 8

Dekanoat(C 10) 7

Laurat (C 12) 48

Miristat (C 14) 17

Palmitat (C 16) 9

Stearat (C 18) 2

Oleat (C 18) 6

Linoleat (C 18) 3

Linolenat (C 18) -

Total 100

Standar Minyak Kelapa

11

Sumber: APCC Standard for Virgin Coconut Oil, 2008

Parameter Standar

Moisture (%) Max 0,1

Free Fatty Acid (%) Max 0,2

Relative Density (g/ml) 0,915-0,92

Viskositas (Cst) 25-30

TRANS-ESTERIFIKASI

13

PENELITIAN SEBELUMNYA

Masato Kouzu “Pembuatan biodiesel dari

minyak kedelai menggunakan katalis CaO, Ca(OH)2, CaCO3”

yield 93% untuk CaO, 12% Ca(OH)2, and 0% untuk CaCO3

Lertsathapornsuk V

“Penelitian pembuatan biodiesel dari used vegetable oil dengan menggunakan gelombang mikro”

yield 100% minyak kelapa pada rasio metanol 1:9 pada waktu 30 detik

2002

2012

2005

“Penelitiaan terhadap kinetika dan katalis pada proses biodiesel”

Adam Karl Khan

Menunjukkan bahwa CaO dan CaCO3 potensial sebagai katalis heterogen.

Bahan Percobaan

19

Minyak Kelapa KOH Ca(OH)2

Methanol Mg(OH)2

Aquadest

Peralatan Keterangan:

1. Reaktor labu leher satu

2. Microwave

3. Kontrol daya

4. Kontrol waktu

5. Kondensor reflux

6. Aliran air pendingin masuk

7. Aliran air pendingin keluar

8. Alas labu leher satu

9. Magnetic stirrer

20

6

2

8

1

9

3

4

7 5

21

Deskripsi peralatan

1. Microwave yang digunakan : • Daya output : 264 – 800 W • Frekuensi : 2450 MHz

Dimensi Microwave • panjang : 50 cm • lebar : 40 cm • tinggi : 40 cm

2. Labu leher satu : 1000 ml

Prosedur Penelitian

19

Minyak Kelapa + Metanol + Katalis Pencampuran Trans-esterifikasi

Pemisahan Biodiesel dan Gliserol

Pemanasan

Analisis

Pencucian

21

1.Tekanan atmosferik

2.Ratio mol minyak dan metanol 1:9

Kondisi Operasi

21

1. % Katalis (katalis/berat minyak) :

0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %

2. Daya Microwave : 100 watt 264 watt 400 watt

3. Jenis Katalis : KOH Ca(OH)2 Mg(OH)2

Variabel Penelitian

4. Waktu (menit) : 0,5 1 1,5

2 2,5

Analisis Produk

19

Densitas =

Massa pikno dan sampel – Massa pikno kosong Volume larutan sampel

Viskositas =

Waktu pengukuran x faktor koreksi

Yield biodiesel =

Massa produk biodiesel x kadar biodiesel Massa Minyak Kelapa

x 100%

% FFA =

Volume NaOH x N NaOH x BM asam lemak Massa Sampel x 1000 x 100%

Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk Biodiesel

0

5

10

15

20

25

30

0 30 60 90 120 150 180

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Waktu (s)

0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %

Gambar IV.1 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk dengan Daya 100

Watt pada Katalis KOH

Gambar IV.3 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400

Watt pada Katalis KOH

0

5

10

15

20

25

30

0 30 60 90 120 150 180

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Waktu (s)

0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %

Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk Biodiesel

Gambar IV.4 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400

Watt pada Konsentrasi Katalis Ca(OH)2 0,2 dan 0,25%

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

60 90 120 150 180

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Waktu (s)

0.20% 0.25%

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

60 90 120 150 180

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Waktu (s)

0.20% 0.25%

Gambar IV.5 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya

400Watt pada Konsentrasi Katalis Mg(OH)2 0,2 dan 0,25 %

Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk Biodiesel

Gambar IV.6 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk dengan

Daya 100 Watt pada Katalis KOH

Gambar IV.8 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk dengan

Daya 400 Watt pada Katalis KOH

0

20

40

60

80

100

0 30 60 90 120 150 180

Yie

ld (

%)

Waktu (s)

0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %

0

20

40

60

80

100

0 30 60 90 120 150 180

Yie

ld (

%)

Waktu (s)

0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %

Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk Biodiesel

Gambar IV.9 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt pada Konsentrasi Katalis Ca(OH)2 0,2 dan 0,25 %

Gambar IV.10 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt pada Konsentrasi Katalis Mg(OH)2 0,2 dan 0,25 %

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

60 90 120 150 180

Yie

ld (

%)

Waktu (s)

0.20% 0.25%

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

60 90 120 150 180

Yie

ld (

%)

Waktu (s)

0.20% 0.25%

Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Viskositas Produk Biodiesel

Gambar IV.11 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Viskositas Produk pada Daya 100 Watt

Gambar IV.13 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Viskositas Produk pada Daya 400 Watt

0

5

10

15

20

25

30

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Konsentrasi Katalis (%)

30 detik 60 detik 90 detik 120 detik 150 detik

0

5

10

15

20

25

30

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Konsentrasi Katalis (%)

30 detik 60 detik 90 detik 120 detik 150 detik

Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Yield Produk Biodiesel

Gambar IV.14 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Yield Produk pada Daya 100 Watt

Gambar IV.16 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Yield Produk pada Daya 400 Watt

0

20

40

60

80

100

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Yie

ld (

%)

Konsentrasi Katalis (%)

30 detik

60 detik

90 detik

120 detik

150 detik

0

20

40

60

80

100

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Yie

ld (

%)

Konsentrasi Katalis (%)

30 detik

60 detik

90 detik

120 detik

150 detik

Perbedaan Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2 terhadap Viskositas dan Yield Produk Biodiesel

Gambar IV.14 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt dan Konsentrasi

Katalis 0,2 % pada Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2

Gambar IV.15 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400 Watt dan

Konsentrasi Katalis 0,2 % pada Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

60 90 120 150 180

Yie

ld (

%)

Waktu (s)

Mg(OH)2 0,2% Ca(OH)2 0,2% KOH 0,2 %

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

60 90 120 150 180

Vis

kosi

tas

(cS

t)

Waktu (s)

Mg(OH)2 0,2% Ca(OH)2 0,2% KOH 0,2 %

Perbandingan Metode Pemanasan menggunakan Microwave dan secara Konvensional terhadap Yield Biodiesel

Metode Pemanasan

Waktu Reaksi

Konsentrasi Katalis KOH

(%)

Yield Biodiesel (%)

Microwave

90 detik 0,2

91,14 120 detik 91,458 150 detik 93,225

Konvensional (Azcan et

al, 2007)

30 menit 1,5

91,4 45 menit 88,6 60 menit 88,5

Hasil Analisis Gas Chromatography (GC) pada Minyak Kelapa

Gambar IV.17 Hasil Analisa GC pada Minyak Kelapa Barco

Hasil Analisis Gas Chromatography (GC) pada Produk Biodiesel

Gambar IV.16 Hasil Analisa GC dari Biodiesel pada Konsentrasi Katalis KOH 0,2 % dengan daya 400 watt pada waktu 150 detik

min0 5 10 15 20 25

Norm.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

FID1 A, (ARYANTO2\08-2M-B.D)

5.0

73 -

M

.Hex

anoa

te

6.4

05 -

M

.Oct

anoa

te

7.2

66 -

M

.Non

anoa

te

8.2

96

9.3

68

10.

811

- M

.Lau

rate

11.

890

13.

576

- M

.Myr

ista

te

15.

011

16.

988

- M

.Pal

mita

te

18.

758

21.

007

- M

.Ole

at 2

1.49

3 -

M.L

inol

eat

22.

404

- M

.Ste

arat

e

25.

814

26.

447

26.

756

- M

.Ara

chid

ate

Kesimpulan

3

1

• Produk Biodiesel dapat dihasilkan dengan metode radiasi microwave, dimana waktu pemanasan yang dibutuhkan relatif lebih cepat dan jumlah penggunaan konsentrasi katalis lebih sedikit ( kurang dari 1 %) dibandingkan dengan metode konvensional.

2

• Konsentrasi katalis memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi katalisnya, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Pada katalis KOH untuk memperoleh produk biodiesel dengan viskositas antara 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah 0,2 - 0,25%.

• Pada konsentrasi Ca(OH)2 dan Mg(OH)2 tidak memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan.

Kesimpulan

3

3

• Daya memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin tinggi daya, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Dimana daya yang menghasilkan produk biodiesel dengan viskositas antara 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah 400 Watt.

4

• Waktu pemanasan memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin lama waktu pemanasan yang digunakan, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Dimana waktu pemanasan yang menghasilkan produk biodiesel dengan viskositas 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah waktu 90-150 detik.

Saran

3

1

• Penelitian lebih lanjut tentang pembuatan biodiesel dari minyak kelapa menggunakan katalis Ca(OH)2 dan Mg(OH)2 dengan konsentrasi lebih besar dan waktu yang lebih lama.

2

• Melakukan penelitian tentang pembuatan biodiesel dengan menggunakan bahan baku minyak yang berbeda, dengan konsentrasi yang sama.

TERIMA KASIH