Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa dengan Katalis H3PO4 … · katalis asam menggunakan...
41
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001 www.rightcare.com | Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa dengan Katalis H 3 PO 4 secara Batch dengan Menggunakan Gelombang Mikro (Microwave) 1. Jaharani (2310100061) 2. Nasichah (2310100120) Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini NIP 1958 08 22 1983 03 2001 Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA NIP 1961 08 02 1986 01 1001 Dipresentasikan oleh : Pembimbing : Laboratorium Teknologi Proses Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS 2014
Transcript of Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa dengan Katalis H3PO4 … · katalis asam menggunakan...
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Pembuatan Biodiesel dari Minyak
Kelapa dengan Katalis H3PO4 secara
Batch dengan Menggunakan Gelombang
Mikro (Microwave)
1. Jaharani (2310100061)
2. Nasichah (2310100120)
Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini NIP 1958 08 22 1983 03 2001
Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA
NIP 1961 08 02 1986 01 1001
Dipresentasikan oleh :
Pembimbing :
Laboratorium Teknologi Proses Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS 2014
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
PENDAHULUAN Latar Belakang
Tujuan Penelitian
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
LATAR BELAKANG
Perlu energi alternatif
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Trans-esterifikasi menggunakan microwave
3,8 juta Ha
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
TUJUAN PENELITIAN
Membuat biodiesel dari minyak kelapa dengan katalis asam
menggunakan gelombang mikro. Mengetahui pengaruh daya terhadap reaksi trans-esterifikasi pada
proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa. Mengetahui pengaruh jumlah penggunaan katalis H3PO4 terhadap
reaksi trans-esterifikasi pada proses pembuatan biodiesel dari minyak
kelapa. Mengetahui pengaruh penggunaan katalis H3PO4 dengan katalis
H2SO4 dalam reaksi trans-esterifikasi pada proses pembuatan
biodiesel dari minyak kelapa.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
TINJAUAN PUSTAKA Biodiesel
Minyak Kelapa
Katalis
Microwave
Penelitian Sebelumnya
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
BIODIESEL
Biodiesel biasa disebut sebagai fatty acid methyl ester, yaitu
bentuk ester dari asam lemak.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
STANDAR BIODIESEL
Tabel II.1 Standar Biodiesel berdasarkan SNI 04-7182-2006
Parameter SNI 04-7182-2006 Massa jenis pada 40°C (g/cm3) 0,85 – 0,89
Viskositas Kinematik pada 40°C, (cSt) 2,3 – 6,0
Angka Setana Min. 51
Titik Nyala (°C) Min. 100
Titik Kabut (°C) Min.18
Kadar Air (%volume) Max. 0,05
Bilangan Iodin (g-I2/100 g) Max. 115
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
PERBANDINGAN BIODIESEL DAN SOLAR
Tabel II.2 Perbandingan sifat fisik dan kimia biodiesel dengan solar
Sifat Fisik/Kimia Biodiesel Solar
Komposisi Alkil Ester Hidrokarbon
Densitas, g/mL 0,8624 0,875
Viskositas, Cst 5,55 4,6
Titik Kilat C 172 98
Angka Setana 62,4 53
Energi yang dihasilkan, MJ/kg 40 45,3
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
PERBANDINGAN BIODIESEL DAN SOLAR
Senyawa Emisi Biodiesel Solar SO2, ppm 0 78
NO, ppm 37 64
NO2, ppm 1 1
CO, ppm 10 40
Partikulat, mg/Nm3 0,25 5,6
Benzen, mg/Nm3 0,3 5,01
Toluen, mg/Nm3 0,57 2,31
Xilen, mg/Nm3 0,73 1,57
Etil Benzen, mg/Nm3 0,3 0,73
Tabel II.3 Perbandingan Emisi antara Biodiesel dengan Solar
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
KELEBIHAN BIODIESEL
Termasuk bahan bakar yang dapat diperbaharui
Memiliki angka setana yang lebih tinggi dari minyak.
Dapat langsung digunakan sendiri atau dicampur dengan petroleum disel.
Bahan bakar yang tidak beracun dan dapat dibiodegradasi. Penggunaan biodisel dapat memperpanjang usia mesin disel karena memberikan pelumasan lebih daripada bahan bakar petroleum.
Mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon dan NOx.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
MINYAK KELAPA
Jenis Asam lemak
Kaproat (C 6:0)* 0-0,8
Caprilat (C 8:0)* 5,5-9,5
Caprat (C 10:0)* 4,5-9,5
Laurat (C 12:0) 44-51
Meristat (C 14:0) 13-18,5
Palmitat (C 16:0) 7,5-10,5
Stearat (C 18:0) 1-3
Oleat (18:1) 5-8,2
Linoleat (18:2) 1-2,6
Asam lemak jenis kaproat, caprilat,
caprat, laurat, meristat, palmitat
adalah asam lemak jenuh.
Asam lemak jenis Stearat, Oleat dan
Linoleat adalah asam lemak Tak
Jenuh
Tabel II.4 Komposisi asam lemak
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
STANDAR MINYAK KELAPA
Parameter Standar Moisture (%) 0,1
Free Fatty Acid (%) 0,142
Relative Density (g/mL) 0,913
Viskositas (cSt) 32,5
Sumber : Hasil Analisa
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
REAKSI TRANSESTERIFIKASI
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
GELOMBANG MIKRO
Perbandingan Temperatur Microwave dengan Pemanasan Konvensional
Kondisi thermal Pemanasan pada Microwave
dan Pemanasan Konvensional
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
KATALIS
Homogen
NaOH
KOH
Asam
Fosfat
Asam
Sulfat
Asam
Klorida
dll
Heterogen
CaO
Al2O3
dll
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Penelitian Sebelumnya
• Arif Kusuma, Rizky Adiwityo ( Jurusan Teknik Kimia FTI ITS 2009 )
Pembuatan Biodiesel dengan memanfaatkan gelombang mikro secara batch.
• Rahayu Wilujeng, Ayyu Fityatin ( Jurusan Teknik Kimia FTI ITS 2011 )
Penelitian tentang pembuatan biodiesel dengan memanfaatkan gelombang mikro
dengan proses secara kontinyu.
• Gria Armando, Rhesa Purnama ( Jurusan Teknik Kimia FTI ITS 2012 )
Penelitian tentang pembuatan biodiesel dengan memanfaatkan gelombang mikro
secara batch menggunakan katalis CaO dan H2SO4
• Giar Pradipta, Lukerintaningdinar (Jurusan Teknik Kimia FTI ITS, 2013)
Penelitian tentang pembuatan biodiesel dengan memanfaatkan gelombang mikro
dengan proses secara batch dengan katalis CaO.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
METODOLODI PENELITIAN Bahan Penelitian
Alat Penelitian
Variabel Percobaan
Metodologi Penelitian
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Bahan Percobaan
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Alat Percobaan
Keterangan :
1.Microwave
2.Reaktor ( Labu Leher Satu )
3.Pengatur daya
4.Pengatur waktu
5.Reflux
2
1 3 4
5
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Variabel dan Kondisi Operasi
Kondisi Operasi Rasio mol minyak kelapa : mol metanol = 1:9 Tekanan Operasi = atmosferik
Waktu Reaksi = 1 jam
Variabel Percobaan
Konsentrasi Katalis = 1%, 2%, 3%, 4% dan
5%
Daya Microwave = 100 W, 264 W, dan 400 W
Jenis Katalis = H3PO4 dan H2SO4
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Prosedur Penelitian
metanol Katalis H3PO4
Pengadukan 30 menit
Minyak kelapa
Transesterifikasi dengan microwave selama 1 jam
Pemisahan biodiesel dan
gliserol
Pemanasan biodiesel
menggunakan oven
Biodiesel Pencucian biodiesel
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
HASIL PENELITIAN
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Gambar IV.1 Grafik hubungan Daya dengan
viskositas FAME (katalis H3PO4 )
Gambar IV.2. Grafik hubungan daya
dengan viskositas FAME (katalis
H2SO4)
Pengaruh Daya Microwave terhadap Viskositas
FAME
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400
μ (cSt)
Daya (Watt)
1% (w/w)
2% (w/w)
3% (w/w)
4% (w/w)
5% (w/w)
Minyak
0
5
10
15
20
25
30
35
0 100 200 300 400
μ (cSt)
Daya (Watt)
1% (w/w)
2% (w/w)
3% (w/w)
4% (w/w)
5% (w/w)
Minyak
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Gambar IV.5. Grafik hubungan daya dengan
densitas pada penggunaan katalis H3PO4
Gambar IV.6. Grafik hubungan daya
dengan densitas pada penggunaan
katalis H2SO4
Pengaruh Daya Microwave terhadap Densitas
FAME
0,5 0,55
0,6 0,65
0,7 0,75
0,8 0,85
0,9 0,95
1
0 200 400
ρ (g/mL)
Daya (Watt)
1%
2%
3%
4%
5%
0,5 0,55
0,6 0,65
0,7 0,75
0,8 0,85
0,9 0,95
1
0 100 200 300 400
ρ (g/mL)
Daya (Watt)
1%
2%
3%
4%
5%
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Gambar IV.9 Grafik hubungan daya dengan yield
produk dengan katalis H3PO4
Gambar IV.10 Grafik hubungan daya
dengan yield produk dengan katalis
H2SO4
Pengaruh Daya Microwave terhadap Yield FAME
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
0 100 200 300 400
Yield (%)
Daya (Watt)
1% (w/w)
2% (w/w)
3% (w/w)
4% (w/w)
5% (w/w)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
0 100 200 300 400
Yield (%)
Daya (Watt)
1% (w/w) 2% (w/w) 3% (w/w) 4% (w/w) 5% (w/w)
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Gambar IV.13 Pengaruh konsentrasi katalis terhadap
yield FAME pada daya 100 Watt. Gambar IV.14 Pengaruh konsentrasi
katalis terhadap yield FAME pada daya
264 Watt
Gambar IV.15 Pengaruh konsentrasi
katalis terhadap yield FAME pada
daya 400 Watt
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Yield (%)
Konsentrasi Katalis (%(w/w)
Katalis Asam
Sulfat
Katalis Asam
Fosfat
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Yield (%)
Konsentrasi Katalis (%(w/w))
Katalis Asam
Sulfat
Katalis Asam
Fosfat
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6
Yield (%)
Konsentrasi Katalis (%(w/w))
Katalis Asam
Fosfat
Katalis Asam
Sulfat
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Gambar IV.16 Grafik hubungan waktu dengan
viskositas FAME pada operasi 400 Watt dan 5%
katalis H2SO4
Gambar IV.17 Grafik hubungan waktu
dengan yield FAME pada operasi 400
Watt dan 5% katalis H2SO4
0
20
40
60
80
100
0 5 10
yield (%)
waktu (jam)
400 Watt ; 5%
(w/w) Katalis
H2SO4
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6
μ (cSt)
waktu (jam)
400 Watt ; 5%
(w/w) Katalis
H2SO4
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com | Perbandingan Biodiesel dengan Katalis Asam dan
Basa (Konsentrasi Katalis 1% (w/w))
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500
Yield (%)
Daya (Watt)
CaO
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com | Perbandingan Biodiesel dengan Katalis Asam dan
Basa
Konsentrasi Katalis
((%(w/w)) Daya
Yield
Cao Asam Sulfat Asam Fosfat
1
100 40 16 10
264 45 26 12
400 54 30 12
2
100 74 17 8
264 73 26 10
400 69 33 13
3
100 73 18 10
264 79 33 11
400 80 39 12
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Jenis Minyak Konsentrasi
Katalis
Rasio n minyak :
n metanol
waktu
(jam)
Yield
(%) Keterangan
Minyak Kedelai 1% H2SO4 30:1 50 99 [1]
Rice Bran Oil 1% H2SO4 12:1 8 72,5 [2]
Acid Oil (59,3% FFA) H2SO4 26 85 T = 338K ;P = 0,1 MPa
[3]
Microalga Oil H2SO4 14 63-68 T =338 K ; P = 0,1 MPa
[3]
Vegetable Oil H2SO4 50:1 4 97 T =353 K ; P = 0,4 MPa
[3]
Hasil Percobaan secara Konvensional
[1]. Freedman, et al [2]. Zulaikah, et al [3]. Bart, et.al
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
KESIMPULAN DAN SARAN
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
KESIMPULAN
• Radiasi gelombang mikro (microwave) dan katalis asam dapat digunakan dalam
proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa.
• Daya memberikan pengaruh terhadap proses reaksi trans-esterifikasi. Semakin
besar daya yang digunakan viskositas FAME yang dihasilkan semakin rendah.
Semakin besar daya, yield yang dihasilkan juga semakin besar. Dalam penelitian
ini, daya yang menghasilkan yield optimum adalah 400 Watt.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
KESIMPULAN
• Persen katalis H3PO4 per berat minyak kelapa tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap yield produk. Dari penelitian ini, FAME yang dihasikan dengan
kondisi operasi 400 Watt dengan konsentrasi katalis H3PO4 4% (w/w) menghasilkan
yield paling tinggi sebesar 15%.
• Apabila dibandingkan antara H3PO4 dengan H2SO4 sebagai katalis, H2SO4 lebih
baik digunakan sebagai katalis. Hal ini dapat dilihat dari penurunan viskositas rata-
rata yang lebih tinggi yakni sebesar 52% dan yield yang dihasilkan mencapai 39%
pada daya dan konsentrasi katalis yang sama.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
SARAN
• Pembuatan biodiesel dengan menggunakan katalis asam homogen
hendaknya menggunakan menggunakan asam kuat.
• Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai waktu optimal untuk
menghasilkan yield biodiesel yang optimal pada penggunaan katalis H3PO4.
• Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengehatui daya optimal pada
variasi waktu untuk menghasilkan yield biodiesel yang optimal pada
penggunaan katalis H3PO4.
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Terima
Kasih
|
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Pembuatan Biodiesel dari Minyak
Kelapa dengan Katalis H3PO4 secara
Batch dengan Menggunakan Gelombang
Mikro (Microwave)
1. Jaharani (2310100061)
2. Nasichah (2310100120)
Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini NIP 1958 08 22 1983 03 2001
Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA
NIP 1961 08 02 1986 01 1001
Dipresentasikan oleh :
Pembimbing :
Laboratorium Teknologi Proses Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS 2014
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Hasil Analisa GC
Sampel 1 = 21,79 %
Daya = 400 Watt ; 5%
Katalis Asam Sulfat, 1
jam
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Hasil Analisa GC
Sampel 2 = 17,89 %
Daya = 400 Watt ; 4%
Katalis Asam Fosfat, 1
jam
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Hasil Analisa Flash Point
Sampel Terbaik = 96 ºC
Daya = 400 Watt ; 5%
Katalis Asam Sulfat, 5
jam
P: 555.123.4568 F: 555.123.4567 123 West Main Street, New York, NY 10001
www.rightcare.com |
Indeks Setana = 36,46
ASTM Color = L 0,5
Hasil Analisa Indeks Setana
