pembuatan biodiesel
TRANSCRIPT
PEMBUATAN
Oleh :1. Dahniar Ika K. P. (1331410063)2. Errika A. M. (1331410055)3. Rasyidan A. F. (1331410110)
Latar Belakang
Minyak jelantah (waste cooking oil) merupakan limbah dan bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan. Untuk itu perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian Salah satu bentuk pemanfaatan minyak jelantah agar dapat bermanfaat dari berbagai macam aspek ialah dengan mengubahnya secara proses kimia menjadi biodiesel. Hal ini dapat dilakukan karena minyak jelantah juga merupakan minyak nabati, turunan dari CPO (crude palm oil).
Pengertian
adalah metil ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas untuk digunakan sebagai bahan bakar didalam mesin diesel
Biodiesel terdiri dari metilester (RCOOCH3) minyak nabati, dimana rantai hidrokarbon trigliserida dari minyak nabati mentah diubah secara kimia menjadi ester asam lemak melalui reaksi transesterifikasi
Biodiesel merupakan bahan alternatif pengganti solar yang memiliki sifat fisik yang serupa dengan solar. Sebagai bahan bakar biodiesel memiliki kelebihan, yaitu ramah terhadap lingkungan dan suatu bahan bakar yang dapat diperbaharui juga tidak memerlukan modifikasi mesin.
Bahan baku utama dari pembuatan biodiesel salah satunya dapat menggunakan minyak jelantah. Minyak goreng bekas atau minyak jelantah merupakan minyak goreng yang telah digunakan beberapa kali. Minyak jelantah memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi akibat proses oksidasi dan hidrolisis minyak goreng.
Reaksi
Esterifikasi
• Suatu reaksi pembentukan ester dengan mereaksikan antara asam karboksilat bersama alkohol menggunakan katalis yang berkarakter asam kuat (asam sulfat).
Transesterifikasi
• Merupakan suatu reaksi organik dimana suatu senyawa ester dirubah menjadi senyawa ester lain melalui pertukaran gugus alkohol dari ester dengan gugus alkil dari senyawa lain
Alat dan BAHAN
Alat1. Termometer2. Beaker Glass3. Erlenmeyer4. Labu Leher Tiga5. Motor pengaduk6. Piknometer7. Water bath8. Seperangkat alat titrasi9. Corong Pisah10.Stopwatch
Bahan1. Minyak jelantah2. Metanol 99%3. KOH 0,1 N4. Indikator pp5. Asam Sulfat
uji ffa (Free fatty ACID)
Volume titran yang dibutuhkan dicatat
% FFA =ml KOH X BM asam lemak x 100%Berat contoh x 10000
Menimbang minyak 20 gram Memanask
an hingga suhu 40 C Menambahka
n metanol 99% 50 ml dan 3 tetes indikator pp Larutan
didinginkan sampai suhu
ruang
Titrasi dengan
larutan KOH 0,1 N sampai warna merah
muda`
ESTERIFIKASIMemanaskan 500 ml hingga mencapai temperatur
60-650C
Menambahkan 2,25 gram metanol dan 0,05 gram asam sulfat pekat untuk tiap gr asam lemak bebas dalam minyak
Melakukan pengadukan magnetik selama 2 jam
Mengukur kembali %FFA lapisan bawah
Mendinginkan campuran sampai terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas adalah metanol-air-asam sulfat
Jika FFA di bawah 2%, proses transesterifikasi bisa dilakukan. Jika FFA di atas 2 %, prosedur esterifikasi
harus dilakukan kembali.
transESTERIFIKASIMelarutkan katalis dalam metanol berlebih
Memanaskan metanol dan katalis pada 40 C hingga larut
Memanaskan minyak pada 60C
Memisahkan campuran dengan corong pisah hingga terbentuk 2 lapisan
Memasukkan katalis ke minyak dengan pengadukan 60 90 menit lalu menghentikan proses reaksi
Mencuci kelebihan alkohol & residu katalis dengan air panas terus menerus hingga air pencucian jernih
Menguapkan air sisa pencuci dalam metil ester dengan memanaskan 90 100 C
Uji flash pointMemasukkan sample pada
chamber hingga tanda
batas
Menyalakan api pada tutup
chamber & mengatur
nyala
Mengarahka api pada chamber dengan interval
teratur bersamaan dengan pengadukan
berhenti
Pada waktu kontak antara api dan uap biodiesel
mencatat suhunya sebagai
titik nyala
Memanaskan biodiesel
Uji viskositasMengisi viscometer
dengan biodiesel melalui reservoir A
sampai apabila biodiesel dibawa ke reservoir B maka di
reseroir A masih tersisa setengahnya
Meletakannya ke alam penangas air
sampai bersuhu 40C dengan posisi
vertikal
Reservoir yang telah menghisap biodiesel hingga sedikit di atas garis batas atas tadi
dihitung waktu sampai cairan
mengalir ke batas bawah
Hingga diperoleh waktu alir (to)
Uji densitasMembersihk
an dan mengeringka
n piknometer Menimban
g piknomete
r kosong
Mengisi piknometer
dengan sampel metil ester
hingga meluap dan tak ada gelembung
udara
Menutup piknometer
dan direndam dalam air dan
dibiarkan dalam suhu konstan 30
menit
PENGUJIAN ASAMLEMAK BEBAS
Sampel yang digunakan adalah minyak jelantah hasil penggunaan berulang kali dari sebuah warung makan dengan pemanasan yang tinggi sehingga tampak berwarna hitam kecoklatan
Pemanasan yang tinggi juga dapat menyebabkan terhidrolisisnya minyak akibat terdapatnya sejumlah air pada minyak jelantah yang berasal dari bahan pangan yang menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol
PENGUJIAN ASAMLEMAK BEBAS
Dalam praktikum ini, untuk dapat menetahui kadar asam lemak bebas(FFA) dari minyak jelantah, dilakukan proses titrasi minyak sebanyak 20gram oleh NaOH 0,1 N untuk dapat mengetahui banyaknya volume titrat yang dinamakan volume NaOH. Hasil titrasi ini adalah sebagai berikut :
Dengan demikian dapat dilakukan perhitungan kadar FFA sebagai berikut :W minyak = 20 gramN NaOH = 0,1 NBM asam lemak = 256,42 g/molV NaOH = 6,03 mL
V NaOH = (V1+V2+V3)/3 = (6,5+5,8+5,8)/3 = 6,03 mLWarna hasil titrasi = pink kekuningan
Kadar FFA = = = 0,77%
• Hasil Pengujian Asam Lemak Bebas, yakni 0,77% tersebut lebih besar dibandingkan dengan nilai asam lemak bebas minyak goreng segar yang sebesar 0,3%.
• Hal tersebut mengindikasikan tingginya kandungan asam lemak bebas rantai pendek maupun rantai panjang dalam sampel minyak jelantah dan juga memperkuat dugaan telah terjadi reaksi hidrolisis.
• Namun, hasil uji asam lemak bebas tersebut telah memenuhi persyaratan untuk dapat melanjutkan proses transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel, yaitu <2%. Sehingga tidak perlu dilakukan proses esterifikasi untuk dapat memurnikan sampel yang dapat menurunkan kadar FFA minyak tersebut.
PENGUJIAN ASAMLEMAK BEBAS
Berdasarkan saran pembimbing, minyak jelantah tersebut harus dicampurkan dengan minyak jelantah lain untuk dapat melanjutkan proses Transesterifikasi. Minyak jelantah campuran tersebut kemudian diUji Asam Lemak Bebasnya sebagai berikut :
PENGUJIAN ASAMLEMAK BEBAS II
W minyak = 20 gramN NaOH = 0,1 NBM asam lemak = 256,42 g/molV NaOH = 5,2 mL
Kadar FFA = = = 0,6%
• Kadar FFA tersebut telah memenuhi untuk dapat melakukan proses Transesterifikasi
• Selain itu, asam lemak bebas tersebut telah memenuhi standar kualitas metil ester berdasarkan data BSN (SNI-04-7182-2006) dengan asam lemak bebas kurang dari 0,8%
PROSES TRANSESTERIFIKASI
Proses Transesterifikasi dilakukan untuk membentuk metil ester yang dihasilkan dari proses reaksi minyak jelantah dengan metanol yang menggunakan katalis NaOH.
Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah sebagai berikut :
Pada proses ini, digunakan minyak jelantah sebanyak 500 gram, metanol 50 gram dan NaOH 5 gram.
Dilakukan pengadukan selama 1 jam untuk memberikan kesempatan reaktan bertumbukan satu sama lain.
Hal-hal yang mempengaruhi Transesterifikasi
Pengaruh Jenis Alkohol> Digunakan metanol karena akan menghasilkan ester yang tinggi
Pengaruh Jenis Katalis> Katalis Basa (NaOH) akan mempercepat reaksi transesterifikasi
Pengaruh Temperatur> Dilakukan pada suhu 60oC untuk dapat mencapai konversi optimum
PROSES TRANSESTERIFIKASI
PROSES TRANSESTERIFIKASI
Hasil Transesterifikasi ini terbentuk dua lapisan, yaitu : Lapisan atas (a) : metil ester dan kemungkinan
minyak goreng sisa yang tidak ikut tertransesterifikasi
Lapisan bawah : © Glisero, Metanol sisa, dan (b) sabun
a) Metil ester dapat larut dalam pelarut organik dan kurang larut dalam air karena rantai hidrokarbon yang dimiliki sangat panjang sehingga bersifat hidrofob.
b) Gliserol dan metanol dapat berikatan hidrogen dengan molekul-molekul air gliserol merupakan senyawa polialkohol dengan 3 gugus OH- dan metanol senyawa alkohol dengan 1 gugus OH- sehingga kedua nya bersifat hidrofil.
a
bc
PROSES TRANSESTERIFIKASI
Adanya kepolaran yang tersebut pada a dan b di atas menyebabkan masing-masing terpisah di dalam corong pisah.• Gliserol dipisahkan dari metil ester karena adanya gliserol dapat meningkatkan
viskositas pada produk biodiesel yang akan menyebabkan pembakaran tidak sempurna.
• Sedangkan sabun terbentuk karena adanya reaksi Transesterifikasi dengan Katalis Basa (NaOH).
Setelah itu, diambil metil ester untuk dilakukan pencucian dengan menambahkan air panas 80-90oC hingga air jernih. Kemudian metil ester dipanaskan pada suhu 90-100oC untuk menghilangkan sisa air hasil pencucian. Dengan demikian dihasilkan produk yang diinginkan berupa BIODIESEL.
SPESIFIKASI METIL ESTER ASTM D6751-02 FBI-S01-S03
Densitas (g/cm3) pada 15oC 0,879 - 0.85-0.89
UJI DENSITAS
Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Denditas berfungsi untuk menentukan zat. Alat yang digunakan untuk mengukur densitas ini adalah Piknometer. Hasil Uji Densitas adalah sebagai berikut :
T air = 27oCT biodiesel = 15oCρ air = 0,9856 g/cm3
Piknometer kosong = 33 gramPiknometer kosong + air = 56,96 gram Massa air = 23,96 gramPiknometer kosong + sampel = 53,99 gram Massa minyak = 20,99 gram
V air = =24,31 cm3
= =0,86343 g/cm3
Dari pengukuran densitas hasil praktikum tersebut di atas, yaitu 0,86343 g/cm3 menunjukkan bahwa biodiesel dalam hal densitasnya telah memenuhi standar Indonesia FBI-S01-S03 dengan densitas di antara 0,85 -0,89 g/cm3 . Sehingga densitas yang telah memenuhi standar ini tidak akan menyebabkan pengaruh kerusakan ataupun gangguan kinerja terhadap mesin.
UJI DENSITAS
SPESIFIKASI METIL ESTER ASTM D6751-02 FBI-S01-S03
Viskositas (mm2/s) pada 30oC 4,84 1,9-6,0 2,3-6,0
UJI VISKOSITAS
Viskositas adalah pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Ini adalah ketebalan ataupun pergesekan internal. Hasil uji Viskositas ini adalah sebagai berikut :
T pemanas = 40oCWaktu alir (to) = 54 sC = 0,1026 (mm2/s)/s
μ = C x to = 0,1026 (mm2/s)/s x 54 s = 5,5404 mm2/s = 5,5404 CST
Bila dibandingkan antara hasil viskositas dari praktikum dengan standar Amerika dan standar Indonesia, maka telah memenuhi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa biodiesel tidak lagi mengandung gliserol yang dapat meningkatkan viskositas.
Alat uji viskositasAlat Uji Viscometer
adalah dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh sejumlah liquid yang mengalir dibawah
gaya grafitasi dalam viscometer pada kondisi temperature tertentu (biasanya pada
temperatur 40 dan 100 Celcius). Kinematic viscosity diperoleh
dengan mengalikan waktu yang diperoleh tersebut dengan
konstanta viscometer sesuai hasil kalibrasi.
Alat Test viskositas kinematik ini
diaplikasikan untuk peralatan laboratorium
salah satunya untuk menguji kekentalan pada
produksi minyak
UJIFLASH POINT
SPESIFIKASI METIL ESTER ASTM D6751-02 FBI-S01-S03
Flash Point (oC) 191 Min 130 Min 100
Titik nyala (Flash Point) adalah temperatur terendah dimana campuran senyawa dengan udara pada tekanan normal dapat menyala percikan api. Prinsipnya adalah dengan meningkatnya suhu, tekanan uap meningkat sehingga konsentrasi uap dari cairan yang mudah terbakar di udara meningkat. Hasil uji Flash Point adalah sebagai berikut :Kecepatan aduk sebelum 100oC = 50 rpmKecepatan aduk setelah 100oC = 30 rpmWarna nyala = biruFlash Point = 160oCBerdasarkan hasil praktikum, 160oC adalah suhu terendah dimana ada uap yang terbakar untuk menyalakan jika ada sumber api. Jika dibandingkan dengan standar ASTM dan FBI, hasil praktikum ini telah memenuhi standar untuk dapat digunakan
KESIMPULAN
1. Kadar asam lemak bebas minyak jelantah adalah 0,77%
2. Kadar asam lemak bebas minyak jelantah campuran adalah 0,6%
3. Densitas biodiesel praktikum pada suhu 15oC adalah 0,86343 g/cm3
4. Viskositas biodiesel hasil praktikum adalah 5,404 CST
5. Flash Point biodiesel hasil praktikum adalah 160oC
6. Biodiesel telah memenuhi standar ASTM D6751-02 dan FBI-S01-S03 sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif.