22
4.3 ANALISIS YIELD BIODIESEL
Pada penelitian ini, biodiesel diperoleh melalui reaksi transesterifikasi RBDPO dengan metanol menggunakan katalis basa KOH dan co-solvent Deep
Eutectic Solvent DES. Dimana pengaruh jenis dan konsentrasi DES sebagai co-
solvent dalam sintesis biodiesel ini merupakan parameter utama. Pada tabel 4.3 ditunjukkan hasil analisis yield biodiesel yang diperoleh.
Tabel 4.3 Data Yield Biodiesel
Konsentrasi DES bb
Yield Biodiesel ChCl : D-Glukosa = 2:1
ChCl : Etilen Glikol = 1:2
92,7916 92,7916
1 89,7973
91,3417 5
71,2025 86,6459
10 51,4925
85,1886 15
19,1234 83,4381
20 10,5426
80,7880 Reaksi transesterifikasi dilakukan pada rasio molar RBDPO : metanol = 6:1,
suhu reaksi 60 C, kecepatan pengadukan 600 rpm, waktu reaksi 60 menit,
konsentrasi katalis KOH 1 bb dan konsentrasi co-solvent DES yang bervariasi untuk kedua jenis DES, yaitu 0; 1; 5; 10; 15 dan 20 bb. Setelah reaksi
transesterifikasi selesai campuran didiamkan selama 1 menit hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan bawah yang terdiri dari gliserol, katalis KOH, metanol dan DES
dipisahkan dari lapisan atas yang mengandung fatty acid metil esterFAME biodiesel. Lalu lapisan atas dicuci dengan air panas 70
C sebanyak 3 kali untuk membuang pengotor-pengotor yang masih terikut. Selanjutnya biodiesel yang
diperoleh dianalisis menggunakan GC Gas Chromatography untuk mengetahui yield biodiesel yang diperoleh.
4.3.1
PENGARUH PENAMBAHAN DES BERBASIS ChClD-GLUKOSA SEBAGAI CO-SOLVENT TERHADAP YIELD BIODIESEL
Pada penelitian ini biodiesel disintesis dengan dan tanpa penambahan DES sebagai co-solvent untuk melihat pengaruhnya terhadap yield biodiesel. Pada gambar
4.1 ditunjukkan pengaruh penambahan DES berbasis ChClD-Glukosa sebagai co- solvent terhadap yield biodiesel.
Universitas Sumatera Utara
23 Gambar 4.1 Pengaruh Konsentrasi DES berbasis ChClD-Glukosa terhadap Yield
Biodiesel Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa tanpa penambahan co-solvent DES
dihasilkan biodiesel dengan yield tertinggi, yaitu 92,7916 . Sedangkan dengan penambahan co-solvent DES dengan konsentrasi yang semakin meningkat, yaitu 1;
5; 10; 15 dan 20 bb diperoleh yield biodiesel yang semakin menurun, yaitu sebesar 89,7973; 71,2025; 51,4925; 19,1234 dan 10,5426 .
DES merupakan pelarut yang memiliki kemampuan solvasi pelarut yang baik, sehingga penambahan DES sebagai co-solvent dalam sintesis biodiesel ini
diharapkan dapat meningkatkan kelarutan metanol dengan minyak dalam reaksi transesterifikasi sehingga meningkatkan yield biodiesel [11,45,41]. Boocock 1999
juga menyebutkan bahwa penambahan co-solvent akan meningkatkan kelarutan minyak dan alkohol sehingga yield biodiesel juga akan meningkat [41]. Namun, dari
hasil penelitian yang dilakukan diperoleh bahwa penambahan DES berbasis ChClD- Glukosa sebagai co-solvent dalam reaksi transesterifikasi menurunkan yield
biodiesel. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Gu, dkk.,2015 mengenai
sintesis biodiesel dari rapeseed oil menggunakan co-solvent DES berbasis ChClGliserol pada rasio molar 1:2 diperoleh bahwa penambahan co-solvent DES
9,27 bb mampu meningkatkan yield biodiesel hingga 98 [11]. Nilai ini lebih tinggi dibandingkan yield biodiesel tanpa penambahan co-solvent DES, yaitu hanya
berkisar 91 . Selanjutnya, pada penelitian Gu, dkk.,2015 juga disebutkan bahwa
20 40
60 80
100
5 10
15 20
25
Y ie
ld
Konsentrasi DES bb
Universitas Sumatera Utara
24 penambahan co-solvent DES dengan konsentrasi yang semakin meningkat menjadi
10 bb dan 20 bb diperoleh yield biodiesel menurun, yaitu masing-masing sebesar 95 dan 88 [11]. Jika dibandingkan dengan sintesis biodiesel dengan
penambahan co-solvent DES berbasis ChClD-Glukosa pada konsentrasi yang sama, yaitu 10 dan 20 , dari hasil penelitian diperoleh yield biodiesel 51,4925 dan
10,5426 . Yield biodiesel dengan penambahan co-solvent DES berbasis ChClD- Glukosa ini jauh menurun dibandingkan dengan penambahan co-solvent DES
berbasis ChClGliserol pada penelitian Gu, dkk.,2015 [11]. Hal ini mungkin disebabkan oleh perbedaan karakteristik yang dimiliki oleh
masing-masing DES karena jenis HBD yang berbeda pada DES akan menghasilkan karakteristik DES yang berbeda pula. Sehingga akan mempengaruhi kemampuan
DES sebagai co-solvent dalam sintesis biodiesel. Perbedaan karakteristik DES berbasiss ChClGliserol pada rasio molar 1:2 dan DES berbasis ChClD-Glukosa
pada rasio molah 2:1 ditunjukkan pada tabel 4.4 berikut ini. Tabel 4.4 Karakteristik DES Berbasis ChClD-Glukosa dan ChClGliserol
Spesifikasi Jenis DES
ChCl : D-Glukosa = 2:1 ChCl : Gliserol = 1:2
Freezing Point 10
C – 20 C
-40 C [Zhang 2012]
Densitas 1,26352 grml 30
C 1,18 grml 25
C [Zhang 2012] pH
7,05 30 C
- Viskositas
Tidak dapat di ukur 30 C
259 cP 25 C [Zhang 2012]
Dari tabel 4.4 dapat di lihat bahwa DES berbasis ChClD-Glukosa memiliki freezing point dan densitas yang lebih tinggi dibandingkan DES berbasis
ChClGliserol. Sedangkan untuk nilai viskositasnya, dari hasil penelitian diperoleh bahwa viskositas DES berbasis ChClD-Glukosa tidak dapat diukur pada suhu
ruangan karena berwujud turbid white liquid cairan kental putih. Dimana hal ini menandakan viskositas DES tinggi. Viskositas dan densitas yang tinggi pada DES
berbasis ChClD-Glukosa dapat menyebabkan kelarutan metanol dan minyak semakin menurun, sehingga menghambat perpindahan masssa antara metanol dan
minyak. Hal ini akan menyebabkan konversi ke arah produk menjadi menurun, sehingga yield biodiesel yang dihasilkan dari sintesis biodiesel menggunakan co-
solvent DES berbasis D-Glukosa lebih rendah dibandingkan yield biodiesel tanpa menggunakan co-solvent. Oleh karena itu, penambahan co-solvent DES berbasis D-
Glukosa yang semakin meningkat akan menyebabkan yield biodiesel semakin
Universitas Sumatera Utara
25 menurun. Hal ini juga didukung oleh penelitian Yusof, dkk.,2014 yaitu bahwa
pemilihan DES sebagai suatu pelarut sangat dipengaruhi oleh viskositas DES [3]. Hal ini karena viskositas DES berhubungan erat dengan kemampuan cairan untuk
mengangkut massa dalam cairan, sehingga apabila DES memiliki viskositas tinggi maka akan menyebabkan konversi produk rendah. Pada penelitian Hayyan,
dkk.,2013 juga disebutkan bahwa pengukuran densitas sangat penting terutama dalam bidang mekanika fluida dan perpindahan massa [27].
Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa DES berbasis ChClD-Glukosa tidak cocok digunakan sebagai co-solvent dalam sintesis biodiesel karena memiliki
karakteristik yang tidak sesuai sebagai sebuah co-solvent, yaitu memiliki densitas dan viskositas yang tinggi.
4.3.2 PENGARUH PENAMBAHAN DES BERBASIS ChClETILEN GLIKOL SEBAGAI CO-SOLVENT TERHADAP YIELD BIODIESEL
Pada gambar 4.2 ditunjukkan pengaruh penambahan DES berbasis ChClEtilen Glikol sebagai co-solvent terhadap yield biodiesel.
Gambar 4.2 Pengaruh Konsentrasi DES berbasis ChClEtilen Glikol terhadap Yield Biodiesel
Dari grafik pada gambar 4.2 dapat dilihat bahwa tanpa penambahan co- solvent DES dihasilkan biodiesel dengan yield tertinggi, yaitu 92,7916 dan sama
20 40
60 80
100
5 10
15 20
25
Y ie
ld
Konsentrasi DES bb
Universitas Sumatera Utara
26 halnya dengan penambahan co-solvent DES berbasis ChClD-Glukosa yang telah
dibahas dalam sub bab sebelumnya, penambahan co-solvent DES berbasis ChClEtilen Glikol juga menurunkan yield biodiesel dan semakin tinggi konsentrasi
DES, yield biodiesel yang diperoleh juga semakin menurun. Dari hasil penelitian pada konsentrasi DES 1; 5; 10; 15 dan 20 bb diperoleh yield biodiesel sebesar
91,3417; 86,6459; 85,1886; 83,4381 dan 80,7880 . Oleh karena itu, hasil penelitian yang diperoleh tidak sejalan dengan
penelitian Gu, dkk.,2015, yaitu penambahan co-solvent DES berbasis ChClgliserol pada rasio molar 1:2 sebanyak 9,27 bb mampu meningkatkan yield biodiesel
hingga 98, dimana nilai ini lebih tinggi dari yield biodiesel tanpa penambahan co- solvent DES, yaitu hanya berkisar 91 [11]. Sedangkan dari hasil penelitian yang
diperoleh, penambahan co-solvent DES berbasis ChClEtilen Glikol pada setiap konsentrasi yang ditentukan semuanya menurunkan yield biodiesel.
Setiap DES memiliki karakteristik yang berbeda sesuai dengan jenis dan rasio komponen penyusunnya, sehingga akan mempengaruhi kemampuan DES sebagai co-
solvent dalam sintesis biodiesel [27]. Oleh karena itu ditinjau karakteristik kedua DES, yaitu pada tabel 4.5 berikut ini.
Tabel 4.5 Karakteristik DES Berbasis ChClEtilen Glikol dan ChClGliserol
Spesifikasi Jenis DES
ChCl : Etilen Glikol = 1:2 ChCl : Gliserol = 1:2
Freezing Point 10
C -40
C [Zhang 2012] Densitas
1,11576 grml 30 C
1,18 grml 25 C [Zhang 2012]
pH 7,05 30
C -
Viskositas 26,4476 30
C 259 cP 25
C [Zhang 2012] Dari tabel 4.5. dapat dilihat bahwa DES berbasis ChClEtilen Glikol pada
rasio molar 1:2 yang digunakan dalam penelitian ini memiliki karakteristik yang lebih baik dari DES berbasis ChClGliserol pada rasio molar 1:2 yang digunakan
pada penelian Gu, dkk.,2015 [11]. DES berbasis ChClEtilen Glikol memiliki densitas dan viskositas yang jauh lebih rendah dibandingkan DES berbasis
ChClGliserol. Oleh karena itu, seharusnya DES berbasis ChClEtilen Glikol dapat meningkatkan kelarutan metanol dan minyak, sehingga perpindahan massa antara
metanol dan minyak juga semakin meningkat. Dimana hal ini akan meningkatkan konversi ke arah produk, sehingga yield biodiesel yang diperoleh semakin
Universitas Sumatera Utara
27 Gliserol
Ester Trigliserida
Alkohol DES
meningkat. Akan tetapi, dari hasil penelitian diperoleh hasil sebaliknya, yaitu penggunaan DES berbasis ChClEtilen Glikol sebagai co-solvent dalam sintesis
biodiesel menurunkan yield biodiesel. Bahkan penambahan DES pada konsentrasi 1 saja sudah menurunkan yield biodiesel.
DES berbasis garam ChCl dan HBD Etilen Glikol pada rasio molar 1: 2 merupakan DES yang memiliki freezing point terendah dibandingkan dengan DES
pada rasio molar lainnya, dimana pada rasio molar tersebut gugus hidroksil pada HBD Etilen Glikol memiliki kemampuan yang kuat untuk membentuk interaksi
ikatan hidrogen dengan anion halida dari ChCl [11,46]. O
CH
2
OC R
1
R
1
COO R’ CH
2
OH O
HC OC R
2
+ 3R’OH R2 COO R’ + HC OH
O H
2
C OC R
3
R3 COO R’ H
2
C OH
Gambar 4.3 Reaksi Transesterifikasi sintesis Biodiesel dengan penambahan DES sebagai co-solvent
Pada gambar 4.3 dapat di lihat metanol yang mengandung gugus hidroksil OH
-
juga mungkin akan mengikat anion halida ChCl dalam DES sehingga menghasilkan beberapa molekul metanol bebas dalam reaksi dan dengan demikian
akan menghambat reaksi dan menurunkan yield biodiesel yang diperoleh [11]. Selain itu jumlah metanol yang tersedia untuk reaksi transesterifikasi sintesis biodiesel juga
akan berkurang dan menyebabkan menurunnya yield biodiesel. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa sintesis biodiesel dari RBDPO
menggunakan co-solvent DES berbasis ChClEtilen Glikol pada kondisi reaksi Katalis
Universitas Sumatera Utara
28 tertentu dalam penelitian ini tidak cocok. Hal ini karena penambahan co-solvent DES
berbasis ChClEtilen Glikol pada konsentrasi 1 saja sudah menurunkan yield biodiesel. Oleh karena itu, dalam kasus sintesis biodiesel menggunakan co-solvent
DES perlu diamati pemilihan jenis bahan baku minyak yang digunakan, pemilihan jenis DES serta pemilihan kondisi reaksi yang sesuai untuk reaksi tersebut. Sehingga
dapat diperoleh kondisi reaksi yang cocok untuk menghasilkan yield biodiesel yang tinggi dalam sintesis biodiesel dari bahan baku minyak tertentu dengan jenis DES
tertentu.
Universitas Sumatera Utara
29
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kategori