Aplikasi Response Surface Method untuk Optimasi Kondisi Proses Produksi Biodiesel Jarak Pagar Melalui Transesterifikasi In Situ
APLIKASI RESPONSE SURFACE METHOD UNTUK OPTIMASI
KONDISI PROSES PRODUKSI BIODIESEL JARAK PAGAR
MELALUI TRANSESTERIFIKASI IN SITU
RATNA RUCITRA
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Aplikasi Response Surface
Method untuk Optimasi Kondisi Proses Produksi Biodiesel Jarak Pagar Melalui
Transesterifikasi In Situ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Ratna Rucitra
NIM F34100031
ABSTRAK
RATNA RUCITRA. Aplikasi Response Surface Method Untuk Optimasi Kondisi
Proses Produksi Biodiesel Jarak Pagar Melalui Transesterifikasi In Situ. Di bawah
bimbingan IKA AMALIA KARTIKA.
Proses produksi biodiesel secara konvensional umumnya melalui tahapan yang
panjang, waktu proses yang lama dan biaya produksi yang tinggi, dimana 70% biaya
produksi digunakan untuk proses ekstraksi dan pemurnian minyak. Transesterifikasi
in situ dapat menjadi alternatif dari permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan
untuk mengoptimasi kondisi proses produksi biodiesel dari biji jarak pagar melalui
transesterifikasi in situ menggunakan RSM, dan mengetahui pengaruh kondisi proses
tersebut terhadap rendemen dan kualitas biodiesel yang dihasilkan. Variabel-variabel
kondisi proses yang dioptimasi adalah rasio heksan/total pelarut (X1), suhu reaksi (X2),
waktu reaksi (X3), dan kecepatan pengadukan (X4), dengan respon rendemen,
viskositas, bilangan asam, bilangan penyabunan dan bilangan ester. Kondisi proses
optimum untuk rendemen diperoleh pada X1= 0, X2= 57.9 °C, X3= 5.4 jam, dan X4=
206.5 rpm. Kondisi proses optimum untuk kualitas biodiesel (viskositas, bilangan
asam, bilangan penyabunan, dan bilangan ester) diperoleh pada X1= 0.33, X2= 55.8 °C,
X3= 3.2-5.2 jam, dan X4= 300-600 rpm. Model polinomial yang sesuai untuk
rendemen adalah model polinomial orde satu atau linier, sedangkan untuk kualitas
biodiesel adalah model polinomial orde ketiga atau kubik. Variabel yang berpengaruh
signifikan terhadap rendemen dan kualitas biodiesel adalah rasio heksan/total pelarut
(X1). Hasil optimasi multi respon yaitu rendemen (y1), bilangan asam (y2) dan
viskositas (y3) diperoleh X1= 0.06, X2= 53.3 °C, X3= 6 jam, dan X4= 392.4 rpm dengan
hasil y1= 81.3%, y2= 0.14 mg KOH/g, dan y3= 3.2 cSt. Nilai validasi yang diperoleh
y1= 77.5%, y2= 0.16 mg KOH/g, dan y3= 3.6 cSt. Selisih antara validasi dengan
prediksi model adalah F
0.6997
0.8178
0.7751
0.0176
Lack of Fit
Prob > F
0.1026
0.0750
0.0540
0.8876
R2
0.0842
0.2095
0.2984
0.9538
Adjusted
R2
-0.0684
-0.2297
0.4031
0.7410
Keterangan
Cocok
Berdasarkan Tabel 6 dapat dilihat bahwa model kubik memiliki nilai SMSS
yang signifikan (P0.05). Hal tersebut berarti bahwa model kubik lebih cocok dibandingkan
dengan model linier maupun model kuadratik. Hal tersebut didukung dengan nilai lack
of fit yang tidak signifikan dan lebih tinggi dibandingkan dengan nilai lack of fit dari
model-model lainnya. Berikut adalah model polinomial orde ketiga yang diperoleh:
y = 214.05 + 915.54X1 - 0.25X2 - 0.66X3 + 1.22X4 + 0.79X1X2 + 0.45X1X3
- 0.50X1X4 + 1.48X2X3 + 0.11X2X4 + 0.93X3X4 - 0.25X12 - 21.25X22 - 0.9X32
- 0.08X42 + 0.66X1X2X3 - 0.56X1X2
KONDISI PROSES PRODUKSI BIODIESEL JARAK PAGAR
MELALUI TRANSESTERIFIKASI IN SITU
RATNA RUCITRA
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Aplikasi Response Surface
Method untuk Optimasi Kondisi Proses Produksi Biodiesel Jarak Pagar Melalui
Transesterifikasi In Situ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Ratna Rucitra
NIM F34100031
ABSTRAK
RATNA RUCITRA. Aplikasi Response Surface Method Untuk Optimasi Kondisi
Proses Produksi Biodiesel Jarak Pagar Melalui Transesterifikasi In Situ. Di bawah
bimbingan IKA AMALIA KARTIKA.
Proses produksi biodiesel secara konvensional umumnya melalui tahapan yang
panjang, waktu proses yang lama dan biaya produksi yang tinggi, dimana 70% biaya
produksi digunakan untuk proses ekstraksi dan pemurnian minyak. Transesterifikasi
in situ dapat menjadi alternatif dari permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan
untuk mengoptimasi kondisi proses produksi biodiesel dari biji jarak pagar melalui
transesterifikasi in situ menggunakan RSM, dan mengetahui pengaruh kondisi proses
tersebut terhadap rendemen dan kualitas biodiesel yang dihasilkan. Variabel-variabel
kondisi proses yang dioptimasi adalah rasio heksan/total pelarut (X1), suhu reaksi (X2),
waktu reaksi (X3), dan kecepatan pengadukan (X4), dengan respon rendemen,
viskositas, bilangan asam, bilangan penyabunan dan bilangan ester. Kondisi proses
optimum untuk rendemen diperoleh pada X1= 0, X2= 57.9 °C, X3= 5.4 jam, dan X4=
206.5 rpm. Kondisi proses optimum untuk kualitas biodiesel (viskositas, bilangan
asam, bilangan penyabunan, dan bilangan ester) diperoleh pada X1= 0.33, X2= 55.8 °C,
X3= 3.2-5.2 jam, dan X4= 300-600 rpm. Model polinomial yang sesuai untuk
rendemen adalah model polinomial orde satu atau linier, sedangkan untuk kualitas
biodiesel adalah model polinomial orde ketiga atau kubik. Variabel yang berpengaruh
signifikan terhadap rendemen dan kualitas biodiesel adalah rasio heksan/total pelarut
(X1). Hasil optimasi multi respon yaitu rendemen (y1), bilangan asam (y2) dan
viskositas (y3) diperoleh X1= 0.06, X2= 53.3 °C, X3= 6 jam, dan X4= 392.4 rpm dengan
hasil y1= 81.3%, y2= 0.14 mg KOH/g, dan y3= 3.2 cSt. Nilai validasi yang diperoleh
y1= 77.5%, y2= 0.16 mg KOH/g, dan y3= 3.6 cSt. Selisih antara validasi dengan
prediksi model adalah F
0.6997
0.8178
0.7751
0.0176
Lack of Fit
Prob > F
0.1026
0.0750
0.0540
0.8876
R2
0.0842
0.2095
0.2984
0.9538
Adjusted
R2
-0.0684
-0.2297
0.4031
0.7410
Keterangan
Cocok
Berdasarkan Tabel 6 dapat dilihat bahwa model kubik memiliki nilai SMSS
yang signifikan (P0.05). Hal tersebut berarti bahwa model kubik lebih cocok dibandingkan
dengan model linier maupun model kuadratik. Hal tersebut didukung dengan nilai lack
of fit yang tidak signifikan dan lebih tinggi dibandingkan dengan nilai lack of fit dari
model-model lainnya. Berikut adalah model polinomial orde ketiga yang diperoleh:
y = 214.05 + 915.54X1 - 0.25X2 - 0.66X3 + 1.22X4 + 0.79X1X2 + 0.45X1X3
- 0.50X1X4 + 1.48X2X3 + 0.11X2X4 + 0.93X3X4 - 0.25X12 - 21.25X22 - 0.9X32
- 0.08X42 + 0.66X1X2X3 - 0.56X1X2