Semakin lama waktu reaksi semakin banyak eter yang dihasilkan karena situasi ini akan memberikan kesempatan terhadap molekul-molekul reaktan untuk
semakin lama bertumbukan.
2.6.1.6. Pengadukan. Pengadukan dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan campuran
yang homogen antara gliserida dan alkohol pada saat terjadi reaksi. Pada kenyataannya alkohol merupakan pelarut yang sangat buruk untuk gliserida,
sehingga reaksi transesterifikasi tidak berlangsung baik terutama awal reaksi. Pengadukan dilaporkan sebagai salah satu cara untuk mencapai homogenitas
antara gliserida dan alkohol.
2.7. Kosolvent Eter
Metode transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel merupakan reaksi yang lambat karena berlangsung dalam dua fase, permasalahan tersebut dapat
diatasi dengan penambahan kosolvent kedalam campuran minyak nabati, metanol dan katalis, sehingga penambahan kosolvent bertujuan untuk membentuk sistem
larutan menjadi berlangsung dalam satu fase. Reaksi transesterifikasi tanpa kosolvent ternyata berlangsung lambat dan menghasilkan metil ester yang kurang
signifikan dibanding penambahan kosolvent Baidawi, 2007 . Hal ini terjadi karena adanya perbedaan kelarutan antara minyak nabati dengan metanol, dalam
metanol campuran reaktan membentuk dua lapisan membentuk dua fase dan diperlukan waktu beberapa saat agar minyak nabati dapat larut di dalam metanol.
Salah satu cara untuk mengatasi keterbatasan transper massa perbedaan kelarutan minyak nabati dan metanol adalah dengan menambahkan kosolvent kedalam
campuranMahajan,2006 Kosolvent sebaiknya tidak mengandung air, larut dalam alkohol metanol , memiliki titik didih yang dekat dengan metanol .Yang dapat
digunakan sebagai Kosolvent diantaranya: dietil eter, THF tetrahidronfuran , 1,4-dioxane, metal tersier butil ester MTBE dan diisopropyl eter Baidawi,
2007 . Minyak nabati telah dilarutkan dalam metanol menggunakan katalis basa maupun
dalam campuran metanol dimetil eter, dengan sistem campuran metanol dimetil
Universitas Sumatera Utara
eter pada suhu 80 C selama dua jam diperoleh FAME 97,1 sedangkan tanpa
dimetil eter pada lama reaksi dua jam hanya menghasilkan FAME 20. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pengaruh kosolvent membuat reaksi tahap awal dalam
keadaan homogen sehingga reaksi lebih cepat berlangsung, berbeda dengan jika hanya menggunakan metanol reaksi belangsung dalam dua fase. Guan, 2008
2.8. Karakteristik Bahan Bakar Biodiesel. 2.8.1.Densitas
Densitas merupakan perbandingan massa dengan volume bahan bakar pada suhu 15
C. Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel persatuan bahan bakar, dan utuk pengkajian kualitas penyalaan.
2.8.2.Viskositas
Viskositas merupakan ukuran resistansi bahan bakar yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi. Viskositas mempengaruhi derajat pemanasan
awal yang diperlukan untuk handling, penyimpanan dan atomisasi yang memuaskan. Atomisasi yang jelek akan mengakibatkan terjadinya pembentukan
endapan karbon pada ujung burner sehingga pamanasan awal sangat penting untuk atomisai yang tepat, jika bahan bakar terlampau kental akan menyulitkan
dalam aliran, pemompaan dan penyalaan, jika bahan bakar terlalu encer akan menyulitkan penyebaran bahan bakar sehingga sulit terbakar dan akan
mengakibatkan kebocoran dalam pipa injeksi. Hukum viskositas Newton, menyatakan bahwa untuk laju perubahan bentuk sudut fluida yang tertentu maka
tegangan geser berbanding lurus dengan viskositas. Besarnya harga kekentalan merupakan perbandingan antara tegangan geser yang bekerja dengan kadar
geseran.
u
D i a m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
h
y ∂
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 2.2. Pendefenisian kekentalan dinamis berdasarkan hukum Newton aliran viscositas.
Dari gambar secara matematis dapat ditulis: µ =
y u ∂
∂ τ
2.
1 dengan:
µ = kekentalan dinamik Poise τ = tegangan geser fluida Newtonm
2
∂u = kecepatan relatif kedua permukaan ms ∂y = tebal lapisan filem fluida m
Kekentalan dinamik disebut juga kekentalan absolut, viskositas gas meningkat terhadap suhu, tetapi viskositas cairan berkurang dengan naiknya suhu. Untuk
tekanan kecil, viskositas tidak tergantung pada tekanan dan tergantung pada suhu saja, untuk tekanan yang sangat besar , gas dan kebanyakan cairan menunjukkan
variasi viskositas yang tidak menentu terhadap tekanan. Viskositas kinematik merupakan perbandingan antara viskositas dinamik absolut
dengan densitas rapat massa fluida : ρ
μ υ = 2.2
dengan: υ = viskositas kinematik St,
µ = viskositas dinamik Poise, ρ = rapat massa kgm
3
. Viskositas kinematik berubah terhadap suhu dalam jangka yang lebih sempit dari viskositas dinamik.
Satuan kekentalan dinamik absolute adalah Poise P , atau senti cSt . 1P = 100 cP ; 1 St = 100 cSt. Satuan Internasional untuk kekentalan dinamik
adalah Nsm
2
sama dengan kgms, sedangkan untuk kekentalan kinematik adalah m
2
s. Untuk mengubah dari viskositas kinematik υ menjadi viskositas dinamik
µ , kita perlu mengalikan υ dengan dalam kgm
3
. Untuk mengubah dari Stoke menjadi Poise kita mengalikan dengan kerapatan massa dalam grcm
3
, yang nilai angkanya sama dengan jenis gravitasi.
Universitas Sumatera Utara
2.8.3. Cloud Point Titik Kabut dan Puor Point Titik Tuang
Cloud Point = titik awan adalah temperatur saat bahan bakar mulai tampak berkeruh bagaikan kabut berawan = cloudy tidak lagi jernih pada saat
bahan bakar. Meski bahan bakar masih dapat mengalir pada suhu ini, keberadaan kristal dalam bahan bakar dapat mempengaruhi kelancaran aliran bahan bakar di
dalam filter pompa dan injector, titik kabut dipengaruhi oleh bahan baku biodiesel.
Titik tuang Pour point adalah temperatur terendah yang menunjukkan mulai terbentuknya kristal parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar atau
temperatur dimana bahan bakar mulai membeku atau mulai berhenti mengalir, dibawah titk tuang bahan bakar tidak dapat lagi mengalir karena terbentuknya
kristal yang menyumbat aliran bahan bakar. Titik tuang ini depengaruhi oleh derajat ketidak jenuhan angka iodium , jika semakin tinggi ketidak jenuhan
maka titik tuang akan semakin rendah dan juga dipengaruhi oleh panjangnya rantai karbon, jika semakin panjang rantai karbon maka titik tuang akan semakin
tinggi.
2.8.4. Flash Point Titik Nyala = Titik kilat
Flash Point adalah temperatur bahan bakar terendah dimana bahan bakar menyalah dipanaskan sehingga uap mengeluarkan nyala sebentar bila
dilewatkan suatu nyala api. Jika penyalaan terjadi dengan kontiniu, maka temperaturnya disebut “ titk api ”, tetapi makin tinggi angka setana bahan bakar
maka makin rendah titik penyalaan. Titik nyala berkaitan dengan keamanan dalam penyimpanan dan penangana bahan bakar, jika titik nyala bahan bakar tinggi
bahan bakar tidak mudah terbakar dan jika terlalu tinggi akan dapat menyebabkan keterlambatan dalam penyalaan didalam raung bakar mesin, jika
titik nyala bahan bakar rendah bahan bakar akan mudah terbakar hal ini berbahaya dalam penyimpanan dan dapat menimbulkan denotasi sebelum bahan
bakar memasuki ruang perapian Hardjono, 2000
2.8.4.Angka Iod
Universitas Sumatera Utara
Angka Iod menunjukkan tingkat ketidak jenuhan atau banyaknya ikatan rangkap dua asam lemak penyusun biodiesel. Kandungan senyawa asam lemak
tak jenuh meningkatkan ferpormansi biodiesel pada temperature rendah karena disisilain banyaknya senyawa lemak tak jenuh di dalam biodeasel memudahkan
senyawa tersebut bereaksi dengan oksigen di atmosfer Azam, 2005 . Biodiesel dengan kandungan angaka iod yang tinggi lebih besar dari 115 akan
mengakibatkan tendensi polimerisasi dan pembentukan deposit di lubang saluran injector noozle dan cicin piston pada saat mulai pembakaran Panjaitan, 2005 .
2.8.5. Kadar Air dan Sedimen
Kadar air dalam minyak merupakan salah satu tolak ukur mutu minyak. Makin kecil kadar air dalam minyak maka mutunya makin baik, hal ini dapat
memperkecil kemungkinan terjadinya reaksi hidrolisis yang dapat menyebabkan kenaikan kadar asam lemak bebas, kandungan air dalam bahan bakar dapat juga
menyebabkan turunnya panas pembakaran, berbusa dan bersifat krosif jika bereaksi dengan sulfur karena akan membentuk asam, di musim dingin kandungan
air dalam bahan bakar dapat membentuk kristal yang dapat menyumbat aliran bahan bakar. Kandungan sedimen yang terlampau tinggi dapat menyumbat dan
merusak mesin.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3 :Persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006.
Parameter Batas Nilai
Metode Uji
Massa jenis pada 40
o
C, kgm
3
850 – 890 ASTM D 1298
ISO 3675 Viskositas kinematik pada 40
o
C, mm
2
s cSt 2,3 – 6,0
ASTM D 445 ISO 3104
Angka setana min. 51
ASTM D 613 ISO 5165
Titik nyala mangkok tertutup,
o
C min. 100
ASTM D 93 ISO 2710
Titik kabut,
o
C maks. 18
ASTM D 2500 -
Korosi bilah tembaga 3 jam, 50
o
C maks. no. 3
ASTM D 130 ISO 2160
Residukarbon,-berat, Maks. 0,05
ASTM D 4530 ISO 10370
Air dan sedimen, -vol. maks. 0,05
ASTM D 2709 -
Temperatur distilasi 90 ,
o
C maks. 360
ASTM D 1160 -
Abu tersulfatkan, -berat maks. 0,02
ASTM D 874 ISO 3987
Belerang, ppm-b mgkg maks. 100
ASTM D 5453 prEN ISO 20884
Fosfor, ppm-b mgkg maks. 10
AOCS Ca 12-55 FBI-A05-03
Angka asam, mg-KOHg maks. 0,8
AOCS Cd 3-63 FBI-A01-03
Gliserol bebas, -berat maks. 0,02
AOCS Ca 14-56 FBI-A02-03
Gliserol total, -berat maks. 0,24
AOCS Ca 14-56 FBI-A02-03
Kadar ester alkil, -berat min. 96,5
dihitung FBI-A03-03
Angka iodium, g-I
2
100 g maks. 115
AOCS Cd 1-25 FBI-A04-03
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.Tempat dan Waktu Penelitian \ Penelitian dilaksanakan: Proses transesterifikasi minyak biji kemiri
dilaksanakan di laboratorium Anorganik Kimia USU, analisa sifat fisis dan sifat kimai dilaksanakan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Medan, waktu
penelitian selama 4 bulan yaitu bulan Januari sampai April 2010.
3.2. Bahan dan Alat 3.2.1. Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan yaitu : minyak biji kemiri yang sudah diekstrak dengan menggunakan sokletasi, metanol sebagai pelarut, KOH dan CaO sebagai
katalis, eter sebagai cosolvent, aquades untuk pencucian, HCl 4N untuk
menurunkan sifat basa campuran, n-hexana untuk memisahkan zat-zat yang terlarut dengan biodiesel dan Na
2
SO
4
untuk mengikat air dari biodiesel.
3.2.2. Alat yang digunakan
Alat yang digunakan yaitu: blender untuk menghaluskan biji kemiri, sokletasi untuk mengekstraksi biji kemiri, rotavapor untuk memisahkan n-hexana
dari minyak biji kemiri, tabung destilasi untuk memisahkan n-hexana, eter, metanol dengan biodiesel, autoclave berkapasitas 2 liter tempat reaksi
transesterifikasi, neraca, gelas ukur, corong pisah tempat pencucian dan untuk memisahkan gliserol dari biodiesel , termometer, pipet tetes, hotplate stirer untuk
mengaduk campuran didalam reaktor, kertas lakmus untuk mengukur pH
Universitas Sumatera Utara
campuran, tabung leher tiga tempat biodiesel untuk didestilasi, kertas saring untuk menyaring katalis CaO dan mesin vakum .
3.3. Diagram Alir Penelitian 3.3.1. Pengolahn minyak kemiri
Biji Kemiri di haluskan
Minyak kemiri di Rotavapor
Sokletasi Biji yang
dihaluskan di extraksi
Larutan minyak kemiri
Ampas
3.3.2.Pembuatan Biodiesel FAME :
Minyak kemiri di Uji GC
Minyak biji kemiri
Autoclave 3 jam ,65
C Metanol,dan
eter Katalis
KOHCaO
Lapisan bawah Gliserol
Lapisan atas Biodiesel
Proses Pemisahan
Proses Pencucian
Proses Pemurnian
FAME
Universitas Sumatera Utara
3.3.3.Pengujian sifat fisis dan sifat kimia :
FAME
Sifat Fisis
Density, Viskosity,
Cloud point, Bilangan Iod
,Moisture Sifat
Ki i Mono gliserida
Digliserida Trigliserida
Metil Ester
3.4. Pelaksanaan Penelitian. 3.4.1.Langkah-langkah pembuatan biodiesel.
