v
DAFTAR ISI ABSTRAK
i ABSTRACT
ii KATA
PENGANTAR iii
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL
viii DAFTAR
GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN
xi DAFTAR
PUBLIKASI xii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar
Belakang 1
1.2 Rumusan
Masalah 7
1.3 Tujuan
Penelitian 8
1.4 Manfaat
Penelitian 8
1.5 Metodologi
Penelitian 9 1.5.1 Pembuatan Bahan Aditif dan Uji Performance Mesin
9 1.5.2 Pembuatan Metil Resinoleat dan Katalisis Karbonilasi
9 1.5.3
Metil Linoleat
10
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
11
2.1 Pemanasan Global dan Energi 11
2.2 Energi
Terpebarukan 13 2.3 Industri Bahan Baku Oleo Kimia
14 2.3.1 Sistem Spliting
15 2.3.2
Sistem Enzimatis 15
2.3.3 Transesterifikasi
16 2.4 Asam-asam Dikarboksilat Rantai Lurus
23 2.4.1
Reaksi Oksidasi
23 2.4.2
Reaksi Metatesis 24
2.5 Asam-asam Dikarboksilat Rantai Cabang 24
2.5.1 Hidroformilasi
24 2.5.2
Hidrokarboksilasi 28
Universitas Sumatera Utara
vi
2.5.3 Paladium
Katalisis Karbonilasi
30 2.5.4 Slektifitas 33
2.6 Pemakaian Metil Ester FAME dalam Campuran Bahan Bakar 37 2.7 Bahan Bakar Aditif Organik Beroksigen
40 BAB
III METODE
PENELITIAN 44
3.1 Tempat
dan Waktu
44 3.2
Bahan dan
Alat 44
3.3 Pembuatan Metil Ester dengan Transesterifikasi 44
3.4 Pemurnian Metil Ester dari Gliserida 45
3.5 Transesterifikasi Minyak Jarak Risinus
Curacas 46
3.6 Studi Karbonilasi Asam Oleat dengan Katalis PdCl
2
46 3.6.1
Prosedur Reaksi
Karbonilasi 46
3.6.2 Karbonilasi Asam Oleat Menjadi Anhidrid 47
3.7 Pembuatan Dimetil Ester Sebagai Bahan Aditif 47
3.8 Pembuatan Sediaan Bahan Bakar Biosolar 47
3.9 Uji Performance Mesin dan Emisi Gas Buang 48
3.10 Karbonilasi Metil Linoleat dan Risinoleat 48
BAB IV
HASIL DAN
PEMBAHASAN 49
4.1 Isolasi Metil Oleat dan Metil Risinoleat
49 4.1.1
Proses Transesterifikasi
CPO 49
4.1.2 Destilasi Fraksinasi Metil Ester 51
4.1.3 Destilasi Bersama Pemantap 51
4.2 Pengayaan Metil Oleat Menggunakan Urea-Metanol 52
4.3 Pengayaan Metil Risinoleat Menggunakan Urea-Metanol 54
4.4 Studi Karbonilasi Asam Tak Jenuh 57
4.4.1 Karbonilasi
Asam Oleat
57 4.4.1.1 Pengaruh Jumlah CuCl
2
Terhadap Konversi Asam Oleat 57 4.4.1.2 Pengaruh lama Reaksi Terhadap Konversi Asam Oleat
59 4.4.1.3 Pengaruh Jumlah Aerosil Terhadap Konversi Asam Oleat 60
4.5 Karbonilasi Asam Oleat Menjadi Anhidrid
61 4.6
Karbonilasi Metil
Risinoleat 64
Universitas Sumatera Utara
vii
4.7 Karbonilasi
Metil Linoleat
67 4.8 Plausibel siklus katalisis karbonilasi asam oleat 69
4.9 Spent Katalis 70 4.10 Uji Performance Mesin dan Emisi Gas Buang
70 4.10.1 DMEB sebagai Bahan Aditif
72 4.10.2
Emisi Gas
73 BAB
V KESIMPULAN
DAN SARAN
75 5.1
Kesimpulan 75
5.2 Saran 75
DAFTAR PUSTAKA 76
LAMPIRAN 81
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Distribusi jenis energi terpebarukan
13 Table 2.2
Beberapa bahan kimia yang dapat dihasilkan 22
dari minyak
nabati Tabel 4.1
Pengaruh jumlah CuCl
2
terhadap konversi asam oleat 58 dengan kondisi tetap : tekanan gas CO dan O
2
total 100 psi , PdCl
2
5 mmol, asam formiat 15 mmol, aerosil 2 mg selama 3 jam. Asam oleat 10 mmol`
Tabel 4.2 Pengaruh lama reaksi
terhadap konversi asam oleat 59
dengan kondisi tetap : tekanan gas CO dan O
2
total 100 psi , PdCl
2
5 mmol, CuCl
2
15 mmol, asam formiat 15 mmol, aerosil 2 mg. Asam oleat 10 mmol.
Tabel 4.3 Pengaruh aerosil terhadap konversi asam oleat
60 memakai kondisi tetap : tekanan gas CO dan O
2
total 100 psi , PdCl
2
5 mmol, CuCl
2
45 mmol, asam formiat 15 mmol, selama 3 jam. Asam oleat 10 mmol.
Tabel 4.4 Data uji performance mesin dan emisi gas yang dihasilkan 71
`
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Serangan nukleofile Pd hidrida dan pembentukan 6
dimetil ester
bercabang Gambar 1.2 Mekanisme perubahan Pd0 menjadi PdII
6 Gambar 2.1 Reaksi Umum Transesterifikasi
17 Gambar 2.2 Mekanisme Transesterifikasi dikatalisis dengan Asam
18 Gambar 2.3 Mekanisme reaksi transesterifikasi dikatalisis 20
oleh alkoksida
Gambar 2. 4 Reaksi ozonisasi asam oleat 23
Gambar 2.5 Siklus mekanisme hidrofomilasi propena 26 menjadi
butiraldehida Gambar 2.6 Struktur trifenil fosfina meta asam sulfonat
27 Gambar 2.7 NiCO
4
mengkatalisis hidrokarbonilasi alkuna 29
Gambar 2.8 Kemungkinan hasil karbonilasi etanol 31
Gambar 2.9 Mekanisme interaksi katalis terikat pada silika 35
Gambar 4.1 Kromatogram Komposisi Glisrida Hasil Transesterifikasi 49 Gambar 4.2. Kromatogram hasil analisis komposisi asam lemak
50 hasil
transesterifikasi CPO
Gambar 4.3. Kromatogram destilat 170
o
C10cmHg 51
Gambar 4.4. Kromatogram Metil Ester FAME 73 52
Gambar 4.5 Kromatogram Asam Oleat setelah adduct Urea-Metanol 54 Gambar 4.6 GC Metil Risinoleat setelah adduct Urea-Metanol
55 Gambar 4.7 FT-IR Metil Risinoleat 97, 3 setelah
56 adduct Urea-Metanol
Gambar 4.8 Pengaruh Jumlah CuCl
2
terhadap konversi asam oleat 58
Gambar 4.9 Pengaruh lama reaksi terhadap konversi asam oleat 60
Gambar 4.10 Pengaruh jumlah aerosil terhadap konversi asam oleat 61 Gambar 4.11 Spektrum FT-IR Anhidrid turunan oleat campur linoleat 62
Gambar 4.12 Spektrum
1
HNMR Anhidrid turunan oleat campur linoleat 63 Gambar 4.13 Spektrum FT-IR hasil karbonilasi metil risinoleat
65
Universitas Sumatera Utara
x
Gambar 4.14 Spektrum
1
HNMR lakton hasil karbonilasi 66
metil risinoleat Gambar 4.15 Spektrum FT-IR hasil karbonilasi metil linoleat
67 Gambar 4.16 Spektrum
1
HNMR karbonilasi metil linoleat 68
Gambar 4.17 Plausibel siklus katalisis karbonilasi asam oleat 69
Gambar 4.18 Gambaran model orientasi bahan bakar biosolar 72
Gambar 4.19 Profil emisi gas dengan 3 jenis bahan bakar diesel 73
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Kromatogram Metil Oleat 82
Lampiran 2 G.C hasil campuran DMEB dan FAME 83
Lampiran 3 Pengaruh jumlah CuCl
2
terhadap konversi asam oleat no 1 84 Lampiran 4 Pengaruh jumlah CuCl
2
terhadap konversi asam oleat no 2 85 Lampiran 5 Pengaruh jumlah CuCl
2
terhadap konversi asam oleat no 3 86 Lampiran 6 Pengaruh jumlah CuCl
2
hidrat terhadap konversi 87
asam oleat no 4 Lampiran 7 Pengaruh reaksi terhadap konversi asam oleat no 1 88
Lampiran 8 Pengaruh lama reaksi terhadap konversi asam oleat no 2 89 Lampiran 9 Pengaruh lama reaksi terhadap konversi asam oleat no 3 90
Lampiran 10 Pengaruh lama reaksi terhadap konversi asam oleat no 4 91 Lampiran 11 Pengaruh jumlah aerosil terhadap konversi asam oleat no 1 92
Lampiran 12 Pengaruh jumlah aerosil terhadap konversi asam oleat no 2 93 Lampiran 13 Pengaruh jumlah aerosil terhadap konversi asam oleat no 3 94
Lampiran 14 Pengaruh jumlah aerosil terhadap konversi asam oleat no 4 95 Lampiran 15 Data Uji Performance dan Emisi Gas Buang 96
Lampiran 16 Kesimpulan Pengujian Biodiesel Dimetil Ester 97
Universitas Sumatera Utara
xii
Transformasi Asam Oleat, Risinoleat Dan Linoleat Menjadi Dimetil Ester Dengan Katalis PdCl
2
Dan Kokatalis CuCl
2
Untuk Bahan Aditif Biosolar
Daftar Publikasi
1. Bangun, N. dan D. Siahaan. 2007.”Asam Dikarboksilat dan Dimetil Ester
Stearat dari hasil Karbonilasi Asam Oleat Dikatalisis oleh PdCl
2
”, J. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. 15 2: 83-90.
2. Bangun, N., S. B. Sembiring., D. Siahaan and B. B. Sirait. 2008,”Calcium
Oxide is An Effective Promoter Hydrogenlysis in Ni Catalytic Hydrogenolysis of Glycerol to 1, 2-propanediol in Nonpolar Media,” Oil
and Fat International Conference OFIC, p 41. Kuala Lumpur Convention Centre, Kuala Lumpur, Malaysia, 21-23 October.
3. Bangun, N., S. B. Sembiring., T. Barus and J. Kaban. 2009.”Isolation
Ricinoleic methyl ester from Castor Oil,” International Seminar on Chemistry and Polymer, Hotel Tira, Medan, Indonesia, 19 May.
4. Bangun, N. 2010.”Branched Chain Dimethyl Ester as Additive For
Biodiesel,” International Oil Palm Conference IOPC, Jogja Expo Center, Yogyakarta, Indonesia 1-3 June
5. Bangun, N., S. B. Sembiring., D. Siahaan dan A. Hutauruk.,”Pembuatan
Dekilamine melalui Reduksi dan Aminasi secara insitu dari Asam Dekanoat yang diturunkan dari PKO menggunakan katalis Nikel dalam
pelarut n-heksana.” J. Pusat Penelitian Kelapa Sawit.” In Press 2010
Universitas Sumatera Utara
xiii
Universitas Sumatera Utara
i
Transformasi Asam Oleat, Risinoleat Dan Linoleat Menjadi Dimetil Ester Dengan Katalis PdCl
2
Dan Kokatalis CuCl
2
Untuk Bahan Aditif Biosolar ABSTRAK
Minyak kelapa sawit CPO mengandung beraneka ragam komponen kimia. Komponen utama adalah trigliserida yang mempunyai nilai potensi tinggi untuk
didayagunakan sebagai bahan kimia maupun sebagai energi. Proses transesterifikasi dari trigliserida ini dapat menghasilkan metil ester campuran dan
gliserol serta sedikit digliserida dan monogliserida. Untuk mendapatkan metil ester campuran bebas gliserida maka hasil transesterifikasi didestilasi pada vakum
10 cm Hg sampai 170
o
C. Destilat ini mengandung kaya oleat dan palmitat serta sedikit linoleat.
Isolasi oleat dan linoleat telah dilakukan dengan mendestilasi lanjutan bertingkat dalam campuran bahan pemantap. Residu yang diperoleh makin kaya oleat,
kemudian diekstraksi sehingga terpisah dari bahan pemantap. Kadar oleat diperoleh di atas 70. Campuran ini dimurnikan lebih lanjut dengan fraksinasi
rekristalisasi menggunakan urea-metanol dan selanjutnya metil oleat ini diubah menjadi asam oleat dan dimurnikan dengan rekristalisasi urea-metanol. Hasil oleat
didapat 83 – 95 dan mengandung 9,5 linoleat. Fraksi destilate 170
o
C diubah dalam bentuk asam organik, telah dikarbonilasi dengan katalis PdCl
2
CuCl
2
selama 20 jam menghasilkan dimetil ester rantai bercabang DMEB. Reaksi katalisis menjadi 12 jam dengan konversi asam oleat
100 dengan penambahan SiO
2
aerosil kedalam sistim katalis. Bahan DMEB 210 ml dicampur FAME 70 oleat sebanyak 390 ml disebut DMEB Mix ,
kemudian dianalisis dengan gas kromatografi. Bahan DMEB Mix ini sebanyak 20 dicampur dengan petrodiesel 80 dinamai DMEB Mix 20. Uji performance
mesin memakai bakar biosolar ini lebih hemat 7 dari bahan bakar solar serta, memberikan emisi gas CO 0,1 dan NO
x
adalah nol.
Kata kunci : CPO, asam oleat, anhidrid dikarboksilat, dimetil ester rantai cabang, biosolar.
Universitas Sumatera Utara
ii
Transformation Oleic Acid, Risinoleic And Linoleic Into Dimethyl Ester Carboxylic Acid Catalyzed by PdCl
2
And Cocatalyst CuCl
2
As Additive Biodiesel ABSTRACT
Crude Palm oil contains various chemicals. Triglycride is a major komponen that has high potensial for many purposes. Triglycride was transesterified using KOH
as a catalyst to give fatty methyl ester FAME along with glycrol and trace mono and di glycride. To obtine the pure FAME free from glycride, therefore the
mixture product was distilled at 170
o
C under vacuum. The destilate contais rich oleic and palmitic but linoleic presence are in trace.
Attampt to isolation oleic and linoleic as high purity, then the ester mixture was treated with a stabililizer under vacuum destilation. From the residu, oleic was
found as 70 after separation the stabilizer. A further work , the oleic was recrystalized under solution urea-metanol several times. Purity oleic acid was 83-
95 and also containing linoleic acid. To study on biodiesel energy material, the FAME destilate containing oleic 70 obtained from destillation at 170
o
C, was carbonylated using PdCl
2
CuCl
2
as catalyst for 20 hours resulting branched chain dimethyl ester named DMEB. The reaction proceeds for 12 hours with 100 oleic
acid converted. The product DMEB 210 ml was mixed with the FAME 390 ml called DMEB Mix, was analysed using chromatograpy gas. The DMEB Mix was
blended with petrodiesel as 20 : 80 in volume said DMEB Mix 20 used as a diesel fuel. The results show, reduce fuel consumption 7, gases emission CO
0,1 and no NO was detected .
.
Key words CPO, oleic acid, anhydric dicarbocylic, branching chain dimethyl ester, biodioesel
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
