Optimisasi Proses Transesterifikasi Menggunakan Katalis CaO Pengaruh Peubah Proses Transesterifikasi

95 Tabel 37 Hasil uji ortogonal transesterifikasi minyak J.curcas L. secara in situ No percobaa n Konsentrasi NaOH dalam metanol, moll x 1 Nisbah molar metanol:minya k x 2 Suhu reaksi x 3 Lama reaksi, jam x 4 Konversi 1 0,04 130 40 3 20,40 2 0,04 150 50 5 24,15 3 0,04 170 60 7 27,40 4 0,06 130 50 7 34,60 5 0,06 150 60 3 34,90 6 0,06 170 40 5 36,35 7 0,08 130 60 5 46,00 8 0,08 150 40 7 76,95 9 0,08 170 50 3 89,60 K 1 87,12 92,25 103,59 107,23 K 2 114,87 102,47 102,01 94,70 K 3 102,88 110,15 105,77 102,93 k 1 29,04 30,75 34,53 35,74 k 2 38,29 34,16 34,00 31,57 k 3 34,29 36,72 35,26 34,31 R 9,25 5,97 1,26 4,18 Rank 1 2 4 3 Optimu m 0,08 170 50 3 Dari Lampiran 19 dapat diketahui bahwa faktor transesterifikasi in situ yang paling berpengaruh terhadap konversi biodiesel adalah interaksi antara x 1 , 96 x 2 , dan x 4 , diikuti oleh pengaruh kuadratik x 1 dan interaksi antara x 1 dan x 4 . Persamaan model regresi untuk transesterifikasi in situ adalah: Konversi = - 63911,89 +376,86X 2 +33,82 X 3 +1256,83X 4 - 1,41E +005 X 1 2- 0,01X 2 2+190,83 X 1 X 3 -15515,36X 1 X 4 -0,24X 2 X 3 -7,456 X 2 X 4 -0,20X 3 X 4 +92,10 X 1 X 2 X 4 R 2 = 0,97 Persamaan regresi di atas menunjukkan adanya pengaruh linier dan kuadratik pada peubah reaksi transesterifikasi in situ terhadap konversi biodiesel. Titik optimal dari persamaan itu adalah: konsentrasi NaOH dalam metanol sebesar 0,08 molL nisbah molar metanol:minyak 171,1 molmol; lama reaksi 3,02 jam; dan suhu reaksi 45,66 o C. Pada Gambar 23 dapat dilihat grafik interaksi antara suhu reaksi dan jumlah katalis dalam metanol terhadap konversi biodiesel. Pada suhu 45 o C, penambahan jumlah katalis akan meningkatkan rendemen biodiesel. Namun pada suhu 55 o C terlihat kecendrungan terjadi penurunan rendemen biodiesel dengan bertambahnya jumlah katalis. 3 4 5 , 67 8 3 3 8 , 67 3 4 5 Gambar 23 Pengaruh suhu reaksi dan jumlah katalis dalam metanol molmol terhadap konversi biodiesel: a plot respon permukaan dan b gambar dua dimensi 97 Kecenderungan yang sama juga diperlihatkan pada Gambar 24, dimana pada suhu 45 o C peningkatan jumlah nisbah metanol akan meningkatkan konversi biodiesel, sementara pada suhu 55 o C peningkatan nisbah metanol menurunkan konversi biodiesel. Kecenderungan yang sama juga terjadi pada penelitian Qian 2008. Hasil optimasi menunjukkan bahwa nisbah metanol:minyak yang optimal adalah 171:1 dan suhu optimal adalah 45 o C. Pada Gambar 24 dapat dilihat bahwa pada nisbah molar metanol:minyak 160:1, penambahan katalis akan meningkatkan konversi biodiesel. Namun sebaliknya, kalau nisbah itu meningkat menjadi 180:1, penambahan katalis malah menurunkan konversi biodiesel. 3 4 5 , 67 8 3 3 8 , 67 3 4 5 a b 55 C 45 C . . 9 4 - - - + , , - + , , - 9 4 - Gambar 24. Pengaruh suhu reaksi dan nisbah metanol minyak terhadap konversi biodiesel: a plot respon permukaan dan b gambar dua dimensi Metanol secara sendirian merupakan pelarut untuk ekstraksi minyak nabati yang buruk. Namun demikian, basa beralkohol dapat menghancurkan jaringan intraselular di dalam daging biji jarak pagar seperti yang terjadi pada transesterifikasi in situ pada biji kapuk, yang memungkinkan pelarutan solubilization dan selanjutnya transesterifikasi. Tanpa penambahan NaOH ke dalam metanol, transesterifikasi in situ hampir tidak dapat terjadi Qian et al. 98 2008. Ketika peningkatan konsentrasi NaOH 0,07-0,9 mol L, jumlah minyak jarak pagar yang dikonversi menjadi biodiesel juga meningkat Gambar 25. Namun, saat nisbah molar metanol:minyak meningkat 180:1, penambahan katalis malah menurunkan konversi biodiesel. , 67 , 67 8 8 , 67 , 67 Gambar 25. Pengaruh nisbah metanol:minyak dan jumlah katalis terhadap konversi biodiesel: a plot respon permukaan dan b gambar dua dimensi Sifat Bahan Bakar Hasil Transesterifikasi secara in situ. Sifat bahan bakar biodiesel jarak pagar dirangkum pada Tabel 38. Terdapat perbedaan densitas dan viskositas antara biodiesel yang dihasilkan melalui transesterifikasi menggunakan katalis CaO dengan yang dihasilkan melalui transesterifikasi secara in situ dengan katalis NaOH, dimana proses in situ menghasilkan densitas dan viskositas yang lebih besar. Hasil yang diperoleh juga lebih besar dari pada Chitra et al 2005. Hal ini barangkali disebabkan karena adanya komponen polar yang larut dalam alalkohol. Walaupun demikian, biodiesel jarak pagar ini masih memenuhi standar biodiesel menurut ASTM D 6751-02, DIN EN14214 atau SNI 04-7182-2006