RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT BIODIESEL BERBAHAN BAKU MINYAK JELANTAH (DITINJAU DARI KONSENTRASI KATALIS TERHADAP YIELD DAN KUALITAS BIODIESEL YANG DIHASILKAN)

  RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT BIODIESEL BERBAHAN BAKU MINYAK JELANTAH (DITINJAU DARI KONSENTRASI KATALIS TERHADAP % YIELD DAN KUALITAS BIODIESEL YANG DIHASILKAN) Disusun untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Terapan (DIV) Teknik Energi pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh: TIARA YULIA PUTRI 0611 4041 1559 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015

  

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT PEMBUAT BIODIESEL BERBAHAN BAKU

MINYAK JELANTAH (Ditinjau Dari Konsentrasi Katalis Terhadap %

Yield Dan Kualitas Biodiesel Yang Dihasilkan)

  

Oleh:

TIARA YULIA PUTRI

0611 4041 1559

Palembang, Juli 2015

  Menyetujui, Pembimbing I, Pembimbing II, Zulkarnain, S.T.,M.T.

   H. Yohandri Bow, S.T., M.S. NIP. 197102251995021001 NIP. 197110231994031002 Mengetahui,

Ketua Program Studi Sarjana Terapan Ketua Jurusan Teknik Kimia

(D IV) Teknik Energi Ir. Arizal Aswan, M.T. Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP. 195804241993031001 NIP. 196607121993031003

ABSTRAK

  

Rancang Bangun Alat Pembuat Biodiesel Berbahan Baku Minyak Jelantah

(Ditinjau Dari Konsentrasi Katalis Terhadap % Yield Dan Kualitas

Biodiesel Yang Dihasilkan) (Tiara Yulia Putri: 2015, 50 Halaman, 34 Tabel, 21 Gambar)

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi pengembangan biodiesel dari bahan baku minyak jelantah menggunakan alat pembuat biodiesel yang telah dirancang dengan variasi konsentrasi katalis NaOH sehingga diperoleh variabel proses yang optimal dan dihasilkan produk berupa biodiesel yang sesuai standarsebagai langkah awal mewujudkan kemandirian energi nasional.Proses pembuatan biodiesel menggunakan tahap Transesterifikasi dengan rasio antara minyak- metanol yaitu 1:4 (%v), waktu yang digunakan selama 60 menit dengan temperatur 40

  C, kecepatan pengadukan 400 rpm dan menggunakan katalis basa NaOH dengan konsentrasi 0,4 %, 0,6 %, 0,8 %, 1,0% dan 1,2 %wt.Dalam proses pembuatan biodiesel melalui tahap transesterifikasi dengan menggunakan alat yang telah dirancang, didapatkan kondisi optimun yaitu konsentrasi katalis 0,8% dengan perolehan yield sebesar 42,54%, densitas 0,8578 gr/ml, viskositas 4,6559 cSt, titik nyala 185,7

  C, bilangan asam 0,7854 mg-KOH/gr, % kadar air 1,0% dan nilai kalor 9833,0127 cal/gr dan telah memenuhi Standar Nasional Indonesia 2006.

  Kata Kunci : katalis, transesterifikasi, optimal, biodiesel.

  

ABSTRACT

Design Of Biodiesel Producers With Waste Cooking Oil As Raw Material

(Reviewed From Catalyst Concentration On Persen Yield And Quality Of

Biodiesel Produced) (Tiara Yulia Putri: 2015, 50 Pages, 34 Tables, 21 Pictures)

The aims of this research is to determine the potential for development of

biodiesel from waste cooking oil using the raw material for making biodiesel that

has been designed with varying concentrations of NaOH catalyst in order to

obtain optimal process variables and the resulting products of biodiesel

according to the standard as the first step to realize the national energy

independence. The process of making biodiesel using trans-esterification stage

with the ratio between the oil-methanol is 1: 4 (% v), the time used for 60 minutes

at 40 C temperature, stirring speed of 400 rpm and use a catalyst NaOH with a

concentration of 0.4%, 0.6 %, 0.8%, 1.0% and 1.2% wt. In the process of making

biodiesel through transesterification stage by using an equipment that has been

designed, obtained optimum conditions are catalyst concentration of 0.8% with

the acquisition of a yield of 42.54%, density of 0.8578 g/ml, 4.6559 cSt viscosity,

flash point 185.7

  C, acid number 0.7854 mg-KOH/g,% moisture content of 1.0%

and a calorific value 9833.0127 cal/g and has fulfilled the Indonesian National

Standard in 2006.

  Keywords: catalyst, transesterification, optimal, biodiesel.

Motto

• kepadanya dan memberi rezeki dari arah yang tidak disangka-sangka. Barangsiapa yang bertaqwa pada Allah, maka Allah jadikan urusannya menjadi mudah. Barangsiapa yang bertaqwa pada Allah akan dihapuskan dosa2nya dan mendapatkan pahala yang agung” (QS. Ath-Thalaq: 2 - 4)

  “Barangsiapa bertakwa pada Allah, maka Allah memberikan jalan keluar

• terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi." (Ernest Newman)

  "Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka

  Kupersembahkan Kepada:

• Kedua Orang Tua 

  Allah SWT

  Keluarga

• Teman-Teman
• Seperjuangan

  Almamaterku

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Alat Pembuat Biodiesel Berbahan Baku Minyak

  

Jelantah (Ditinjau dari Konsentrasi Katalis Terhadap Persen Yield dan

Kualitas Biodiesel yang Dihasilkan)

  ”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Tugas

  Akhir pada semester 8 Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi di Politeknik Negeri Sriwijaya.

  Selama penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat : 1.

  RD. Kusmanto, S.T, M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  2. H. Firdaus, S.T., M.T., selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.

  3. Ir. Irawan Rusnadi, M.T, selaku Pembantu Direktur III Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Ir. Robert Junaidi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Zulkarnain, S.T, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia sekaligus pembimbing I yang membimbing selama proses penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.

  6. Ir. Arizal Aswan, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Energi Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 7.

  H. Yohandri Bow, S.T., M.S., selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing selama proses penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini.

  8. Seluruh Dosen Pengajar, Administrasi, dan Jurusan Teknik Kimia dan Teknik Energi atas bantuan dan kemudahan yang diberikan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  9. Kedua orang tua dan saudara-saudara saya yang telah memberikan doa, motivasi, bantuan moril serta dukungan untuk penyelesaian Tugas Akhir ini.

  10. Mega Suryaningsih, Moch. Fariz Dimyati dan Zurriyati selaku partner tugas akhir terima kasih atas kerjasama, kebersamaan, kerja keras, semangat dan doanya selama menyelesaikan tugas akhir.

  11. Teman-teman 8 EGB dan teman-teman Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Angkatan 2011 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu, terima kasih atas masukan dan bantuannya yang telah diberikan selama ini.

  Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan ridho- Nya kepada kita, Amin.

  Palembang, Juli 2015 Penulis

  DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ............................................................................................... viii DAFTAR TABEL ....................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................

  1

  1.1

  1 Latar Belakang ..............................................................................

  1.2

  2 Tujuan ..........................................................................................

  1.3

  3 Manfaat.........................................................................................

  1.4

  3 Perumusan Masalah .....................................................................

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................

  4 2.1 Minyak Kelapa Sawit (Minyak Goreng)... .....................................

  4

  2.1.1 Sifat Fisik dan Kimia Minyak Goreng ................................... 4 2.2 Minyak Jelantah ...........................................................................

  7 2.3 Biodiesel .......................................................................................

  9 2.4 Komponen-Komponen Biodiesel ...................................................

  10 2.4.1 Metil Ester Asam Lemak Sebagai Komponen Biodiesel .......

  10 2.4.2 Minyak Nabati Sebagai Komponen Biodiesel .......................

  11 2.4.3 Komponen Biodiesel Minyak Jelantah ..................................

  12 2.5 Reaksi Pembuatan Biodiesel ..........................................................

  13 2.5.1 Esterifikasi ...........................................................................

  13 2.5.2 Transesterifikasi ...................................................................

  14 2.5 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Biodiesel .........

  15 2.6 Karakteristik Biodiesel ..................................................................

  19 2.7 Standar Mutu Biodiesel .................................................................

  23 2.8 Manfaat dan Keunggulan Biodiesel ...............................................

  27

  2.8.1 Manfaat Biodiesel ................................................................. 27 2.8.2 Keunggulan Biodiesel ...........................................................

  27 2.9 Persen Yield ..................................................................................

  28 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................

  29

  3.1

  29 Pendekatan Desain Fungsional .....................................................

  3.2

  29 Pendekatan Desain Struktural .......................................................

  3.3 Pertimbangan Penelitian ..............................................................

  32 3.3.1 Waktu dan Tempat ..............................................................

  32 3.3.2 Alat dan Bahan ...................................................................

  33 3.3.3 Perlakuan dan Analisis Statistik Sederhana .........................

  33 3.4 Prosedur Penelitian ......................................................................

  33 3.4.1 Persiapan Bahan Baku .......................................................

  33 3.4.2 Prosedur Pengujian Alat Pembuatan Biodiesel ....................

  33

  3.4.3 Prosedur Pencucian Biodiesel ............................................

  34 3.4.3 Prosedur Analisa Hasil ........................................................

  35 BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................ 39 4.1 Hasil ..............................................................................................

  39 4.2 Pembahasan ..................................................................................

  40

  4.2.1 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap % Yield Biodiesel ...............................................................................

  40 4.2.2 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Densitas .................

  41 4.2.3 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Viskositas ...............

  42 4.2.4 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Titik Nyala .............

  43 4.2.5 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Bilangan Asam .......

  45 4.2.6 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Kadar Air................

  46 4.2.7 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Nilai Kalor ..............

  47 BAB V PENUTUP ......................................................................................

  48 5.1 Kesimpulan ...................................................................................

  48 5.2 Saran .............................................................................................

  48 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

  49 LAMPIRAN ................................................................................................

  51

  DAFTAR TABEL Tabel 1.

  51 15. Data Analisa Densitas Biodiesel .............................................................

  63 26. Neraca Massa Praktek 2 .........................................................................

  63 25. Neraca Massa Praktek 1 .........................................................................

  61 24. Neraca Massa Teori 5.............................................................................

  60 23. Neraca Massa Teori 4.............................................................................

  58 22. Neraca Massa Teori 3.............................................................................

  57 21. Neraca Massa Teori 2.............................................................................

  53 20. Neraca Massa Teori 1.............................................................................

  52 19. Data Analisa Kadar Air Biodiesel ..........................................................

  52 18. Data Analisa Bilangan Asam Biodiesel ..................................................

  52 17. Data Analisa Titik Nyala Biodiesel ........................................................

  52 16. Data Analisa Viskositas Biodiesel ..........................................................

  40 14. DataVolume Titran Analisa FFA Minyak Jelantah .................................

  Komposisi Asam Lemak Bebas Minyak Goreng ....................................

  39 13. Data Analisa Karakteristik Biodiesel yang Dihasilkan ............................

  26 12. Data Analisa dari Bahan Baku Minyak Jelantah .....................................

  22 11. Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI-04-7182-2006 ..................

  21 10. Karakteristik Biodiesel dari Minyak Jelantah .........................................

  20 9. Karakteristik Biodiesel dari Minyak Segar, Minyak Jelantah (WCO) dan Minyak Diesel ........................................................................................

  13 8. Karakteristik Biodiesel dari Berbagai Biji-Bijian Dibandingkan dengan Minyak Diesel ........................................................................................

  12 7. Kandungan Senyawa (Komponen) Biodiesel ..........................................

  9 6. Kandungan Asam Lemak Beberapa Minyak Nabati ...............................

  9 5. Jumlah Penghasil Minyak Jelantah Tahun 2007 .....................................

  8 4. Perbandingan Harga Rata-rata Bahan Baku dalam Produksi Biodiesel ...

  7 3. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Jelantah ...................................................

  6 2. Standar Mutu Minyak Goreng ................................................................

  64 Halaman

  27. Neraca Massa Praktek 3 .........................................................................

  64 28. Neraca Massa Praktek 4 .........................................................................

  65 29. Neraca Massa Praktek 5 .........................................................................

  65 30. Hasil Perhitungan Densitas Biodiesel .....................................................

  66 31. Hasil Perhitungan Viskositas Biodiesel ..................................................

  67 32. Hasil Perhitungan Kadar Air Biodiesel ...................................................

  67 33. Hasil Perhitungan Bilangan Asam Biodiesel ..........................................

  68 34. Hasil Perhitungan Konsumsi Energi .......................................................

  69

  DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar

  1. Desain Alat Pembuat Biodiesel ............................................................... 30

  2. Reaktor Biodiesel Type Batch ................................................................. 31

  3. Tangki Separator ..................................................................................... 32

  4. Analisa Fishbone Pembuatan Biodiesel ................................................... 38

  5. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap % Yield Biodiesel .................... 41

  6. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Densitas Biodiesel ................... 42

  7. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Viskositas Biodiesel ................ 43

  8. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Titik Nyala Biodiesel ............... 44

  9. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Bilangan Asam Biodiesel......... 45

  10. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Kadar Air Biodiesel ................. 46

  11. Hubungan Konsentrasi Katalis Terhadap Nilai Kalor Biodiesel ............... 47 12. Desain Alat Pembuat Biodiesel ...............................................................

  70 13. Alat Pembuat Biodiesel ...........................................................................

  70 14. Proses Awal Homogenisasi .....................................................................

  71 15. Proses Pembuatan Biodiesel Saat Waktu Operasi Hampir 1 Jam .............

  71 16. Pencucian Biodiesel ................................................................................

  71 17. Analisa Densitas Biodiesel ......................................................................

  71 18. Analisa Viskositas Biodieel .....................................................................

  72 19. Analisa Titik Nyala Biodiesel ..................................................................

  72 20. Analisa Kadar Air Biodiesel ....................................................................

  72 21. Analisa Bilangan Asam Biodiesel ...........................................................

  72