PENGARUH RATIO H2 SO4 DAN WAKTU REAKSI TERHADAP KUANTITAS DAN KUALITAS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR

  

PENGARUH RATIO H SO DAN WAKTU REAKSI

  2

  4 TERHADAP KUANTITAS DAN KUALITAS BIODIESEL

DARI MINYAK JARAK PAGAR

• *

  Dennis Hasahatan , Joko Sunaryo, Leily Nurul Komariah

  Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662

  

Abstrak

  Persediaan energi dari fosil saat ini sangat terbatas, sehingga perlu dicari alternatif energi lain dari bahan yang terbarukan. Salah satu alternative untuk menggantikan bahan baker fosil adalah dengan menggunakan biodiesel sebagai energi terbarukan dari minyak nabati. Jarak pagar (jatropha curcas linn) berpotensi sebagai bahan baku energi terbarukan, karena kandungan minyak pada bijinya tinggi sekitar 40

• – 60%, selain itu tanaman ini juga merupakan tanaman nonpangan (nonedible oil). Biodiesel dari minyak jarak dapat dibuat dari minyak jarak pagar melalui proses esterifikasi atau transesterifikasi.Pengaruh waktu reaksi dan konsentrasi H SO diukur dengan parameter kualitas biodiesel yaitu free fatty acid

  2

  4

  (FFA), angka penyabunan, viskositas, densitas, dan angka asam. Pada proses produksi biodiesel, terlebih dahulu dilakukan proses esterifikasi untuk membentuk metil ester dan mengurangi kandungan asam lemak bebas didalam minyak jarak pagar dengan mereaksikannya dengan methanol dan katalis H SO .

  2

  4 Setelah esterifikasi, proses dilanjutkan dengan transesterifikasi untuk mengkonversikan trigliserida

  menjadi metil ester dengan menambahkan katalis NaOH. Produk yang diperoleh yaitu metil ester sebagai produk utama dan gliserol sebagai produk samping. Variabel proses yang digunakan adalah konsentrasi

  o

  H SO , waktu reaksi (t = 1 dan 2 jam) dengan methanol 15 % berat dan temperature 60

  C. Setelah

  2

  4

  membandingkan dengan standar mutu biodiesel, diperoleh kondisi optimum dari proses penelitian, yaitu pada konsentrasi H SO 1% dan waktu reaksi 2 jam dengan konversi 92,06%.

  2

4 Kata kunci: biodiesel, esterifikasi, minyak jarak pagar, transesterifikasi

  

Abstract

  Nowadays the supply of fossil energy are very thin, so it’s need the effort to find another alternative energy from renewable material. An alternative option to change the fossil fuel is by using biodiesel as a renewable energy from nabaty oil. The jatropha oil potentialy can be used as renewable energy, because there are a lot of oil content within it’s seed, it’s about 40 – 60%. In addition to that, the jatropha is one of the nonedible plants. Biodiesel from jatropha oil can be produced by esterification or transesterification process. The time reaction and H SO concentration effect are measured by the biodiesel quality

  2

  4

  parameter which are free fatty acid, saphonification value, viscosity, density, and acid value. The first step in biodiesel production process are esterification to form the metyl ester, and the free fatty acid contents reducing by reacting to methanol and H SO catalyst. And then the process are continued by

  2

  4

  transesterification process to conversioning the triglyserida to metyl ester by increasing the NaOH catalyst. The product result are metyl ester as the main product and glyserol as the side product. The variabel process which used are H SO concentration, time reaction (t= 1 and 2 hour) with 15% mass of

  2

  4 o

  methanol and temperature at 60

  C. By comparing to the standard of biodiesel quality, we have got the optimum condition in research process, which are H SO concentration at 1%, and 2 hour of time reaction

  

2

  4 with 92,06 % convertion.

  Keywords: biodiesel, esterification, jatropha oil, transesterification

1. PENDAHULUAN

• – 18 atom karbon per molekul sedangan minyak bumi sebagai bahan baku minyak diesel mengandung 8
• – 10 atom karbon. Kandungan atom karbon yang lebih besar pada minyak jarak pagar mengakibatkan viskositas minyak jarak pagar lebih tinggi (kental) bila dibandingkan dengan viskositas minyak bumi.

  VALUE

  Penggunaan secara langsung minyak nabati ini sebagai bahan bakar memiliki kekurangan yang dapat menyebabkan kerusakan pada mesin ataupun performansi mesin, misalnya akibat viskositasnya yang tinggi dapat mengganggu kinerja pompa injector. Salah satu cara yang dapat dilakukan dalam pembuatan biodiesel dari minyak nabati adalah dengan mengkonversi trigliserida (komponen utama minyak nabati) menjadi metil ester asam lemak (FAME = Fatty Acid Methyl Ester) dikenal dengan esterifikasi, kemudian dilanjutkan dengan metanolisis atau transesterifikasi. Dan upaya lain yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan perlakuan lain terhadap bahan bakar nabati berupa variasi katalis H

  Pertambahan jumlah penduduk yang disertai dengan peningkatan kesejahteraan masyarakat berdampak pada semakin meningkatnya kebutuhan akan sarana transportasi dan aktivasi industri. Hal ini tentu saja menyebabkan kebutuhan akan bahan bakar cair juga semakin meningkat. Adanya kekhawatiran akankelangkaan bahan bakar minyak tersebut mendorong peneliti-peneliti di dunia untuk mencari bahan bakar alternatif. Salah satunya adalah penggunaan bahan bakar nabati. Bahan bakar nabati perlu dikembangkan karena merupakan sumber energi terbarukan (renewable). Salah satu bahan bakar nabati yang dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan di atas adalah biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar yang memiliki sifat menyerupai

  Acid Value (mg KOH/g oil) 38,2 Saphonification value 195,0 Iodine value 101,7

  o C.

  Minyak jarak pagar mengandung 16

  Tabel 1. Sifat Kimia Minyak Jarak Pagar PARAMETER

2 SO

  Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) atau juga disebut juga physic nut lama dikenal masyarakat Indonesia sejak jaman penjajahan jepang. Bagian tanaman jarak yang dapat dimanfaatkan adalah biji, akar, daun dan minyak dari bijinya. Kulit hanya mengandung 0,8% ekstrak eter. Biji (dengan cangkang) jarak pagar mengandung 20-40% minyak nabati, namun bagian inti biji (biji tanpa cangkang) dapat mengandung 45-60% minyak kasar. Kadar minyak (trigliserida) dalam inti biji ekuivalen dengan 55% atau 33% dari berat total biji. Asam lemak penyusun minyak jarak pagar terdiri atas 22,7% asam jenuh dan 77,3% asam tak jenuh. Minyak jarak pagar tidak termasuk dalam minyak makan (edible oil ) sehingga pemanfaatannya tidakmengganggu persediaan minyak makan nasional dan industri oleokimia. Dr. Robert menemukan bahwa pada biji (dengan cangkang) jarak pagar mengandung 20-40% minyak nabati, namun bagian inti biji (tanpa cangkang) dapat mengandung 45-60% minyak kasar. Bermula dari penelitian itu, maka dengan proses yang cukup lama, terciptalah bahan bakar (akan dalam bentuk cair) dalam suhu panas maupun dingin hingga bahkan hingga -17

  (CH

  Linoleic (CH

  3

  (CH

  2

  )

  4 CH=CH-

  CH

  2 CH=CH-

  2

  )

  )

  7 COOH)

  Others 14,2

  6,9 43,1 34,3

  1,4 (Susila Arita, 2009)

  Biodiesel

  Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester atau rantai panjang asam lemak yang berasal dari minyak nabati maupun lemak hewan. Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar pada mesin yang menggunakan diesel sebagai bahan bakarnya tanpa memerlukan modifikasi mesin. Biodiesel tidak mengandung petroleum diesel atau solar. Biodiesel terdiri atas metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel

  4 dan waktu.

  8 COOH)

  2

  Fatty Acids compositions

  (CH

  Palmitic (CH

  3

  (CH

  2

  )

  14 COOH)

  Stearic (CH

  3

  2

  =CH(CH

  )

  16 COOH)

  Oleic (CH

  3

  Saat ini dikembangkan berbagai teknologi proses dalam pembentukan biodiesel, antara lain yaitu penggunaan katalis dan variasi waktu reaksi, untuk menghasilkan standar kualitas biodiesel menurut SNI dengan beberapa parameter kualitas Bodiesel yaitu Free Fatty Acid (FFA), densitas, viskositas, angka penyabunan, dan angka asam serta kuantitas biodiesel yang tinggi, Kualitas katalis dan variasi waktu yang digunakan sangat berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas Biodiesel yang terbentuk. Oleh karena itu dalam pemanfaatannya, diperlukan upaya untuk memanipulasi variabel katalis dan waktu reaksi, agar didapat kondisi optimal dalam proses dengan mengacu kepada standar kualitas biodiesel.

  2

  )

  7

  (CH mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Pencampuran 20 % biodiesel ke dalam petroleum diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa mengubah sifat fisik secara nyata. Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang banyak digunakan untuk bahan bakar bus.

  Esterifikasi

  Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alkohol. Esterifikasi dapat dilaksanakan dengan menggunakan katalis padat (heterogen) atau katalis cair (homogen). Pada penelitian ini, digunakan katalis cair berupa asam sulfat

  2

  asam kuat, dan karena ini, asam sulfat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalam praktek industrial (Soerawidjaja, 2006). Untuk mendorong agar reaksi bisa berlangsung ke konversi yang sempurna pada temperatur rendah (misalnya paling tinggi 120°

  C), reaktan metanol harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih (biasanya lebih besar dari 10 kali nisbah stoikiometrik) dan air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari fasa reaksi, yaitu fasa minyak.

  Reaksi esterifikasi yaitu reaksi antara lemak bebas dengan alkohol akan membentuk ester dan air. Proses esterifikasi dengan katalis asam diperlukan jika minyak nabati mengandung FFA di atas 5%. Jika minyak berkadar FFA tinggi (>5%) langsung ditransesterifikasi dengan katalis basa maka FFA akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun. Terbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar dapat menghambat pemisahan gliserol dari metil ester dan berakibat terbentuknya emulsi selama proses pencucian. Esterifikasi digunakan sebagai proses pendahuluan untuk mengkonversikan FFA menjadi metil ester sehingga mengurangi kadar FFA dalam minyak nabati dan selanjutnya ditransesterifikasi dengan katalis basa untuk mengkonversikan trigliserida menjadi metil ester. Dalam proses konversi trigliserida menjadi alkil esternya melalui reaksi transesterifikasi dengan katalis basa, asam lemak bebas harus dipisahkan atau dikonversi menjadi alkil ester terlebih dahulu karena asam lemak bebas akan mengkonsumsi katalis. Kandungan asam lemak bebas dalam biodiesel akan mengakibatkan terbentuknya suasana asam yang dapat mengakibatkan korosi pada peralatan injeksi bahan bakar, membuat filter tersumbat dan terjadi sedimentasi pada injector.

  Reaksi Esterifikasi :

  RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H

  2 O

  Asam lemak metanol Metil ester Air

  Transesterifikasi

  Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol- alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga besar dunia ini, biodiesel praktis identik dengan ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME). Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester adalah transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat (Mittlebatch,2004). Katalis yang biasa digunakan pada reaksi transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi. Trigliserida adalah triester dari gliserol dengan asam-asam lemak, yaitu asam-asam karboksilat beratom karbon 6 s/d 30. Trigliserida banyak dikandung dalam minyak dan lemak, merupakan komponen terbesar penyusun minyak nabati/kelapa sawit. Selain trigliserida, terdapat juga monogliserida dan digliserida. Persamaan reaksi transesterifikasi yaitu : Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk, yaitu: a.

4 Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter

  Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi b.

  Memisahkan gliserol c. Menurunkan temperature reaksi

  (transesterifikasi merupakan reaksi eksoterm)

• – 8.
• – 110

  b.

  Viskositas Viskositas (kekentalan) merupakan sifat intrinsik fluida yang menunjukkan resistensi fluida terhadap aliran. Bila energi pengaliran yang tersedia tetap, maka fluida dengan viskositas tinggi akan mengalir dengan kecepatan lebih rendah. Gesekan yang terjadi didalam bagian cairan yang berpindah dari suatu bahan ke bahan lain mempengaruhi pengontrolan bahan bakar dengan injeksi ke ruang pembakaran, akibatnya terbentuk endapan pada mesin (Knothe, G., 2005).

  c.

  Yang mempengaruhi densitas adalah faktor gliserol yang terdapat dalam metil ester (FAME). Semakin besar kadar densitas menunjukkan bahwa proses pencucian dan pemurnian kurang sempurna dilakukan. Densitas dari suatu FAME sebanding dengan viskositas, artinya semakin besar densitasnya semakin besar pula viskositasnya (Benedict, 2010).

  o C.

  pada suhu 40

  3

  Densitas menunjukan perbandingan berat persatuan volume. Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar. Densitas terkait dengan viskositas. Jika biodiesel mempunyai densitas melebihi ketentuan, akan terjadi reaksi tidak sempurna pada konversi minyak nabati. Biodiesel dengan mutu seperti ini seharusnya tidak digunakan untuk mesin diesel karena akan meningkatkan keausan mesin, emisi, dan menyebabkan kerusakan pada mesin. Standar SNI untuk densitas biodiesel adalah 850-890 kg/m

  'free fatty acids" atau "asam lemak bebas" yaitu nilai yang menunjukkan jumlah asam lemak bebas yang ada di dalam lemak atau jumlah yang menunjukkan berapa banyak asam lemak bebas yang terdapat dalam lemak setelah lemak tersebut di hidrolisa. Asam lemak bebas adalah asam lemak yang terpisahkan dari trigliserida, digliserida, monogliserida, dan gliserin bebas. Hal ini dapat disebabkan oleh pemanasan dan terdapatnya air sehingga terjadi proses hidrolisis. Oksidasi juga dapat meningkatkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati. d. Densitas

  c. Persen FFA FFA sesuai dengan namanya adalah

  AngkaPenyabunan = ) ( ) ( gram sampel w NaOH BM x HCl N x titrasi titrasi _{ contoh blanko}

  Angka Penyabunan Angka penyabunan menunjukkan berat molekul lemak dan minyak secara kasar minyak yang disusun oleh asam lemak berantai karbon yang pendek berarti mempunyai berat molekul yang relatif kecil, akan mempunyai angka penyabunan yang besar dan sebaliknya bila minyak mempunyai berat molekul yang besar ,maka angka penyabunan relatif kecil. Angka penyabunan ini dinyatakan sebagai banyaknya (mg) NaOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu gram lemak atau minyak.

  Semakin tinggi angka asam, semakin banyak jumlah asam lemak bebas (BM rendah).

  Pencucian (Washing)

  NaOH BM x NaOH N x NaOH ml

  Angka asam = ) (gram sampel w

  Angka asam Angka asam menunjukkan banyaknya asam lemak bebas yang terdapat dalam suatu lemak atau minyak. Angka asam dinyatakan sebagai jumlah miligram NaOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram lemak atau minyak.

  Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam biodiesel antara lain: a.

  C (di atas titik didih air). Karakteristik Umum Biodiesel

  o

  C

  o

  Tahap ini bertujuan untuk menghilangkan/ mengurangi kadar air dan metanol yang terkandung dalam biodiesel sehingga diperoleh biodiesel dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Proses pemurnian ini adalah proses destilasi yaitu proses pemisahan campuran berdasarkan perbedaan titik didihnya. pada suhu antara 100

  Pemurnian (Purification)

  Proses pencucian bertujuan menghilangkan kelebihan metanol, katalis yang digunakan pada proses transesterifikasi serta menghilangkan trigliserida yang tidak bereaksi pada biodiesel yang dapat menyebabkan terjadinya emulsi pada biodiesel. Selain itu pencucian ini juga untuk memperoleh atau menurunkan pH 2 hingga pH 6

  Kecepatan alir bahan bakar melalui injektor akan mempengaruhi derajat atomisasi bahan bakar di dalam ruang bakar. Viskositas bahan bakar juga berpengaruh secara langsung terhadap kemampuan bahan bakar tersebut bercampur dengan udara. Visikositas yang tinggi cenderung menjadi masalah dari bahan bakar, dan ini menjadi salah satu faktor yang menentukan dalam produksi dan pemakaian 14) Kertas Saring biodiesel.

  15) Condensor

  16) Pemanas air

  17) Erlenmeyer 100 ml, 250 ml dan 500 ml

  Tabel

2. Persyaratan Kualitas Biodiesel 18)

  pH meter (Menurut SNI-04-7182-2006) 19)

  Beker Gelas 100ml dan 250 ml

  Prosedur Penelitian

  Pada proses pembentukan metil ester, ada 2 tahapan proses yang dilakukan yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Pada tahap esterifikasi menggunakan katalis yang bersifat asam, yaitu H SO dan tahap transesterifikasi

  2

  4

  katalis yang digunakan adalah katalis basa untuk mempercepat reaksi. Katalis basa yang digunakan adalah NaOH karena reaksi yang diinginkan adalah reaksi alkoholisis trigliserida ( transesterifikasi ). Pada tahap asam lemak bebasnya telah diturunkan, trigliserida tersebut direaksikan dengan methanol dan katalis basa. Setelah reaksi transesterifikasi selesai maka didapat hasil berupa metil ester dan gliserol. Kemudian produk didiamkan sekitar 1 jam sampai campuran terdiri dari 2 fasa, fasa atas merupakan metil ester dan fasa bawah adalah gliserol. Fasa metil ester akan berwarna kekuningan sedangkan fasa gliserol akan berwarna lebih gelap. Kemudian dilakukan pemisahan terhadap metil ester dan gliserol menggunakan corong pisah. Prosedur percobaannya sebagai berikut :

2. METODOLOGI A. Reaksi Esterifikasi 1.

  Disiapkan bahan baku yaitu minyak Penelitian dilakukan di laboratorium Pilot Plant jarak pagar yang ditimbang sebanyak Biodiesel Universitas Sriwijaya 300 gram.

  2. Disiapkan metanol sebanyak 15% dari

  Bahan yang Digunakan berat minyak jarak pagar.

  1) Minyak Jarak Pagar 300gr

  3. SO sebanyak (1%, Disiapkan katalis H

  2

  4

  2) Metanol 96 %

  1,2%, 1,4%) dari berat minyak jarak 3) SO pekat 98%

  2

4 Katalis asam H pagar.

  4) Katalis Basa NaOH 4.

  Dicampurkan metanol dan katalis yang telah dipersiapkan sebelumnya.

  Alat yang Digunakan 5.

  Minyak jarak pagar yang telah 1)

  Labu Leher Tiga 500 ml disiapkan, dimasukkan dalam labu leher 2)

  Gelas Ukur 10 ml dan 100 ml tiga dan kemudian dipanaskan di atas 3)

  Termometer hotplate hingga temperaturnya

  o

  4) Penyumbat Gabus mencapai 55-60

  C. 5)

  Stirrer 6.

  Setelah temperatur minyak mencapai

  o

  6) Hot Plate

  55-65

  C, dimasukkan campuran 7)

  Kondensor metanol-katalis ke dalam minyak. 8)

  Pompa Reaksi berlangsung selama (1 dan 2

  9) Neraca Analitis jam) Untuk reaksi ini direaksikan

  10) Erlenmeyer selama 1 jam dengan temperatur reaksi

  o

  11) Oven dijaga antara 55-65 C dan diaduk

  12) Magnetic Stirrer menggunakan magnet stirrer.

  13) Labu Pemisah

  7.

  11. Setelah reaksi selesai dengan waktu Hasil akhir dianalisa angka asam, angka reaksi 1 jam, dimasukkan campuran penyabunan, % FFA, viscositas, dan minyak tersebut ke dalam kolom/corong densitas.

  Reaksi Esterifikasi pemisah kemudian didinginkan.

  8. Dipisahkan produknya yang terdiri 3

  Bahan baku

  lapisan yaitu lapisan atas metanol _o

  Minyak jarak Dipanaskan (55-65

  C)

  diukur, lapisan tengah metil ester di

  pagar

  ambil dan dicuci menggunakan air

  o

  dengan temperatur 50 C hingga air _o cuciannya jernih, dan lapisan bawah

  Katalis H ^{2 SO 4 Pencampuran T = 55-60 C} adalah air dibuang.

  Metanol (reaktor batch) t = 60 menit B.

   Reaksi Transesterifikasi

  Setelah minyak didinginkan dan dihilangkan air

  Pemisahan

  dan alkoholnya, kemudian dilanjutkan dengan reaksi transesterifikasi yaitu:

  1. ^o Disiapkan metanol sebanyak 15% dari

  T = 50 C air Pencucian

  berat minyak jarak pagar. Disiapkan katalis NaOH sebanyak 1,0% dari berat minyak jarak pagar.

  Trygleserida 3.

  Dicampurkan metanol dan katalis yang

  Reaksi Transesterifikasi telah dipersiapkan.

  4. Minyak yang telah terbentuk pada reaksi esterifikasi dimasukkan ke dalam

  Dipanaskan (55- _o

  labu leher tiga dan kemudian

  65

  c) Trygleserida

  dipanaskan kembali di atas hotplate

• – hingga temperaturnya mencapai 55
_o

  o Katalis NaOH Pencampuran T = 55-60 C

  65 C.

  Metanol (reaktor batch) t = 60 menit

  5. Setelah temperatur minyak mencapai

  o

  55-65

  C, dimasukkan campuran metanol-katalis tadi ke dalam minyak.

  Pemisahan

  Reaksi berlangsung selama 1 jam dan 2 jam dengan temperatur reaksi dijaga _o

  o Pencucian T = 50 C air

  antara 55-65 C dan diaduk menggunakan magnet stirrer. _o 6. Setelah reaksi selesai, dimasukkan

  T = 105 C

  dalam kolom/corong pemisah dan Oven

  t = 60 menit

  dibiarkan selama 1 jam untuk memisahkan biodiesel atau metil ester

  Penyaringan dengan gliserin.

  7. Dipisahkan crude gliserin yang ada pada lapisan bawah. Ukur volume dan Analisa : Angka asam, Angka penyabunan, %FFA, Densitas, Viskositas. massanya lalu sisihkan dan tutup.

  8. Lapisan atas atau metil ester diukur volume dan massanya. Lalu dicuci

  Prosedur Analisa Hasil

  menggunakan air dengan temperatur Metil ester yang merupakan hasil

  o antara 50 C hingga air cuciannya jernih.

  reaksi dipisahkan dari gliserin pada lapisan Setelah pencucian, metil ester diukur bawah dengan corong pemisah. Sebelum diuji kembali volume dan massanya. sifat fisisnya, metil ester ini perlu dimurnikan 9. dengan cara mencucinya dengan air bersih untuk

  Setelah pencucian, metil ester tersebut

  o

  dioven pada temperatur 105 C selama mengikat sisa-sisa gliserin dan metanol, satu jam. Setelah pengovenan satu jam, dilanjutkan dengan pengovenan untuk metil ester diukur kembali volume dan menghilangkan sisa metanol dan air kemudian massanya. penyaringan. Residu yang merupakan metil ester

  10. murni diuji sifat fisiknya dengan metode SNI di

  Kemudian biodiesel disaring dengan menggunakan kertas saring. Setelah laboratorium Penelitian dan Bioproses Fakultas penyaringan, biodiesel kembali diukur

  Teknik Universitas Sriwijaya, kemudian hasil volume dan massanya. pengujian dibandingkan dengan spesifikasi

• – sifat fisis metil ester yang diuji adalah : 1.

  Pada grafik 3.2 pengaruh adanya pe- nambahan konsentrasi H

  o

  C yaitu 2,3

  2

  /s (cSt). Kecepatan alir bahan bakar melalui injektor akan mempengaruhi derajad atomisasi bahan bakar di dalam ruang bakar. Selain itu, viskositas bahan bakar juga berpengaruh secara langsung terhadap kemampuan bahan bakar tersebut bercampur dengan udara. Dengan tidak diharapkan pada bahan bakar mesin diesel. Pengaruh Konsentrasi H

  2 SO

  4

  terhadap Angka Penyabunan

  Grafik 3.2 Pengaruh Konsentrasi H ₂ SO ₄ terhadap Angka penyabunan Biodiesel yang dihasilkan dengan variasi waktu 1 jam dan 2 jam ( T= 60 ^o C )

  2 SO

  2 SO

  4

  dan reaksi dapat diperoleh angka penyabunan yang tertinggi pada saat konsentrasi H

  2 SO

  4

  1,4% dan waktu reaksi 1 jam yaitu 202,8439 dan angka penyabunan yang paling rendah adalah pada saat konsentrasi 1% dan waktu 2 jam yaitu sebesar 179,5144, maka mutu biodiesel ini sudah sesuai dengan Standar Nasional Indonesia ( SNI ) nomor 04-7182-2006 yang menjadi acuan bagi kelayakan biodiesel. Maka dilihat dari grafik secara keseluruhan dapat disimpulkan semakin tinggi konsentrasi H

  2 SO

  4

  maka akan memperbesar angka penyabunan namun semakin lama waktu reaksi maka angka penyabunan yang dihasilkan rendah.

  1% dengan waktu reaksi 2 jam yaitu 5,7772 cSt dan dibandingkan dengan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006, yaitu viskositas kinematik pada 40

  4

  1,2 % dan waktu reaksi 1 jam yaitu 6,2969 cSt sedangkan viskositas yang paling rendah terdapat pada saat konsentrasi H

HASIL DAN PEMBAHASAN

• – 6,0 mm

2 SO

  C(µ) = 36,8472 cSt, Angka Asam = 31,6129, densitas (ρ = 0,9233 gr/cm

  minyak diesel berdasarkan Standar Biodiesel Nasional SNI 04-7182-2006. Adapun sifat

  Viskositas 2. Densitas 3. Angka asam 4. Angka penyabunan 5. %FFA 3.

  Hasil dari penelitian ini dianalisa untuk mengetahui pengaruh jumlah konsentrasi H

  4

  dan waktu reaksi terhadap pembentukan biodiesel dari jarak pagar.

  Minyak jarak pagar yang digunakan pada penelitian ini memiliki kandungan asam =10,59, viskositas 40

  o

  3

  4

  ) dan Angka penyabunan = 227,5605. Canacki et. All (1999) dan Ramadhas et. All (2005) menyebutkan perlu dilakukan reaksi esterifikasi untuk menurunkan kandungan asam lemak sebelum dilakukan transesterifikasi. Mengingat bahan baku minyak dengan kandungan asam lemak tinggi, jika digunakan sebagai bahan baku pada transesterifikasi yang berkatalis basa, maka asam lemak akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun melalui reaksi penyabunan, sehingga efektifitas katalis akan menurun karena sebagian katalis bereaksi dengan asam lemak. Selain itu, kondisi tersebut akan menurunkan yield ester dan mempersulit pemisahan (Canacki et. All., 1999).

  2 SO

  4 Terhadap Kualitas Biodiesel

  Pengaruh Konsentrasi H

  4

  terhadap Viskositas

  Grafik 3.1 Pengaruh Konsentrasi H ₂ SO ₄ terhadap viskositas biodiesel yang dihasilkan dengan variasi waktu 1 jam dan 2 jam (T= 60 ^o

  C)

  Pada grafik 3.1 merupakan grafik hubungan antara konsentrasi asam sulfat dan waktu reaksi terhadap viskositas dari biodiesel. Nilai viskositas kinematik tertinggi terdapat pada saat konsentrasi H

  2 SO

3.1. Pengaruh Konsentrasi H

2 SO

3.2. Pengaruh Konsentrasi H

2 SO

  2 SO

  2 SO

  lama maka %FFA semakin naik. Dengan penambahan konsentrasi H

  4 terhadap Densitas Grafik 3.3 Pengaruh Konsentrasi H ₂ SO ₄ terhadap Densitas Biodiesel yang dihasilkan dengan variasi waktu 1 jam dan 2 jam ( T= 60 ^o

  1% yaitu 0,355 waktu reaksi 1 jam, sesuai dengan Standar Nasional Indonesia sudah memenuhi persyaratan anatara 0.2 – 0.4. Pada grafik dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi H

  4

  2 SO

  Dilihat dari grafik di atas %FFA yang tertinggi terdapat pada saat konsentrasi 1,4% dan waktu reaksi 1 jam, sebesar 0,928 sedangkan %FFA yang rendah paling terdapat pada saat konsentrasi H

  C)

  2 jam ( T= 60 ^o

  4 terhadap % FFA Grafik 3.4 Pengaruh Konsentrasi H ₂ SO ₄ terhadap % FFA Biodiesel yang dihasilkan dengan variasi waktu 1 jam dan

  2 SO 4 dan waktu reaksi semakin

  3.3. Pengaruh Konsentrasi H

  melebihi 1 % tidak memberi pengaruh yang baik terhadap FFA yang terbentuk.

  . Hasil penelitian pembuatan biodiesel dengan proses dua tahap (esterifikasi

  3

  1% dan waktu reaksi 2 jam yaitu 0,8827. Standar mutu biodiesel menurut Standar Nasional Indonesia ( SNI ) mensyaratkan nilai massa jenis pada rentang 0,85 – 0,89 g/cm

  4

  2 SO

  1,4% dan waktu reaksi 1 jam sebesar 0,8873 gr/ml. Sedangkan densitas yang terendah terdapat pada saat konsentrasi H

  4

  2 SO

  Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa densitas yang tertinggi terdapat pada saat konsentrasi H

  C)

  4

• – transesterifikasi ) berbasis minyak jarak pagar menunjukkan nilai massa jenis sebesar 0,8827g/cm3, nilai tersebut sudah memenuhi kriteria standar biodiesel menurut SNI. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin bertambahnya H

  Dalam Ramadhas et.all, (2005) bahwa kelebihan katalis (excess H

  2 SO 4 ) akan

  menyebabkan larutan produk berwarna lebih gelap , terbentuknya dimetil eter dari reaksi antara excess H

  4

  dan waktu reaksi semakin lama maka densitas yang dihasilkan semakin kecil, hal ini disebabkan karena semakin lama waktu reaksi maka semakin banyak partikel-partikel yang bertumbukan atau waktu kontak antara patrikel-partikel sehingga dihasilkan densitas yang rendah. Densitas terkait dengan viskositas, densitas dari biodiesel sebanding dengan viskositas, artinya semakin besar densitasnya semakin besar pula viskositasnya (Benedict, 2010). Jika biodiesel mempunyai densitas melebihi ketentuan, akan terjadi reaksi tidak sempurna pada konversi minyak nabati. Biodiesel dengan mutu seperti ini akan meningkatkan keausan pada mesin, emisi dan kerusakan pada mesin. Yang mempengaruhi densitas adalah factor gliserol yang terdapat dalam metil ester. Semakin besar kadar densitas menunjukkan bahwa proses pencucian dan pemurnian kurang sempurna dilakukan.

2 SO

  3.4. Pengaruh Konsentrasi H

  2 SO

  4 terhadap Angka Asam

  dengan metanol. Sehingga akan menyebabkan penurunan %FFA berjalan lebih lambat akibat berkurangnya jumlah metanol yang bereaksi dengan asam lemakbebas. Selain itu, dikhwatirkan katalis asam akan terikut pada lapisan organik.

  2 SO Dari grafik dapat dilihat volume biodiesel yang paling besar yang diperoleh adalah 273 ml pada waktu reaksi 2 jam dan konsentrasi 1 % sedangkan volume biodiesel yang paling kecil adalah 242 ml pada waktu reaksi 1 jam dan konsentrasi 1,4 %. Dari grafik dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu reaksi dan dengan penambahan H SO , maka volume biodiesel

  4

  1,4% dan waktu reaksi 2 jam yaitu 0,9528 dan angka asam yang terendah terdapat pada saat konsentrasi H

  2 SO

  4

  1% dan waktu reaksi 2 jam yaitu sebesar 0,5354. Dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

  4

  2 SO

  Angka asam yang tertinggi terdapat pada saat konsentrasi H

  2

  4

  semakin besar. Hal ini dikarenakan pada setiap kenaikan waktu reaksi ini terjadi kesempatan partikel

• – partikel untuk saling bertumbukan menjadi lebih besar, karena waktu yang lama yang berarti waktu tinggal yang lama, akan memberikan kesempatan reaksi antara reaktan yang lebih besar sehingga akan meningkatkan

  Grafik 3.5 Pengaruh Konsentrasi H SO terhadap Angka _{2 4}

  konversi reaksi( Heni Erwina Lubis dan Eni

  Asam Biodiesel dengan variasi waktu 1 jam dan 2 jam ( T= _o

60 C) Apriani).

  Sedangkan hasil Biodiesel pada waktu reaksi 1 konsentrasi H SO maka angka asam semakin

  2 4 dikarenakan masih terdapatnya Asam Lemak

  tinggi. Angka asam yang tinggi menandakan Bebas yang tidak terkonversi pada waktu tahap bahwa masih terdapatnya asam lemak bebas pada esterifikasi dan juga dipengaruhi proses biodiesel. Angka asam yang dianjurkan adalah pencucian yang tidak efektif sehingga masih maksimal 0,8 mg KOH/mg biodiesel sesuai meninggalkan sisa-sisa katalis dan asam lemak dengan Standar Nasional Indonesia. Pada bebas yang tidak terkonversi menjadi ester penelitian ini angka asam yang terendah

  . termasuk dalam Standar nasional Indonesia.

3.5. Pengaruh waktu reaksi dan konsentrasi H SO terhadap kuantitas biodiesel

  2

4 Grafik 3.7 Pengaruh Konsentrasi H SO terhadap volume

  _{2 4} gliserin yang dihasilkan dengan setelah reaksi _o transesterifikasi, variasi waktu 1 jam dan 2 jam (T= 60 C)

  Gliserin yang dihasilkan semakin lama waktu reaksi maka dihasikan gliserin yang rendah yaitu 71 ml pada t reaksi 2 jam dan konsentrasi 1,4 %

  Grafik 3.6 Pengaruh waktu terhadap volume Biodiesel

  sedangkan volume gliserin yang tinggi adalah

  setelah disaring, yang dihasilkan dengan variasi waktu 1 jam _o

  sebesar 86,71 pada waktu reksi 1 jam dan

  dan 2 jam ( T= 60 C).

  konsentrasi 1,4 %.

  

Pengaruh waktu reaksi dan konsentrasi Freedman,B., E.H. Pryde and T.L. Mounts.,

H SO terhadap metanol

  2

  4

  “Variables Affecting the Yields of Fatty

   Esters from Transesterified Vegetable Oils

  ”, J. Am. Oil Chem. Soc, 61, pp. 1638-1643, 1984.

  Hambali, Erliza,dkk.2007. JarakPagar Tanaman

  Penghasil Biodiesel. Jakarta: Penebar Swadaya.

  Hambali, Erliza,dkk. 2008. Divesifikasi Produk

  Olahan Jarak Pagar dan Kaitannya Dengan CorporateSocialResponsibility (CSR) Perusahaan Swasta di Indonesia .

  Bioenergy Alliance. Ketaren,S, 1986.

  “Minyak dan Lemak Pangan”,

  Grafik 3.8 Pengaruh waktu reaksi terhadap sisa volume Universitas Indonesia Press, Jakarta. metanol yang dihasilkan setelah esterifikasi dengan variasi _o waktu 1 jam dan 2 jam ( T= 60

  C).

  Kirk, R. E. and Othmer, D. F. 1992.

  Encyclopedia of Chemical Technolog y. The

  Pada grafik ini dapat dilihat bahwa berapa Interscience Encyclopedia Inc. New banyak volume metanol yang tersisa setelah York.Levenspiel, Octave. 1972. Chemical esterifikasi, dapat diketahui berapa banyak

  Reaction Engineering, second edition .

  metanol yang habis bereaksi, pada saat 1 dan 2 United State of America. jam, metanol banyak terlarut dalam metil ester.

  Knothe, Gerhard, Robert O. Dunn, Marvin O.

  Bagby, Biodiesel : The use of vegetable 4.

   KESIMPULAN oils and their derivates as alternative diesel fuels. Oil Chemical Research ,

  Dari hasil penelitian dan pembahasan maka dapat National Center for agricultural diambil kesimpulan sebagai berikut : utilization research. Peoria. USA.

  1. SO , biodiesel Untuk penggunaan katalis H

  2

  4

  dengan kualitas dan kuantitas terbaik Mardiah ; Widodo, Agus ; Trisningwati, Efi ; dihasilkan oleh sampel dengan H SO 1 %

  2

4 Purijatmiko, Aries. 2006. Pengaruh Asam

  dan waktu reaksi 2 jam yaitu Viskositas

  Lemak dan Konsentrasi Katalis Asam

  5,7772 cSt, Angka Penyabunan 179,5144,

  3 terhadap Karakteristik dan Konversi

  Densitas 0,88270 gr/cm , Free Fatty Acid

  Biodiesel pada Transesterifikasi Minyak (%FFA) 0,3590, Angka Asam 0,5354. Mentah Dedak Padi . Jurusan Teknik Kimia, 2.

  Semakin lama waktu reaksi maka konversi Institut Teknologi Sepuluh Nopember minyak jarak pagar menjadi biodiesel akan (ITS). Surabaya. semakin tinggi.

  Ramadhas, A., S., Mulareedharan, C., Jayaraj, S, 2005. Emission

  “Performance and

DAFTAR PUSTAKA

  Evaluation of a Diesel Engine Fueled With Methyl Esters of Rubber Seed Oil”.

  Alamsyah, Andi Nur. 2006. Biodiesel Jarak Renewable Energy, 30, 1789-1800.

  Pagar . Bogor: PT. Agromedia Pustaka.

  Soerawidjaja, Tatang H., 2005, Minyak-lemak Arita, Susila, 2009, Pemurnian Minyak Jarak

  dan produk-produk kimia lain dari kelapa, Pagar, Rusnas PEBT Biodiesel Universitas Handout kuliah Proses Industri Kimia , Sriwijaya, Palembang.

  Program Studi Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung. Canacki, M., Van Ger pen, J. 1999. “Biodiesel

  Production via Acid Catalysis ”. Trans

  Sopian, T. 2005. Biodiesel dari Tanaman ASAE 42(5) : 1203-1210.

  Jarak.http//:www.beritaiptek.com. Srivasta, A., Prasad, R. 1998. Triglycaride Based

  Diesel Fuels . Department of

  Chemical Engineering, H.B. Technological Institute Kanpur. India. Statistik Ekonomi Energi Indonesia. 2004. Pusat

  Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral.Jakarta. Sudrajat, 2006 dalam Trabi, M., Gubitz, G.M., Steiner, W., and Fidl,

  N. 1998. Fermentation of Jatropha

  curcas Seeds and Press Cake with Rhizopus orizae, In: Biofules and Industrial Product from Jatropha curcas .

  Gubitz, G.M, Mittelbach, M., and Trabi, M. 1997, (Eds), pp, 206-210.

  Yadav, G.D. and Thatagar, M. B. 2002.

  Esterification of Maleic Acid with

   Ethanol Over Cation-Exchange Resin

  Catalyst. React. Funct. Polymer ., 52,99-110. Yuliani, Fitri, dkk.Pengaruh Katalis Asam dan

  Suhu Reaksi Pada Esterifikasi Pembuatan Biodiesel dari Biji Karet (Hevea Brasiliensis). Jurusan Teknik Kimia . Fakultas Teknologi Industri.Institut

  Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Zulaikah,S., Lai,C.C., Vali,S.R., Ju,Y.H. 2005.

  Two- Step- Caralyzed for the Production of Biodiesel Biodiesel from Rice Bran Oi

  l”. BioresurceTechnology, 96, 1889-1886.