710516185.doc 297.30KB 2015-10-12 00:18:09
PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
OPTIMALISASI REAKSI TRANSESTERIFIKASI MINYAK BIJI
PEPAYA MENGGUNAKAN KATALIS MgO/SiO2 DARI ABU
AMPAS TEBU
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Catur Supriyanto
4311412060/2012
Fahmi Rizal
4301413074/2013
Khayatun Nufus
4311413018/2013
Luthfiati
4311414042/2014
Johar Mahfudz
4311415041/2015
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2015
1
PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN
1. Judul Kegiatan
2. Bidang Kegiatan
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
b. NIM
c. Jurusan
d. Universitas/Institut/Politeknik
e. Alamat Rumah dan No HP
f. Alamat email
4. Anggota Pelaksana Kegiatan
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
b. NIDN
c. Alamat Rumah dan No HP
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber lain
7. Jangka Waktu Pelaksanaan
: Optimalisasi Reaksi Transesterifikasi
Minyak Biji Pepaya Menggunakan
Katalis MgO/SiO2 dari Abu Ampas Tebu
: PKM-P
: Catur Supriyanto
: 4311412060
: Kimia
: Universitas Negeri Semarang
: Pasigitan 02/01 Kecamatan Boja
Kabupaten Kendal
: [email protected]
: 4 Orang
: Nuni Widiarti, S.Pd, M.Si
: 0028107804
: Mangunsari Rt 5/4 Gunungpati
Semarang
: Rp. 11.500.000
:: 4 bulan
Semarang, 2 Oktober 2015
Menyetujui
Ketua Jurusan Kimia
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dra. Woro Sumarni, M.Si)
NIP. 196507231993032001
(Catur Supriyanto)
NIM. 4311412060
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Universitas Negeri Semarang
Dosen Pendamping
(Dr. Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Nuni Widiarti, S.Pd, M.Si)
NIDN 0028107804
2
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii
RINGKASAN .......................................................................................................iv
BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 2
1.4 Luaran yang Diharapkan ............................................................................ 2
1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3
2.1 Abu Ampas Tebu......................................................................................... 3
2.2 Silika (SiO2)................................................................................................ 4
2.3 Magnesium Silikat (MgO-SiO2)................................................................. 4
2.4 Biodiesel..................................................................................................... 4
2.5 Transesterifikasi pada Biodiesel................................................................. 5
2.6 Katalis dalam Sintesis Biodiesel................................................................. 5
BAB 3 METODE PENELITIAN .......................................................................... 6
3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 6
3.2 Variabel Penelitian ..................................................................................... 6
3.3 Alat dan Bahan ........................................................................................... 6
3.4 Prosedur Kerja ........................................................................................... 6
BAB 4 BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ........................................................ 9
4.1 Anggaran Biaya ......................................................................................... 9
4.2 Jadwal Kegiatan ......................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 10
LAMPIRAN.......................................................................................................... 11
3
RINGKASAN
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi MgO/SiO2
dari abu ampas tebu serta aplikasinya sebagai katalis reaksi transesterifikasi..
Dengan adanya katalis MgO/SiO2 ini diharapkan dapat meningkatkan efektivitas
reaksi transesterifikasi untuk menghasilkan hasil konversi yang lebih tinggi.
Preparasi katalis MgO/SiO2 dalam penelitian ini dilakukan dengan mengekstrak
Silika dari abu ampas tebu. Kemudian Silika yang didapatkan akan didopping
kedalam MgO dengan metode Impregnasi. Penelitian ini menggunakan ampas
tebu sebagai bahan baku SiO2 karena ampas tebu memiliki kandungan silika yang
tinggi dan juga pemanfaatan ampas tebu masih kurang maksimal, hanya 40 % dari
ampas tebu yang masih digunakan dalam pabrik gula.
Untuk mendukung penelitian ini diperlukan alat khusus untuk mengetahui
karakter katalis MgO/SiO2. Tahap awal adalah mengkonfirmasi terbentuknya
katalis MgO/SiO2, alat yang digunakan yaitu FTIR. Kemudian untuk mengetahui
luas permukaan katalis, digunakan SAA (Surface Area Analizer). Kemudian untuk
mengetahui biodiesel yang terbentuk, digunakan GC (Gas Chromatography).
XRD (X-Ray Diffraction) diperlukan untuk mendeteksi kristal MgO/SiO2 yang
terbentuk. Tahap akhir dari penelitian ini adalah penerapan katalis MgO/SiO2
pada reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya. Dengan menggunakan variasi
jumlah katalis dan temperatur reaksi transesterifikasi diharapkan dapat
menghasilkan konversi biodiesel yang lebih optimal.
Penelitian ini ditargetkan akan selesai dalam jangka waktu 5 bulan, mulai dari
tahap persiapan pada bulan pertama, kemudian tahap penelitian dilakukan selama
3 bulan. Pada bulan ke-4 adalah proses analisis serta aplikasinya dan bulan
terakhir merupakan penyusunan laporan hasil penelitian.
4
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Konsumsi bahan bakar minyak (BBM) di Indonesia semakin meningkat.
Pemerintah telah mengeluarkan kebijakan pengurangan subsidi bahan bakar
minyak untuk menekan defisit APBN dan menyesuaikan harga bahan bakar
minyak dengan harga pasar internasional.
Kebijakan tersebut berakibat naiknya harga BBM. Minyak bumi
merupakan bahan baku BBM yang tergolong bahan bakar yang tidak terbarukan.
Apabila penggunaan bahan bakar ini dilakukan secara terus menerus akan
memperbesar kemungkinan timbulnya krisis energi pada masa yang akan datang.
(Qoniah, 2011)
Oleh karena itu untuk mengatasi persoalan tersebut perlu adanya sumber
bahan baku yang terbarukan yang berkesinambungan terus pengadaannya
(renewable) dalam upaya meningkatkan security of supply dan mengurangi
kuantitas impor bahan bakar dan utamanya dapat digunakan sebagai energi
alternatif pengganti bahan baku minyak bumi. Salah satunya adalah biodiesel
yang dapat digunakan untuk menggantikan solar. (KEA-Kebijakan Energi
Alternatif, 2006)
Biodiesel dapat diperoleh melalui transesterifikasi trigliserida dan atau
reaksi esterifikasi asam lemak bebas tergantung dari kualitas minyak yang
digunakan. (Hikmah dan Zuliyana, 2011)
Sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi membutuhkan katalis.
Katalis memegang peranan yang sangat penting dalam proses pembuatan
biodiesel. Katalis digunakan untuk memecahkan minyak nabati dan menghasilkan
ester. Pemakaian katalis dapat mempengaruhi reaksi yang terjadi antara minyak
dan alkohol. Tanpa adanya katalis reaksi akan berjalan dengan sangat lambat.
(Mittlebach, 2004)
Katalis terbagi menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis
basa heterogen lebih efektif dari pada katalis asam dan enzim (Helwani, dkk.,
2009). Hal ini disebabkan laju reaksi pembuatan biodiesel dengan katalis basa
heterogen lebih cepat dari pada katalis asam (Zabeti, dkk., 2009, Lam, dkk.,
2010). Oleh karena itu untuk saat ini lebih dikembangkan pada katalis heterogen.
Jenis katalis heterogen yang biasa digunakan untuk sintesis biodiesel, seperti
SO42-/SnO2 dam SO42-/ZrO2 pada minyak sawit (Jitputti, dkk., 2006), KNO3/Al2O3
pada minyak kedelai (Xie, dkk., 2006), CaO pada minyak jarak (Huaping, dkk.,
2006). Dalam penelitian ini akan digunakan MgO/SiO2 sebagai katalis.
Salah satu material yang umum digunakan sebagai penyangga katalis
heterogen adalah silika. Silika banyak digunakan karena merupakan padatan
pendukung yang memiliki kelebihan yaitu stabil pada kondisi asam, inert, biaya
2
sintesis rendah, memiliki karakteristik pertukaran massa yang tinggi, porositas,
luas permukaan, dan memiliki daya tahan tinggi terhadap panas. (Na, dkk., 2006).
Salah satu kendala terkait bahan baku silika adalah harganya yang mahal,
sehingga pencarian sumber lain yang lebih ekonomis masih sangat diperlukan.
Salah satu sumber silika yang potensif untuk dimanfaatkan adalah ampas tebu
yang merupakan limbah dari pengelolaan gula tebu. Menurut penelitian Hanafi,
dkk (2010), abu ampas tebu mengandung silika yang cukup tinggi, yaitu 71%.
Berdasarkan permasalahan yang telah diuraikan, penelitian ini
memanfaatkan limbah dari ampas tebu sebagai bahan baku silika yang akan
dikombinasikan dengan oksida alkali (MgO) untuk mengurangi sifat homogenitas
logam golongan II tersebut dan untuk meningkatkan aktivitas katalis agar
mendapatkan biodiesel dengan konversi yang tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
1.
2.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka permasalahan yang diteliti
dirumuskan sebagai berikut :
Bagaimana karakteristik katalis MgO/SiO2 hasil sintesis dari abu ampas
tebu?
Berapakah temperatur reaksi dan jumlah katalis optimum pada proses sintesis
biodiesel dari minyak biji pepaya dengan menggunakan katalis MgO/SiO2 ?
1.3 Tujuan Penelitian
1.
2.
Tujuan penelitian ini adalah
Mengetahui karakteristik katalis MgO/SiO2 hasil sintesis dari abu ampas tebu.
Mengetahui temperatur reaksi dan jumlah katalis optimum pada
transesterifikasi minyak biji pepaya dengan menggunakan katalis MgO/SiO2
1.4 Luaran yang Diharapkan
Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan salah satu alternatif pemanfaatan
limbah ampas tebu untuk preparasi katalis MgO/SiO2 yang dapat
dimanfaatkan pada reaksi transesterifikasi agar mendapatkan jumlah konversi
yang lebih optimal.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Bagi masyarakat, penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi
kepada pemerintah dan masyarakat tentang pemanfaatan ampas tebu sebagai
bahan baku SiO2.
2. Bagi IPTEK, mengembangkan macam katalis untuk transesterifikasi minyak
biji pepaya dengan memberikan informasi mengenai karakteristik dari katalis
MgO/SiO2.
3
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Abu Ampas Tebu
Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) tergolong dalam famili
Graminae yaitu rumput-rumputan. Saccharum officinarum merupakan spesies
paling penting dalam genus Saccharum sebab kandungan sukrosanya paling tinggi
dan kandungan seratnya paling rendah (Wijayanti, 2008).
Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, merupakan limbah yang dari
proses ekstraksi batang tebu. Ampas tebu (bagase) adalah bahan sisa berserat dari
batang tebu yang telah mengalami ekstraksi niranya dan banyak mengandung
parenkim serta tidak tahan disimpan karena mudah terserang jamur. Dalam satu
kali proses ektraksi dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40 % dari berat tebu yang
digiling secara keseluruhan. Dari sekian banyak ampas tebu yang dihasilkan, baru
sekitar 50 % yang sudah dimanfaatkan misalnya sebagai bahan bakar dalam
proses produksi. Namun selebihnya masih menjadi limbah yang perlu penanganan
lebih serius untuk diolah kembali. Secara kimiawi, komponen utama penyusun
ampas tebu adalah serat yang didalamnya terkandung selulosa, poliosa seperti
hemiselulosa dan lignin. Susunan ketiga komponen tersebut dalam ampas tebu
hampir sama dengan susunan yang ada dalam tanaman monokotil berkayu lunak.
(Apriliani, 2010)
Ampas tebu merupakan sisa bagian batang tebu dalam proses ekstraksi
tebu yang memiliki kadar air berkisar 46-52 %, kadar serat 43-52 % dan padatan
terlarut sekitar 2-6% (Puri, 2011).
Komposisi kimia dari abu pembakaran ampas tebu disajikan dalam tabel berikut.
Senyawa
Komposisi %
SiO2
70.97
Al2O3
0.33
Fe2O3
0.36
K2O
4.82
Na2O
0.43
MgO
0.82
C5H10O5
C7H10O3
22.27
C5H9O4
Sumber : Hasil analisa No.426/LT AKI/XI/99 oleh Team Afilliansi dan Konsultasi
Industri ITS Surabaya
5
2.2
Silika (SiO2)
Silika adalah senyawa kimia dengan rumus molekul SiO 2, atau nama lain
yaitu oksida silikon (silicon dioxside). Silika merupakan oksida logam golongan
IV dengan satuan struktur primer tehtrahedron SiO 4, dimana satu atom silika
dikelilingi oleh empat atom oksigen sebagai mana ditunjukkan pada Gambar 2.1,
gaya-gaya yang mengikat tetrahedral ini berasal dari ikatan ionik dan kovalen oleh
karena itu ikatan tetrahedral kuat. Pada SiO 2 murni tidak terdapat ion logam dan
setiap atom oksigen merupakan atom penghubung antara dua atom silicon dan
setiap atom silicon dikelilingi oleh empat atom oksigen (Vlack, 1994).
Komponen inti aktif (asam, basa, atau logam) dapat ditempatkan kedalam
suatu bahan penyangga berpori seperti silika, diharapkan dapat terdispersi secara
merata ke seluruh permukaan dan pori penyangga. Teknik penempelan inti aktif
kedalam penyangga yang biasa digunakan adalah dengan cara impregnasi yang
kemudian diaktivasi dengan pemanasan (kalsinasi). (Utomo, 2011)
2.3
Magnesium Silikat (MgO-SiO2)
Magnesium silikat adalah material komposit yang terdiri dari dua bahan
baku utama yaitu magnesium oksida (MgO) dan silika (SiO 2) yang berbentuk
bubuk (powder) putih, amorf, tidak berbau dan tidak larut dalam air
(Arisurya,2009).
Mineral yang terkandung dalam magnesium silikat terdiri dari forsterite
(Mg2SiO4), estantite (MgSiO3) (Zevenhoven dan Kohlman, 2001). Berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan oleh Saberi et al., (2007), menyatakan bahwa
komposit MgO-SiO2 yang berupa forsterite akan mulai terbentuk pada suhu
730°C dalam bentuk amorf dan pada suhu 800-1000°C akan terbentuk forsterite
dalam bentuk kristal. Sedangkan Pada penelitian yang dilakukan Ni et al, (2007)
menyatakan bahwa enstatite dikenal dengan rumus kimia Mg2Si2O6 atau MgSiO3
terbentuk pada suhu 1100 °C.
Senyawa ini juga mampu mengurangi kandungan mono dan digliserida,
asam lemak bebas, gliserol bebas dan total gliserol, metanol, klorofil, air, serta
sedimen pada biodiesel (Bryan, 2005). Aplikasi lain dari magnesium silikat adalah
dalam bidang fuel berdasarkan kemampuannya sebagai adsorpsi aflatoksin dalam
gandum dan sebagai adsorben untuk studi adsorpsi asam lemak bebas (Free Fatty
Acids atau FFA) dalam minyak sawit mentah (Crude Palm Oil atau CPO)
(Clowutimon et al., 2011). Senyawa ini akan menyerap asam lemak bebas
menggunakan ikatan hidrogen yang terjadi antara gugus karbonil (C=O) asam
lemak dengan permukaan gugus silanol (Si-O-H) pada senyawa tersebut
(Clowutimon et al., 2011).
2.4
Biodiesel
6
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang digunakan untuk mesin
diesel. Secara teknis biodiesel terbuat dari minyak nabati dan lemak hewan dan
merupakan sumberdaya yang dapat diperbaharui karena pada umumnya dapat
diekstrak dari berbagai hasil produk pertanian misalnya minyak kacang kedelai,
minyak kelapa, minyak bunga matahari maupun minyak sawit.
Biodiesel adalah senyawa mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi
transesterifikasi antara trigliserida (minyak nabati seperti minyak kelapa sawit)
dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis. Katalis
yang digunakan dapat berupa asam (H2SO4, HCl, BF3) atau berupa basa (alkoksi
logam, alkali hidroksida), penggunaan katalis basa akan lebih mempercepat
reaksi.
Pengembangan biodiesel bertujuan untuk menciptakan bahan bakar yang
ramah lingkungan dan untuk menanggulangi krisis energi yang terjadi saat ini.
Berdasarkan Utomo (2011) keunggulan biodiesel adalah sebagai berikut :
1. Merupakan bahan bakar yang tidak beracun dan dapt dibiodegradasi
2. Mempunyai bilangan setana yang tinggi
3. Mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon, dan Nox
4. Terdapat dalam fase cair.
2.5
Transesterifikasi pada Biodiesel
Ester merupakan suatu senyawa turunan asam karboksilat dimana gugus
hidroksi dari asam karboksilat digantikan oleh gugus alkoksi. Esterifikasi
merupakan reaksi pembentukan ester antara asam karboksilat dan alkohol,
esterifikasi adalah reaksi ionik yang merupakan kombinasi dari reaksi adisi dan
penyusunan ulang (rearrangement)
Transesterifikasi atau alkoholisis adalah reaksi pertukaran gugus alkohol
dari suatu ester dengan ester lain. Kehadiran katalis (asam kuat atau basa kuat)
akan mempercepat pembentukan ester. Reaksi antara minyak atau lemak dengan
alkohol merupakan reaksi yang bersifat bolak-balik. Oleh sebab itu alkohol harus
ditambahkan berlebih untuk membuat reaksi berjalan kearah kanan (Syah, 2006).
2.6
Katalis dalam Sintesis Biodiesel
Sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi memerlukan katalis
untuk mempercepat terjadinya reaksi tersebut. Katalis yang biasa digunakan
adalah katalis basa homogen, seperti NaOH atau KOH. Namun, penggunaan
katalis ini memiliki banyak kekurangan, sehingga digunakan katalis heterogen.
Penggunaan katalis heterogen memberikan banyak keuntungan dikarenakan
katalis ini dapat dengan mudah dipisahkan dari produknya dengan filtrasi karena
fasanya berbeda dengan produknya, mudah diregenerasi, dapat digunakan
kembali, tidak menghasilkan produk samping berupa sabun jika bereaksi dengan
FFA, lebih ramah lingkungan, lebih murah, dan tidak bersifat korosif (Guan, dkk.,
2009, Georgogianni, dkk., 2009). Jenis katalis heterogen yang biasa digunakan
7
untuk sintesi biodiesel adalah biokatalis, CaO, Zeolit, dan resin penukar ion.
Dalam penelitian ini akan digunakan MgO/SiO2 sebagai katalis.
8
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Lokasi penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik dan Kimia
Fisik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri
Semarang dan Laboratorium Kimia Universitas Gajah Mada.
3.2
Variabel Penelitian
Penelitian ini menggunakan 3 variabel, yaitu :
3.2.1 Variabel Bebas
Variabel dalam penelitian ini adalah massa katalis MgO/SiO2 dan
temperatur reaksi transesterifikasi.
3.2.2 Variabel Terikat
Pada penelitian ini variabel terikat yang digunakan adalah karakterisasi
katalis dan senyawa hasil reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya pagar
menggunakan katalis MgO/SiO2.
3.2.3 Variabel Terkendali
Variabel terkendali dalam penelitian ini adalah minyak biji pepaya yang
digunakan, kecepatan pengadukan reaksi transesterifikasi, temperatur reaksi
transesterifikasi, kecepatan pengadukan pada sintesis SiO2, dan temperatur
kalsinasi.
3.3
Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain hotplate magnetic
stirrer, pengaduk magnetik, oven, neraca analitik, thermometer, XRD, FTIR, Gass
Chromatography nova, Quantachrome Instruments untuk adsorpsi N2, seperangkat
peralatan gelas, seperangkat alat refluks, corong pisah, ayakan totanas 100 mesh,
indikator universal.
3.3.2 Bahan
Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu
(bagasse), KOH (Merck), NaOH (Merck), HNO3, HCl, Mg Nitrat, akuades,
metanol (Merck), dan minyak biji pepaya.
3.4 Prosedur Kerja
3.4.1 Karakterisasi Minyak Biji Pepaya
3.4.1.1 Penentuan Angka Asam
9
Penentuan angka asam ini dilakukan untuk mengetahui harga bilangan
asam lemak bebas yang tidak lebih dari 2 % FFA menurut uji AOCS Cd 3-63 :
Penentuan angka asam ini dilakukan dengan melarutkan 5 g minyak jarak pagar
dengan 25 mL alkohol 95%, Kemudian memanaskan campuran larutan selama 10
menit diatas penangas air. Setelah dipanaskan, titrasi dengan KOH 0,1 N, sebelum
dititrasi ditambahkan beberapa tetes indikator PP. Kemudian menghitung jumlah
mg KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 5 g
minyak. Selanjutnya melakukan titrasi terhadap blanko.
3.4.1.2 Penentuan Angka Penyabunan
Penentuan angka penyabunan dilkukan dengan memasukkan 0,1 g minyak
kedalam labu bulat kemudian ditambahkan 12,5 mL KOH-alkoholis 0,5 N. Labu
bulat yang digunakan dihubungkan dengan pendingin balik (kondensor) kemudian
dipanaskan dengan hati-hati sampai tersabunkan dengan sempurna, yaitu butiran
minyak tidak terlihat lagi selam 30 menit. Setelah dingin, larutan ditambah
indikator fenolftalein lalu dititrasi dengan HCl 0,5 N sampai warna merah muda
menghilang. Pada penentuan angka penyabunan ini dilakukan juga titrasi blanko
sebagai pembanding.
3.4.2 Penyiapan abu ampas tebu
Sampel ampas tebu diambil 500 gram dan dibersihkan dari kotoran yang
terbawa dari pabrik, lalu dicuci dengan air sampai bersih. Ampas tebu dikeringkan
dalam oven selama ± 2 jam pada temperature 70oC. Ampas tebu yang telah
dikeringkan, diabukan dalam tungku (furnace) selama 3 Jam pada temperature
600oC sebanyak 100 g. Abu ampas tebu yang diperoleh digerus dan disaring
dengan ayakan 100 mesh.
3.4.3 Ekstraksi Silika dari Abu Ampas Tebu
Silika pada abu ampas tebu diekstrak menggunakan metode Nazriati dkk
(2014). 10 g abu ampas tebu yang didispersikan dalam 60 ml NaOH 2 N dalam
labu Erlenmeyer 250 ml. Campuran dididihkan selama 1 jam dengan pengadukan
konstan untuk melarutkan silika dan menghasilkan larutan natrium silikat.
Suspensi dibiarkan dingin sampai suhu kamar dan disaring melalui kertas filter
Whatman no. 41. Filtrat yang dihasilkan merupakan larutan natrium silikat.
Larutan natrium silikat diasamkan dengan HCl dengan pengaturan pH sampai
mencapai pH netral (7-8) sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Endapan gel
yang terbentuk disaring dengan kertas saring, dicuci berulang-ulang dan
dikeringkan pada suhu 200 C. Kemudian silika gel digerus untuk digunakan pada
preparasi katalis.
3.4.4 Preparasi Katalis
Penyiapan katalis dengan % loading MgO 0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10 %,
dilakukan dengan memasukkan padatan Silika ke dalam larutan Magnesium Nitrat
10
dalam air deionisasi. Kemudian menstirrer campuran larutan sambil dipanaskan
sampai campuran berbentuk seperti bubur, kemudian campuran dikeringkan
dalam oven hingga massanya konstan. Padatan putih yang diperoleh selanjutnya
dikalsinasi dalam furnace pada temperatur 450oC selama 4 jam.
3.4.5 Uji aktivitas katalis
Untuk mengevaluasi unjuk kerjanya, masing-masing katalis MgO/SiO2
diujicobakan pada reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya dengan fokus kajian
pengaruh massa katalis dan waktu reaksi transesterifikasi.
3.4.5.1 Transesterifikasi minyak biji pepaya dengan variasi temperatur
Transesterifikasi dilakukan pada labu reaksi leher tiga dengan kapasitas
250 mL dilengkapi kondensor dan pengaruh magnet yang ditempatkan pada
lempeng pemanas listrik. Kemudian menempatkan 30 mL minyak biji pepaya
dalam labu leher tiga. Minyak tersebut dipanaskan pada suhu 60oC sambil diaduk
selama 15 menit. Kemudian menambahkan metanol yang sebelumnya dipanaskan
pada suhu 60oC, dengan rasio volume metanol : minyak yaitu 6 : 1 secara
bersamaan, menambahkan MgO/SiO2 sebanyak 1%(%b/v) berat minyak lalu
direaksikan pada suhu 50oC, 60oC, dan 70oC selama 3 jam. Penentuan waktu
reaksi transesterifikasi dilakukan dengan teknik sampling setiap 1 jam, dan reaksi
berlangsung terus hingga 4 jam.
Teknik sampling dilakukan dengan mengambil sampel sebanyak 3 mL
dalam labu leher tiga. Sampel kemudian dilakukan pemisahan menggunakan
sentrifuge setelah itu dilakukan pemurnian dengan aquades panas. Pemurnian
dilakukan di dalam corong pisah. Setelah dimurnikan, sampel dipisahkan selama
30 menit dalam corong pisah setelah 30 menit, lapisan atas yang terbentuk
diambil untuk dianalisis menggunakan GC.
3.4.5.2 Transesterifikasi minyak biji pepaya pagar variasi katalis
Reaksi katalis ini dilakukan dengan mereaksikan 30 mL minyak biji
pepaya menggunakan metanol dengan rasio metanol : minyak = 6 :1 dan katalis
MgO/SiO2 dalam labu leher tiga dilengkapi kondensor dan pengaduk magnet.
Reaksi dilakukan dengan menggunakan variasi katalis MgO/SiO2
sebanyak 0,5 %, 1%, 1,5 %, dan 2 % (%b/v)- berat minyak, dan dilakukan selama
waktu optimum. Minyak biji pepaya sebanyak 30 mL dipanaskan pada suhu 60 C
sambil diaduk selama 15 menit. Kemudian menambahkan metanol yang
dipanaskan terlebih dahulu pada duhu 60 C dengan rasio metanol : minyak yaitu 6
: 1 secara bersamaan, menambahkan katalis MgO-SiO 2 sebanyak 0,5 % (%b/v)berat minyak lalu direaksikan pada suhu 60 C selama waktu optimum. Setelah
mencapai waktu optimum, pemanasan dan pengadukan dihentikan sehingga akan
didapatkan campuran minyak biji pepaya, metanol dan katalis. Selanjutnya
campuran tersebut didiamkan dalam corong pisah selama 1 hari kemudian
dipisahkan dalam corong pemisah.
11
BAB 4
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
A. Anggaran Biaya
Tabel 4.1 Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P
No
1
2
3
4
Jenis Pengeluaran
Peralatan penunjang
Bahan habis pakai
Perjalanan
Lain-lain: administrasi, publikasi, laporan, perizinan
Jumlah
Biaya (Rp)
6.873.000
1.635.000
1.800.000
1.192.000
11.500.000
B. Jadwal Kegiatan
Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan
No
1
2
3
4
5
6
Jenis Kegiatan
Tahap Persiapan
Tahap Penelitian I
Tahap Penelitian II
Tahap Analisis
Penyusunan Laporan
Penyerahan Laporan Akhir
Keterangan:
Pelaksanaan kegiatan
1
2
Bulan
3
4
5
12
DAFTAR PUSTAKA
Apriliani, Ade. 2010. Pemanfaatan arang ampas tebu sebagai Adsorben Ion
Logam Cd, Cr, Cu, dan Pb dalam air limbah. Skripsi. Jakarta : UIN syarif
Hidayatullah
Bird, T. 1993. Kimia Fisika untuk Universitas. Cetakan ke-2. Jakarta: Penerbit PT.
Gramedia Pustaka Utama.
Campbell, I. M. 1988. Catalysis at Surface. New York: Chapman and Hall Ltd.
Chang, R, .2010. Chemistry, Tenth Edition, Published by McGraw-Hill,.Pp 594
-599
ESDM, 2005, Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral ESDM,
http://www/esdm.go.id, (diakses 25 September 2015).
Foon, S. C. 2004. Kinetics Study on Transesterification of Palm Oil. Journal of
Oil Palm Research. Vol. 16 (2): 19-29.
Freedman, Pryde & Mounts. 1984. Variables Affecting the Yields of Fatty Esters
from Transesterified Vegetable Oils. Journal of the American Oil
Chemists' Society. Vol. 61 (10): 1638-1643.
Frenzer, G and Maier, W. F. 2006. Amorphorous Pourous Mixed Oxides : Sol-Gel
Gasser, R. P. H. 1987. An Introduction to Chemisorption and Catalysis by Metal.
Oxford: Oxford Science Publication, Clarendon Press.
KEA-Kebijakan Energi Alternatif, 2006, Executive Summary Sumber Energi
Alternatif
menuju
Ketahanan
Energi
Nasional,
http://www.lemhannas.go.id, (diakses 10 September 2015)
Martin. A. Swarbrik, J., dab Cammarata, A, 1993. Farmasi Fisik Dasar-Dasar
Farmasi Fisik dalam Ilmu Farmasi, Penerbit Universitas Indonesia,
Jakarta.
Moffat, J. B. 1990. Theoretical Aspects of Heterogeneouse Catalysis. New York:
Van Nostrand Reinhold.
Nurwijayadi, 1998. Petunjuk Praktikum Metalurgi Bahan Bakar Nuklir
Pengukuran Luas Muka, Pusat Pendidikan dan Latihan Badan Tenaga
Atom Nasional, Yogyakarta
Syah & Andi, N. A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar, Bahan Bakar Alternatif yang
Ramah Lingkungan. Depok: PT. Agro Media Pustaka.
Utomo, A.S. 2011. Preparasi NaOH/Zeolit Sebagai katalis heterogen untuk
sintesis biodiesel dari minyak goreng secara transesterifikasi. Depok : UI
Ways to a Highly Versatile Class of Materials and Catalysts.Annual Review of
Wijayanti, W.A. 2008. Pengelolaan Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.) di
Pabrik Gula Tjoekir PTPN X, Jombang, Jawa Timur; Studi Kasus
Pengaruh Bongkar Ratoon terhadap Peningkatan Produktivitas Tebu.
Skripsi IPB. Bogor.
Yuenmay, C. 2004. Transesterification of Palm Oil: Effect of Reaction Parameters.
Journal of Oil Palm Research. Vol. 16 (2): 4-5.
13
LAMPIRAN-LAMPIRAN
1. Biodata Ketua
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIM
5 Tempat dan Tanggal Lahir
6 E-mail
7 Nomor Telepon/HP
Catur Supriyanto
L
Kimia, S1
4311412060
Kendal, 23 Maret 1995
[email protected]
085713908903
B. Riwayat Pendidikan
SD
SDN 01
Pasigitan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
2000-2006
SMP
Mts Miftakhul
Khoirot
Branjang
2006-2009
SMA
SMA Islam
Sudirman
Ambarawa
IPA
2009-2012
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
1
2
Jenis Penghargaan
Lolos PKM Gagasan Tulis
Lolos PKM Karsa Cipta
Institusi Pemberi
Penghargaan
Dikti
Dikti
Tahun
2013
2014
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Catur Supriyanto)
14
2. Biodata Anggota 1
1
2
3
4
5
6
7
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
Fahmi Rizal
Laki-laki
Pendidikan Kimia
4301413074
Jepara, 1 desember 1995
[email protected]
085727090756
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SDN 03
Robayan
2001-2007
SMP
SMPN 01
Welahan
2007-2010
SMA
SMAN 01
Mayong
IPA
2010-2013
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Fahmi Rizal)
3.
Biodata Anggota 2
15
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIM
5 Tempat dan Tanggal Lahir
6 E-mail
7 Nomor Telepon/HP
Khayatun Nufus
P
Kimia
4311413018
Pekalongan, 02 April 1995
[email protected]
085697794284
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SD Negeri 1
Mauk Tangerang
2001-2007
SMP
SMPN 1 Mauk
Tangerang
2007-2010
SMA
SMAN 2 kab.
Tangerang
IPA
2010-2013
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Khayatun Nufus)
4.
Biodata Anggota 3
A. Identitas Diri
16
1
2
3
4
5
6
7
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
Luthfiati
P
Kimia
4311414042
Kuala Kapuas, 17 Maret 1997
[email protected]
081329500114
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SDN Selat Hilir
V Kuala
Kapuasa
2002-2008
SMP
SMA
SMPN 2 Kuala
Kapuas
SMAN 1 Kuala
Kapuas
2008-2011
IPA
2011-2014
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Luthfiati)
5.
Biodata Anggota 4
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
Johar Mahfudz
L
Kimia
17
4
5
6
7
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
4311415041
Kebumen, 13 Mei 1997
[email protected]
085729261413
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
MI Sultan Agung
Peniron
2003-2009
SMP
SMPN 3
Kebumen
2009-2012
SMA
SMAN 2
Kebumen
IPA
2012-2015
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Johar Mahfudz)
6.
Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIDN
Nuni Widiarti, S.Pd., M.Si.
P
Kimia
0028170804
18
5
6
7
Tempat dan Tanggal Lahir
E-mail
Nomor Telepon/HP
Magelang, 28 Oktober 1978
[email protected]
085741233155
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
S1
Universitas Negeri
Semarang
Kimia
1997-2001
S2
Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya
Kimia Non Hayati
2007-2009
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
Nama Pertemuan Ilmiah /
No
Judul Artikel Ilmiah
Seminar
Seminar Nasional Kimia Pengaruh jumlah Loading
dan Pendidikan Kimia
CuO terhadap aktivitas
1
(Kerjasama Unnes,
katalitik CuOTS-1 pada
Undip, Unsoed, UNS)
reaksi hidroksilasi benzena
Synthesis, characterization
9th Join onference on
and catalytic activity of
2
Chemistry
cuo/zno on phenol
oxidation
Waktu dan
Tempat
Sabtu, 6
Oktober
2012 di Unsoed,
Purwokerto
UNDIP,
Semarang
2014
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Nuni Widiarti, S.Pd., M.Si.)
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan
1. Peralatan Penunjang
Material
Justifikasi Pemakaian
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Gelas Beaker
1000 mL
Sintesis Silika dari
ampas tebu
1
65.000
Jumlah
(Rp)
65.000
19
Labu ukur 25
mL
Labu ukur
500 mL
Erlenmeyer
50 mL
Pipet volume
25 mL
Pipet volume
50 mL
Pipet volume
10 mL
Pipet tetes
Lumpang &
alu
pH Universal
Buret
Thermomete
r
Pembuatan larutan
3
95,000
285.000
Pembuatan larutan
1
175,000
175.000
5
22.000
110.000
2
35.000
70.000
1
55.000
55.000
1
33.000
33.000
3
2.500
7.500
Menggerus silika gel
1
35.000
35.000
Mengukur pH larutan
Mentitrasi minyak jarak
1
1
75.000
195.000
75.000
195.000
Mengukur suhu larutan
1
67.500
67.500
Oven
Mengeringkan ampas
tebu
1
500.000
500.000
GC
Karakterisasi biodiesel
50.000
700.000
150.000
900.000
6 sampel
200.000
1.200.000
6 sampel
350.000
2.100.000
6 sampel
50.000
300.000
Titrasi pada penetuan
angka asam
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan
GC-MS
Karakterisasi biodiesel
Karakterisasi luas
SAA
permukaan katalis
Karakterisasi
XRD
kristalinitas katalis
Karakterisasi gugus
FTIR
fungsi pada biodiesel
SUB TOTAL (Rp)
2.
14
sampel
6 sampel
6.873.000
Bahan Habis Pakai
Material
Ampas tebu
Pepaya
Magnesium
Justifikasi Pemakaian
Bahan utama dalam
penelitian
Bahan utama dalam
penelitian
Bahan utama dalam
Kuantita
s
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
3 Kg
100.000
300.000
2 Kg
50.000
100.000
100 g
375.000
375.000
20
Nitrat
penelitian
Asam Klorida
Ekstraksi/Pelarut
NaOH
Ekstraksi/Pelarut
Ethanol
Ekstraksi/Pelarut
Methanol
Ekstraksi/Pelarut
Aquades
Ekstraksi/Pelarut
SUB TOTAL (Rp)
3.
1L
1 Kg
1L
1L
25 L
30.000
68.000
397.800
51,500
12.500
30.000
68.000
398.000
51.500
312.500
1.635.000
Perjalanan
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
Material
Justifikasi Perjalanan
Kuantita
s
Perjalanan ke
toko kimia
/Semarang
Perjalanan ke
UGM/Yogyakarta
Perjalanan ke
UM/Malang
Pembelian bahan dan
alat dan Mencetak
Banner
1
400.000
400.000
Karakterisasi GC-MS
1
500.000
500.000
Karakterisasi XRD
1
900.000
900.000
1.800.00
0
SUB TOTAL (Rp)
4.
Lain-lain
Material
Justifikasi Perjalanan
Perizinan Lab. dan
perawatan
Penggunaan Lab
Laboratoriu
organik dan Lab
m
instrument
Publikasi dan
Publikasi,
dokumentasi kegiatan
dokumentasi
dan hasil penelitian
Pembuatan laporan
Laporan
penelitian
SUB TOTAL (Rp)
Total (Keseluruhan)
Administrasi
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
1
200.000
200.000
2
250.000
500.000
1
350.000
350.000
1
300.000
342.000
1.192.000
11.500.000
21
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
N
o
1
2
Nama/NIM
Catur Supriyanto
/ 4311412060
Luthfiati /
4311414042
Program
Studi
Bidang
Alokasi
Waktu
(jam/minggu)
Kimia, S1 Anorganik
8
Kimia, S1
8
Organik
Uraian
Tugas
Ketua,
koordinasi,
proposal,
analisis,
pembahasan,
penelitian
Sekretaris,
laporan,
logbook,
22
3
Khayatun
Nufus /
4311413018
Kimia, S1
Organik
8
4
Fahmi Rizal /
4301413074
Pend.
Kimia, S1
Analitik
8
5
Johar Mahfudz /
4311415041
Kimia, S1 Anorganik
8
analisis
penelitian
Bendahara,
estimasi
dana,
pembelian
bahan dan
alat, analisis
penelitian
Humas,
perizinan,
publikasi,
dokumentasi
, analisis
penelitian
Humas,
perizinan,
publikasi,
dokumentasi
, analisis
penelitian
23
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Gedung H Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang 50229
Telepon: 024-8508091, 8508092
Laman Web: http://unnes.ac.id, e-mail: [email protected]
SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Catur Supriyanto
NIM
: 4311412060
Program Studi : Kimia
Fakultas
: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dengan ini menyatakan bahwa proposal PKM-P saya dengan judul:
“KARAKTERISASI KATALIS MgO/SiO2 DARI ABU AMPAS TEBU DAN
APLIKASINYA PADA REAKSI TRANSESTERIFIKASI MINYAK BIJI
PEPAYA” yang diusulkan untuk tahun anggaran 2016 bersifat original dan belum
pernah dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku
dan mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenarbenarnya.
Semarang, 2 Oktober 2015
Mengetahui,
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Universitas Negeri Semarang
Yang menyatakan,
(Dr. Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Catur Supriyanto)
NIM. 4311412060
JUDUL PROGRAM
OPTIMALISASI REAKSI TRANSESTERIFIKASI MINYAK BIJI
PEPAYA MENGGUNAKAN KATALIS MgO/SiO2 DARI ABU
AMPAS TEBU
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Catur Supriyanto
4311412060/2012
Fahmi Rizal
4301413074/2013
Khayatun Nufus
4311413018/2013
Luthfiati
4311414042/2014
Johar Mahfudz
4311415041/2015
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2015
1
PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN
1. Judul Kegiatan
2. Bidang Kegiatan
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
b. NIM
c. Jurusan
d. Universitas/Institut/Politeknik
e. Alamat Rumah dan No HP
f. Alamat email
4. Anggota Pelaksana Kegiatan
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
b. NIDN
c. Alamat Rumah dan No HP
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber lain
7. Jangka Waktu Pelaksanaan
: Optimalisasi Reaksi Transesterifikasi
Minyak Biji Pepaya Menggunakan
Katalis MgO/SiO2 dari Abu Ampas Tebu
: PKM-P
: Catur Supriyanto
: 4311412060
: Kimia
: Universitas Negeri Semarang
: Pasigitan 02/01 Kecamatan Boja
Kabupaten Kendal
: [email protected]
: 4 Orang
: Nuni Widiarti, S.Pd, M.Si
: 0028107804
: Mangunsari Rt 5/4 Gunungpati
Semarang
: Rp. 11.500.000
:: 4 bulan
Semarang, 2 Oktober 2015
Menyetujui
Ketua Jurusan Kimia
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dra. Woro Sumarni, M.Si)
NIP. 196507231993032001
(Catur Supriyanto)
NIM. 4311412060
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Universitas Negeri Semarang
Dosen Pendamping
(Dr. Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Nuni Widiarti, S.Pd, M.Si)
NIDN 0028107804
2
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii
RINGKASAN .......................................................................................................iv
BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 2
1.4 Luaran yang Diharapkan ............................................................................ 2
1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3
2.1 Abu Ampas Tebu......................................................................................... 3
2.2 Silika (SiO2)................................................................................................ 4
2.3 Magnesium Silikat (MgO-SiO2)................................................................. 4
2.4 Biodiesel..................................................................................................... 4
2.5 Transesterifikasi pada Biodiesel................................................................. 5
2.6 Katalis dalam Sintesis Biodiesel................................................................. 5
BAB 3 METODE PENELITIAN .......................................................................... 6
3.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 6
3.2 Variabel Penelitian ..................................................................................... 6
3.3 Alat dan Bahan ........................................................................................... 6
3.4 Prosedur Kerja ........................................................................................... 6
BAB 4 BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ........................................................ 9
4.1 Anggaran Biaya ......................................................................................... 9
4.2 Jadwal Kegiatan ......................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 10
LAMPIRAN.......................................................................................................... 11
3
RINGKASAN
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi MgO/SiO2
dari abu ampas tebu serta aplikasinya sebagai katalis reaksi transesterifikasi..
Dengan adanya katalis MgO/SiO2 ini diharapkan dapat meningkatkan efektivitas
reaksi transesterifikasi untuk menghasilkan hasil konversi yang lebih tinggi.
Preparasi katalis MgO/SiO2 dalam penelitian ini dilakukan dengan mengekstrak
Silika dari abu ampas tebu. Kemudian Silika yang didapatkan akan didopping
kedalam MgO dengan metode Impregnasi. Penelitian ini menggunakan ampas
tebu sebagai bahan baku SiO2 karena ampas tebu memiliki kandungan silika yang
tinggi dan juga pemanfaatan ampas tebu masih kurang maksimal, hanya 40 % dari
ampas tebu yang masih digunakan dalam pabrik gula.
Untuk mendukung penelitian ini diperlukan alat khusus untuk mengetahui
karakter katalis MgO/SiO2. Tahap awal adalah mengkonfirmasi terbentuknya
katalis MgO/SiO2, alat yang digunakan yaitu FTIR. Kemudian untuk mengetahui
luas permukaan katalis, digunakan SAA (Surface Area Analizer). Kemudian untuk
mengetahui biodiesel yang terbentuk, digunakan GC (Gas Chromatography).
XRD (X-Ray Diffraction) diperlukan untuk mendeteksi kristal MgO/SiO2 yang
terbentuk. Tahap akhir dari penelitian ini adalah penerapan katalis MgO/SiO2
pada reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya. Dengan menggunakan variasi
jumlah katalis dan temperatur reaksi transesterifikasi diharapkan dapat
menghasilkan konversi biodiesel yang lebih optimal.
Penelitian ini ditargetkan akan selesai dalam jangka waktu 5 bulan, mulai dari
tahap persiapan pada bulan pertama, kemudian tahap penelitian dilakukan selama
3 bulan. Pada bulan ke-4 adalah proses analisis serta aplikasinya dan bulan
terakhir merupakan penyusunan laporan hasil penelitian.
4
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Konsumsi bahan bakar minyak (BBM) di Indonesia semakin meningkat.
Pemerintah telah mengeluarkan kebijakan pengurangan subsidi bahan bakar
minyak untuk menekan defisit APBN dan menyesuaikan harga bahan bakar
minyak dengan harga pasar internasional.
Kebijakan tersebut berakibat naiknya harga BBM. Minyak bumi
merupakan bahan baku BBM yang tergolong bahan bakar yang tidak terbarukan.
Apabila penggunaan bahan bakar ini dilakukan secara terus menerus akan
memperbesar kemungkinan timbulnya krisis energi pada masa yang akan datang.
(Qoniah, 2011)
Oleh karena itu untuk mengatasi persoalan tersebut perlu adanya sumber
bahan baku yang terbarukan yang berkesinambungan terus pengadaannya
(renewable) dalam upaya meningkatkan security of supply dan mengurangi
kuantitas impor bahan bakar dan utamanya dapat digunakan sebagai energi
alternatif pengganti bahan baku minyak bumi. Salah satunya adalah biodiesel
yang dapat digunakan untuk menggantikan solar. (KEA-Kebijakan Energi
Alternatif, 2006)
Biodiesel dapat diperoleh melalui transesterifikasi trigliserida dan atau
reaksi esterifikasi asam lemak bebas tergantung dari kualitas minyak yang
digunakan. (Hikmah dan Zuliyana, 2011)
Sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi membutuhkan katalis.
Katalis memegang peranan yang sangat penting dalam proses pembuatan
biodiesel. Katalis digunakan untuk memecahkan minyak nabati dan menghasilkan
ester. Pemakaian katalis dapat mempengaruhi reaksi yang terjadi antara minyak
dan alkohol. Tanpa adanya katalis reaksi akan berjalan dengan sangat lambat.
(Mittlebach, 2004)
Katalis terbagi menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis
basa heterogen lebih efektif dari pada katalis asam dan enzim (Helwani, dkk.,
2009). Hal ini disebabkan laju reaksi pembuatan biodiesel dengan katalis basa
heterogen lebih cepat dari pada katalis asam (Zabeti, dkk., 2009, Lam, dkk.,
2010). Oleh karena itu untuk saat ini lebih dikembangkan pada katalis heterogen.
Jenis katalis heterogen yang biasa digunakan untuk sintesis biodiesel, seperti
SO42-/SnO2 dam SO42-/ZrO2 pada minyak sawit (Jitputti, dkk., 2006), KNO3/Al2O3
pada minyak kedelai (Xie, dkk., 2006), CaO pada minyak jarak (Huaping, dkk.,
2006). Dalam penelitian ini akan digunakan MgO/SiO2 sebagai katalis.
Salah satu material yang umum digunakan sebagai penyangga katalis
heterogen adalah silika. Silika banyak digunakan karena merupakan padatan
pendukung yang memiliki kelebihan yaitu stabil pada kondisi asam, inert, biaya
2
sintesis rendah, memiliki karakteristik pertukaran massa yang tinggi, porositas,
luas permukaan, dan memiliki daya tahan tinggi terhadap panas. (Na, dkk., 2006).
Salah satu kendala terkait bahan baku silika adalah harganya yang mahal,
sehingga pencarian sumber lain yang lebih ekonomis masih sangat diperlukan.
Salah satu sumber silika yang potensif untuk dimanfaatkan adalah ampas tebu
yang merupakan limbah dari pengelolaan gula tebu. Menurut penelitian Hanafi,
dkk (2010), abu ampas tebu mengandung silika yang cukup tinggi, yaitu 71%.
Berdasarkan permasalahan yang telah diuraikan, penelitian ini
memanfaatkan limbah dari ampas tebu sebagai bahan baku silika yang akan
dikombinasikan dengan oksida alkali (MgO) untuk mengurangi sifat homogenitas
logam golongan II tersebut dan untuk meningkatkan aktivitas katalis agar
mendapatkan biodiesel dengan konversi yang tinggi.
1.2 Rumusan Masalah
1.
2.
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka permasalahan yang diteliti
dirumuskan sebagai berikut :
Bagaimana karakteristik katalis MgO/SiO2 hasil sintesis dari abu ampas
tebu?
Berapakah temperatur reaksi dan jumlah katalis optimum pada proses sintesis
biodiesel dari minyak biji pepaya dengan menggunakan katalis MgO/SiO2 ?
1.3 Tujuan Penelitian
1.
2.
Tujuan penelitian ini adalah
Mengetahui karakteristik katalis MgO/SiO2 hasil sintesis dari abu ampas tebu.
Mengetahui temperatur reaksi dan jumlah katalis optimum pada
transesterifikasi minyak biji pepaya dengan menggunakan katalis MgO/SiO2
1.4 Luaran yang Diharapkan
Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan salah satu alternatif pemanfaatan
limbah ampas tebu untuk preparasi katalis MgO/SiO2 yang dapat
dimanfaatkan pada reaksi transesterifikasi agar mendapatkan jumlah konversi
yang lebih optimal.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Bagi masyarakat, penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi
kepada pemerintah dan masyarakat tentang pemanfaatan ampas tebu sebagai
bahan baku SiO2.
2. Bagi IPTEK, mengembangkan macam katalis untuk transesterifikasi minyak
biji pepaya dengan memberikan informasi mengenai karakteristik dari katalis
MgO/SiO2.
3
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Abu Ampas Tebu
Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) tergolong dalam famili
Graminae yaitu rumput-rumputan. Saccharum officinarum merupakan spesies
paling penting dalam genus Saccharum sebab kandungan sukrosanya paling tinggi
dan kandungan seratnya paling rendah (Wijayanti, 2008).
Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, merupakan limbah yang dari
proses ekstraksi batang tebu. Ampas tebu (bagase) adalah bahan sisa berserat dari
batang tebu yang telah mengalami ekstraksi niranya dan banyak mengandung
parenkim serta tidak tahan disimpan karena mudah terserang jamur. Dalam satu
kali proses ektraksi dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40 % dari berat tebu yang
digiling secara keseluruhan. Dari sekian banyak ampas tebu yang dihasilkan, baru
sekitar 50 % yang sudah dimanfaatkan misalnya sebagai bahan bakar dalam
proses produksi. Namun selebihnya masih menjadi limbah yang perlu penanganan
lebih serius untuk diolah kembali. Secara kimiawi, komponen utama penyusun
ampas tebu adalah serat yang didalamnya terkandung selulosa, poliosa seperti
hemiselulosa dan lignin. Susunan ketiga komponen tersebut dalam ampas tebu
hampir sama dengan susunan yang ada dalam tanaman monokotil berkayu lunak.
(Apriliani, 2010)
Ampas tebu merupakan sisa bagian batang tebu dalam proses ekstraksi
tebu yang memiliki kadar air berkisar 46-52 %, kadar serat 43-52 % dan padatan
terlarut sekitar 2-6% (Puri, 2011).
Komposisi kimia dari abu pembakaran ampas tebu disajikan dalam tabel berikut.
Senyawa
Komposisi %
SiO2
70.97
Al2O3
0.33
Fe2O3
0.36
K2O
4.82
Na2O
0.43
MgO
0.82
C5H10O5
C7H10O3
22.27
C5H9O4
Sumber : Hasil analisa No.426/LT AKI/XI/99 oleh Team Afilliansi dan Konsultasi
Industri ITS Surabaya
5
2.2
Silika (SiO2)
Silika adalah senyawa kimia dengan rumus molekul SiO 2, atau nama lain
yaitu oksida silikon (silicon dioxside). Silika merupakan oksida logam golongan
IV dengan satuan struktur primer tehtrahedron SiO 4, dimana satu atom silika
dikelilingi oleh empat atom oksigen sebagai mana ditunjukkan pada Gambar 2.1,
gaya-gaya yang mengikat tetrahedral ini berasal dari ikatan ionik dan kovalen oleh
karena itu ikatan tetrahedral kuat. Pada SiO 2 murni tidak terdapat ion logam dan
setiap atom oksigen merupakan atom penghubung antara dua atom silicon dan
setiap atom silicon dikelilingi oleh empat atom oksigen (Vlack, 1994).
Komponen inti aktif (asam, basa, atau logam) dapat ditempatkan kedalam
suatu bahan penyangga berpori seperti silika, diharapkan dapat terdispersi secara
merata ke seluruh permukaan dan pori penyangga. Teknik penempelan inti aktif
kedalam penyangga yang biasa digunakan adalah dengan cara impregnasi yang
kemudian diaktivasi dengan pemanasan (kalsinasi). (Utomo, 2011)
2.3
Magnesium Silikat (MgO-SiO2)
Magnesium silikat adalah material komposit yang terdiri dari dua bahan
baku utama yaitu magnesium oksida (MgO) dan silika (SiO 2) yang berbentuk
bubuk (powder) putih, amorf, tidak berbau dan tidak larut dalam air
(Arisurya,2009).
Mineral yang terkandung dalam magnesium silikat terdiri dari forsterite
(Mg2SiO4), estantite (MgSiO3) (Zevenhoven dan Kohlman, 2001). Berdasarkan
penelitian yang telah dilakukan oleh Saberi et al., (2007), menyatakan bahwa
komposit MgO-SiO2 yang berupa forsterite akan mulai terbentuk pada suhu
730°C dalam bentuk amorf dan pada suhu 800-1000°C akan terbentuk forsterite
dalam bentuk kristal. Sedangkan Pada penelitian yang dilakukan Ni et al, (2007)
menyatakan bahwa enstatite dikenal dengan rumus kimia Mg2Si2O6 atau MgSiO3
terbentuk pada suhu 1100 °C.
Senyawa ini juga mampu mengurangi kandungan mono dan digliserida,
asam lemak bebas, gliserol bebas dan total gliserol, metanol, klorofil, air, serta
sedimen pada biodiesel (Bryan, 2005). Aplikasi lain dari magnesium silikat adalah
dalam bidang fuel berdasarkan kemampuannya sebagai adsorpsi aflatoksin dalam
gandum dan sebagai adsorben untuk studi adsorpsi asam lemak bebas (Free Fatty
Acids atau FFA) dalam minyak sawit mentah (Crude Palm Oil atau CPO)
(Clowutimon et al., 2011). Senyawa ini akan menyerap asam lemak bebas
menggunakan ikatan hidrogen yang terjadi antara gugus karbonil (C=O) asam
lemak dengan permukaan gugus silanol (Si-O-H) pada senyawa tersebut
(Clowutimon et al., 2011).
2.4
Biodiesel
6
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang digunakan untuk mesin
diesel. Secara teknis biodiesel terbuat dari minyak nabati dan lemak hewan dan
merupakan sumberdaya yang dapat diperbaharui karena pada umumnya dapat
diekstrak dari berbagai hasil produk pertanian misalnya minyak kacang kedelai,
minyak kelapa, minyak bunga matahari maupun minyak sawit.
Biodiesel adalah senyawa mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi
transesterifikasi antara trigliserida (minyak nabati seperti minyak kelapa sawit)
dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis. Katalis
yang digunakan dapat berupa asam (H2SO4, HCl, BF3) atau berupa basa (alkoksi
logam, alkali hidroksida), penggunaan katalis basa akan lebih mempercepat
reaksi.
Pengembangan biodiesel bertujuan untuk menciptakan bahan bakar yang
ramah lingkungan dan untuk menanggulangi krisis energi yang terjadi saat ini.
Berdasarkan Utomo (2011) keunggulan biodiesel adalah sebagai berikut :
1. Merupakan bahan bakar yang tidak beracun dan dapt dibiodegradasi
2. Mempunyai bilangan setana yang tinggi
3. Mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon, dan Nox
4. Terdapat dalam fase cair.
2.5
Transesterifikasi pada Biodiesel
Ester merupakan suatu senyawa turunan asam karboksilat dimana gugus
hidroksi dari asam karboksilat digantikan oleh gugus alkoksi. Esterifikasi
merupakan reaksi pembentukan ester antara asam karboksilat dan alkohol,
esterifikasi adalah reaksi ionik yang merupakan kombinasi dari reaksi adisi dan
penyusunan ulang (rearrangement)
Transesterifikasi atau alkoholisis adalah reaksi pertukaran gugus alkohol
dari suatu ester dengan ester lain. Kehadiran katalis (asam kuat atau basa kuat)
akan mempercepat pembentukan ester. Reaksi antara minyak atau lemak dengan
alkohol merupakan reaksi yang bersifat bolak-balik. Oleh sebab itu alkohol harus
ditambahkan berlebih untuk membuat reaksi berjalan kearah kanan (Syah, 2006).
2.6
Katalis dalam Sintesis Biodiesel
Sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi memerlukan katalis
untuk mempercepat terjadinya reaksi tersebut. Katalis yang biasa digunakan
adalah katalis basa homogen, seperti NaOH atau KOH. Namun, penggunaan
katalis ini memiliki banyak kekurangan, sehingga digunakan katalis heterogen.
Penggunaan katalis heterogen memberikan banyak keuntungan dikarenakan
katalis ini dapat dengan mudah dipisahkan dari produknya dengan filtrasi karena
fasanya berbeda dengan produknya, mudah diregenerasi, dapat digunakan
kembali, tidak menghasilkan produk samping berupa sabun jika bereaksi dengan
FFA, lebih ramah lingkungan, lebih murah, dan tidak bersifat korosif (Guan, dkk.,
2009, Georgogianni, dkk., 2009). Jenis katalis heterogen yang biasa digunakan
7
untuk sintesi biodiesel adalah biokatalis, CaO, Zeolit, dan resin penukar ion.
Dalam penelitian ini akan digunakan MgO/SiO2 sebagai katalis.
8
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Lokasi penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik dan Kimia
Fisik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri
Semarang dan Laboratorium Kimia Universitas Gajah Mada.
3.2
Variabel Penelitian
Penelitian ini menggunakan 3 variabel, yaitu :
3.2.1 Variabel Bebas
Variabel dalam penelitian ini adalah massa katalis MgO/SiO2 dan
temperatur reaksi transesterifikasi.
3.2.2 Variabel Terikat
Pada penelitian ini variabel terikat yang digunakan adalah karakterisasi
katalis dan senyawa hasil reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya pagar
menggunakan katalis MgO/SiO2.
3.2.3 Variabel Terkendali
Variabel terkendali dalam penelitian ini adalah minyak biji pepaya yang
digunakan, kecepatan pengadukan reaksi transesterifikasi, temperatur reaksi
transesterifikasi, kecepatan pengadukan pada sintesis SiO2, dan temperatur
kalsinasi.
3.3
Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain hotplate magnetic
stirrer, pengaduk magnetik, oven, neraca analitik, thermometer, XRD, FTIR, Gass
Chromatography nova, Quantachrome Instruments untuk adsorpsi N2, seperangkat
peralatan gelas, seperangkat alat refluks, corong pisah, ayakan totanas 100 mesh,
indikator universal.
3.3.2 Bahan
Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas tebu
(bagasse), KOH (Merck), NaOH (Merck), HNO3, HCl, Mg Nitrat, akuades,
metanol (Merck), dan minyak biji pepaya.
3.4 Prosedur Kerja
3.4.1 Karakterisasi Minyak Biji Pepaya
3.4.1.1 Penentuan Angka Asam
9
Penentuan angka asam ini dilakukan untuk mengetahui harga bilangan
asam lemak bebas yang tidak lebih dari 2 % FFA menurut uji AOCS Cd 3-63 :
Penentuan angka asam ini dilakukan dengan melarutkan 5 g minyak jarak pagar
dengan 25 mL alkohol 95%, Kemudian memanaskan campuran larutan selama 10
menit diatas penangas air. Setelah dipanaskan, titrasi dengan KOH 0,1 N, sebelum
dititrasi ditambahkan beberapa tetes indikator PP. Kemudian menghitung jumlah
mg KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 5 g
minyak. Selanjutnya melakukan titrasi terhadap blanko.
3.4.1.2 Penentuan Angka Penyabunan
Penentuan angka penyabunan dilkukan dengan memasukkan 0,1 g minyak
kedalam labu bulat kemudian ditambahkan 12,5 mL KOH-alkoholis 0,5 N. Labu
bulat yang digunakan dihubungkan dengan pendingin balik (kondensor) kemudian
dipanaskan dengan hati-hati sampai tersabunkan dengan sempurna, yaitu butiran
minyak tidak terlihat lagi selam 30 menit. Setelah dingin, larutan ditambah
indikator fenolftalein lalu dititrasi dengan HCl 0,5 N sampai warna merah muda
menghilang. Pada penentuan angka penyabunan ini dilakukan juga titrasi blanko
sebagai pembanding.
3.4.2 Penyiapan abu ampas tebu
Sampel ampas tebu diambil 500 gram dan dibersihkan dari kotoran yang
terbawa dari pabrik, lalu dicuci dengan air sampai bersih. Ampas tebu dikeringkan
dalam oven selama ± 2 jam pada temperature 70oC. Ampas tebu yang telah
dikeringkan, diabukan dalam tungku (furnace) selama 3 Jam pada temperature
600oC sebanyak 100 g. Abu ampas tebu yang diperoleh digerus dan disaring
dengan ayakan 100 mesh.
3.4.3 Ekstraksi Silika dari Abu Ampas Tebu
Silika pada abu ampas tebu diekstrak menggunakan metode Nazriati dkk
(2014). 10 g abu ampas tebu yang didispersikan dalam 60 ml NaOH 2 N dalam
labu Erlenmeyer 250 ml. Campuran dididihkan selama 1 jam dengan pengadukan
konstan untuk melarutkan silika dan menghasilkan larutan natrium silikat.
Suspensi dibiarkan dingin sampai suhu kamar dan disaring melalui kertas filter
Whatman no. 41. Filtrat yang dihasilkan merupakan larutan natrium silikat.
Larutan natrium silikat diasamkan dengan HCl dengan pengaturan pH sampai
mencapai pH netral (7-8) sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Endapan gel
yang terbentuk disaring dengan kertas saring, dicuci berulang-ulang dan
dikeringkan pada suhu 200 C. Kemudian silika gel digerus untuk digunakan pada
preparasi katalis.
3.4.4 Preparasi Katalis
Penyiapan katalis dengan % loading MgO 0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10 %,
dilakukan dengan memasukkan padatan Silika ke dalam larutan Magnesium Nitrat
10
dalam air deionisasi. Kemudian menstirrer campuran larutan sambil dipanaskan
sampai campuran berbentuk seperti bubur, kemudian campuran dikeringkan
dalam oven hingga massanya konstan. Padatan putih yang diperoleh selanjutnya
dikalsinasi dalam furnace pada temperatur 450oC selama 4 jam.
3.4.5 Uji aktivitas katalis
Untuk mengevaluasi unjuk kerjanya, masing-masing katalis MgO/SiO2
diujicobakan pada reaksi transesterifikasi minyak biji pepaya dengan fokus kajian
pengaruh massa katalis dan waktu reaksi transesterifikasi.
3.4.5.1 Transesterifikasi minyak biji pepaya dengan variasi temperatur
Transesterifikasi dilakukan pada labu reaksi leher tiga dengan kapasitas
250 mL dilengkapi kondensor dan pengaruh magnet yang ditempatkan pada
lempeng pemanas listrik. Kemudian menempatkan 30 mL minyak biji pepaya
dalam labu leher tiga. Minyak tersebut dipanaskan pada suhu 60oC sambil diaduk
selama 15 menit. Kemudian menambahkan metanol yang sebelumnya dipanaskan
pada suhu 60oC, dengan rasio volume metanol : minyak yaitu 6 : 1 secara
bersamaan, menambahkan MgO/SiO2 sebanyak 1%(%b/v) berat minyak lalu
direaksikan pada suhu 50oC, 60oC, dan 70oC selama 3 jam. Penentuan waktu
reaksi transesterifikasi dilakukan dengan teknik sampling setiap 1 jam, dan reaksi
berlangsung terus hingga 4 jam.
Teknik sampling dilakukan dengan mengambil sampel sebanyak 3 mL
dalam labu leher tiga. Sampel kemudian dilakukan pemisahan menggunakan
sentrifuge setelah itu dilakukan pemurnian dengan aquades panas. Pemurnian
dilakukan di dalam corong pisah. Setelah dimurnikan, sampel dipisahkan selama
30 menit dalam corong pisah setelah 30 menit, lapisan atas yang terbentuk
diambil untuk dianalisis menggunakan GC.
3.4.5.2 Transesterifikasi minyak biji pepaya pagar variasi katalis
Reaksi katalis ini dilakukan dengan mereaksikan 30 mL minyak biji
pepaya menggunakan metanol dengan rasio metanol : minyak = 6 :1 dan katalis
MgO/SiO2 dalam labu leher tiga dilengkapi kondensor dan pengaduk magnet.
Reaksi dilakukan dengan menggunakan variasi katalis MgO/SiO2
sebanyak 0,5 %, 1%, 1,5 %, dan 2 % (%b/v)- berat minyak, dan dilakukan selama
waktu optimum. Minyak biji pepaya sebanyak 30 mL dipanaskan pada suhu 60 C
sambil diaduk selama 15 menit. Kemudian menambahkan metanol yang
dipanaskan terlebih dahulu pada duhu 60 C dengan rasio metanol : minyak yaitu 6
: 1 secara bersamaan, menambahkan katalis MgO-SiO 2 sebanyak 0,5 % (%b/v)berat minyak lalu direaksikan pada suhu 60 C selama waktu optimum. Setelah
mencapai waktu optimum, pemanasan dan pengadukan dihentikan sehingga akan
didapatkan campuran minyak biji pepaya, metanol dan katalis. Selanjutnya
campuran tersebut didiamkan dalam corong pisah selama 1 hari kemudian
dipisahkan dalam corong pemisah.
11
BAB 4
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
A. Anggaran Biaya
Tabel 4.1 Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P
No
1
2
3
4
Jenis Pengeluaran
Peralatan penunjang
Bahan habis pakai
Perjalanan
Lain-lain: administrasi, publikasi, laporan, perizinan
Jumlah
Biaya (Rp)
6.873.000
1.635.000
1.800.000
1.192.000
11.500.000
B. Jadwal Kegiatan
Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan
No
1
2
3
4
5
6
Jenis Kegiatan
Tahap Persiapan
Tahap Penelitian I
Tahap Penelitian II
Tahap Analisis
Penyusunan Laporan
Penyerahan Laporan Akhir
Keterangan:
Pelaksanaan kegiatan
1
2
Bulan
3
4
5
12
DAFTAR PUSTAKA
Apriliani, Ade. 2010. Pemanfaatan arang ampas tebu sebagai Adsorben Ion
Logam Cd, Cr, Cu, dan Pb dalam air limbah. Skripsi. Jakarta : UIN syarif
Hidayatullah
Bird, T. 1993. Kimia Fisika untuk Universitas. Cetakan ke-2. Jakarta: Penerbit PT.
Gramedia Pustaka Utama.
Campbell, I. M. 1988. Catalysis at Surface. New York: Chapman and Hall Ltd.
Chang, R, .2010. Chemistry, Tenth Edition, Published by McGraw-Hill,.Pp 594
-599
ESDM, 2005, Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral ESDM,
http://www/esdm.go.id, (diakses 25 September 2015).
Foon, S. C. 2004. Kinetics Study on Transesterification of Palm Oil. Journal of
Oil Palm Research. Vol. 16 (2): 19-29.
Freedman, Pryde & Mounts. 1984. Variables Affecting the Yields of Fatty Esters
from Transesterified Vegetable Oils. Journal of the American Oil
Chemists' Society. Vol. 61 (10): 1638-1643.
Frenzer, G and Maier, W. F. 2006. Amorphorous Pourous Mixed Oxides : Sol-Gel
Gasser, R. P. H. 1987. An Introduction to Chemisorption and Catalysis by Metal.
Oxford: Oxford Science Publication, Clarendon Press.
KEA-Kebijakan Energi Alternatif, 2006, Executive Summary Sumber Energi
Alternatif
menuju
Ketahanan
Energi
Nasional,
http://www.lemhannas.go.id, (diakses 10 September 2015)
Martin. A. Swarbrik, J., dab Cammarata, A, 1993. Farmasi Fisik Dasar-Dasar
Farmasi Fisik dalam Ilmu Farmasi, Penerbit Universitas Indonesia,
Jakarta.
Moffat, J. B. 1990. Theoretical Aspects of Heterogeneouse Catalysis. New York:
Van Nostrand Reinhold.
Nurwijayadi, 1998. Petunjuk Praktikum Metalurgi Bahan Bakar Nuklir
Pengukuran Luas Muka, Pusat Pendidikan dan Latihan Badan Tenaga
Atom Nasional, Yogyakarta
Syah & Andi, N. A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar, Bahan Bakar Alternatif yang
Ramah Lingkungan. Depok: PT. Agro Media Pustaka.
Utomo, A.S. 2011. Preparasi NaOH/Zeolit Sebagai katalis heterogen untuk
sintesis biodiesel dari minyak goreng secara transesterifikasi. Depok : UI
Ways to a Highly Versatile Class of Materials and Catalysts.Annual Review of
Wijayanti, W.A. 2008. Pengelolaan Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.) di
Pabrik Gula Tjoekir PTPN X, Jombang, Jawa Timur; Studi Kasus
Pengaruh Bongkar Ratoon terhadap Peningkatan Produktivitas Tebu.
Skripsi IPB. Bogor.
Yuenmay, C. 2004. Transesterification of Palm Oil: Effect of Reaction Parameters.
Journal of Oil Palm Research. Vol. 16 (2): 4-5.
13
LAMPIRAN-LAMPIRAN
1. Biodata Ketua
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIM
5 Tempat dan Tanggal Lahir
6 E-mail
7 Nomor Telepon/HP
Catur Supriyanto
L
Kimia, S1
4311412060
Kendal, 23 Maret 1995
[email protected]
085713908903
B. Riwayat Pendidikan
SD
SDN 01
Pasigitan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
2000-2006
SMP
Mts Miftakhul
Khoirot
Branjang
2006-2009
SMA
SMA Islam
Sudirman
Ambarawa
IPA
2009-2012
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
1
2
Jenis Penghargaan
Lolos PKM Gagasan Tulis
Lolos PKM Karsa Cipta
Institusi Pemberi
Penghargaan
Dikti
Dikti
Tahun
2013
2014
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Catur Supriyanto)
14
2. Biodata Anggota 1
1
2
3
4
5
6
7
A. Identitas Diri
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
Fahmi Rizal
Laki-laki
Pendidikan Kimia
4301413074
Jepara, 1 desember 1995
[email protected]
085727090756
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SDN 03
Robayan
2001-2007
SMP
SMPN 01
Welahan
2007-2010
SMA
SMAN 01
Mayong
IPA
2010-2013
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Fahmi Rizal)
3.
Biodata Anggota 2
15
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIM
5 Tempat dan Tanggal Lahir
6 E-mail
7 Nomor Telepon/HP
Khayatun Nufus
P
Kimia
4311413018
Pekalongan, 02 April 1995
[email protected]
085697794284
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SD Negeri 1
Mauk Tangerang
2001-2007
SMP
SMPN 1 Mauk
Tangerang
2007-2010
SMA
SMAN 2 kab.
Tangerang
IPA
2010-2013
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Khayatun Nufus)
4.
Biodata Anggota 3
A. Identitas Diri
16
1
2
3
4
5
6
7
Nama Lengkap
Jenis Kelamin
Program Studi
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
Luthfiati
P
Kimia
4311414042
Kuala Kapuas, 17 Maret 1997
[email protected]
081329500114
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SDN Selat Hilir
V Kuala
Kapuasa
2002-2008
SMP
SMA
SMPN 2 Kuala
Kapuas
SMAN 1 Kuala
Kapuas
2008-2011
IPA
2011-2014
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Luthfiati)
5.
Biodata Anggota 4
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
Johar Mahfudz
L
Kimia
17
4
5
6
7
NIM
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
4311415041
Kebumen, 13 Mei 1997
[email protected]
085729261413
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
MI Sultan Agung
Peniron
2003-2009
SMP
SMPN 3
Kebumen
2009-2012
SMA
SMAN 2
Kebumen
IPA
2012-2015
C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir
No
Jenis Penghargaan
1.
-
Institusi Pemberi
Penghargaan
-
Tahun
-
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Johar Mahfudz)
6.
Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap
2 Jenis Kelamin
3 Program Studi
4 NIDN
Nuni Widiarti, S.Pd., M.Si.
P
Kimia
0028170804
18
5
6
7
Tempat dan Tanggal Lahir
Nomor Telepon/HP
Magelang, 28 Oktober 1978
[email protected]
085741233155
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
S1
Universitas Negeri
Semarang
Kimia
1997-2001
S2
Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya
Kimia Non Hayati
2007-2009
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
Nama Pertemuan Ilmiah /
No
Judul Artikel Ilmiah
Seminar
Seminar Nasional Kimia Pengaruh jumlah Loading
dan Pendidikan Kimia
CuO terhadap aktivitas
1
(Kerjasama Unnes,
katalitik CuOTS-1 pada
Undip, Unsoed, UNS)
reaksi hidroksilasi benzena
Synthesis, characterization
9th Join onference on
and catalytic activity of
2
Chemistry
cuo/zno on phenol
oxidation
Waktu dan
Tempat
Sabtu, 6
Oktober
2012 di Unsoed,
Purwokerto
UNDIP,
Semarang
2014
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian.
Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul,
(Nuni Widiarti, S.Pd., M.Si.)
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan
1. Peralatan Penunjang
Material
Justifikasi Pemakaian
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Gelas Beaker
1000 mL
Sintesis Silika dari
ampas tebu
1
65.000
Jumlah
(Rp)
65.000
19
Labu ukur 25
mL
Labu ukur
500 mL
Erlenmeyer
50 mL
Pipet volume
25 mL
Pipet volume
50 mL
Pipet volume
10 mL
Pipet tetes
Lumpang &
alu
pH Universal
Buret
Thermomete
r
Pembuatan larutan
3
95,000
285.000
Pembuatan larutan
1
175,000
175.000
5
22.000
110.000
2
35.000
70.000
1
55.000
55.000
1
33.000
33.000
3
2.500
7.500
Menggerus silika gel
1
35.000
35.000
Mengukur pH larutan
Mentitrasi minyak jarak
1
1
75.000
195.000
75.000
195.000
Mengukur suhu larutan
1
67.500
67.500
Oven
Mengeringkan ampas
tebu
1
500.000
500.000
GC
Karakterisasi biodiesel
50.000
700.000
150.000
900.000
6 sampel
200.000
1.200.000
6 sampel
350.000
2.100.000
6 sampel
50.000
300.000
Titrasi pada penetuan
angka asam
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan Mg
Nitrat
Pembuatan larutan
GC-MS
Karakterisasi biodiesel
Karakterisasi luas
SAA
permukaan katalis
Karakterisasi
XRD
kristalinitas katalis
Karakterisasi gugus
FTIR
fungsi pada biodiesel
SUB TOTAL (Rp)
2.
14
sampel
6 sampel
6.873.000
Bahan Habis Pakai
Material
Ampas tebu
Pepaya
Magnesium
Justifikasi Pemakaian
Bahan utama dalam
penelitian
Bahan utama dalam
penelitian
Bahan utama dalam
Kuantita
s
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
3 Kg
100.000
300.000
2 Kg
50.000
100.000
100 g
375.000
375.000
20
Nitrat
penelitian
Asam Klorida
Ekstraksi/Pelarut
NaOH
Ekstraksi/Pelarut
Ethanol
Ekstraksi/Pelarut
Methanol
Ekstraksi/Pelarut
Aquades
Ekstraksi/Pelarut
SUB TOTAL (Rp)
3.
1L
1 Kg
1L
1L
25 L
30.000
68.000
397.800
51,500
12.500
30.000
68.000
398.000
51.500
312.500
1.635.000
Perjalanan
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
Material
Justifikasi Perjalanan
Kuantita
s
Perjalanan ke
toko kimia
/Semarang
Perjalanan ke
UGM/Yogyakarta
Perjalanan ke
UM/Malang
Pembelian bahan dan
alat dan Mencetak
Banner
1
400.000
400.000
Karakterisasi GC-MS
1
500.000
500.000
Karakterisasi XRD
1
900.000
900.000
1.800.00
0
SUB TOTAL (Rp)
4.
Lain-lain
Material
Justifikasi Perjalanan
Perizinan Lab. dan
perawatan
Penggunaan Lab
Laboratoriu
organik dan Lab
m
instrument
Publikasi dan
Publikasi,
dokumentasi kegiatan
dokumentasi
dan hasil penelitian
Pembuatan laporan
Laporan
penelitian
SUB TOTAL (Rp)
Total (Keseluruhan)
Administrasi
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
1
200.000
200.000
2
250.000
500.000
1
350.000
350.000
1
300.000
342.000
1.192.000
11.500.000
21
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
N
o
1
2
Nama/NIM
Catur Supriyanto
/ 4311412060
Luthfiati /
4311414042
Program
Studi
Bidang
Alokasi
Waktu
(jam/minggu)
Kimia, S1 Anorganik
8
Kimia, S1
8
Organik
Uraian
Tugas
Ketua,
koordinasi,
proposal,
analisis,
pembahasan,
penelitian
Sekretaris,
laporan,
logbook,
22
3
Khayatun
Nufus /
4311413018
Kimia, S1
Organik
8
4
Fahmi Rizal /
4301413074
Pend.
Kimia, S1
Analitik
8
5
Johar Mahfudz /
4311415041
Kimia, S1 Anorganik
8
analisis
penelitian
Bendahara,
estimasi
dana,
pembelian
bahan dan
alat, analisis
penelitian
Humas,
perizinan,
publikasi,
dokumentasi
, analisis
penelitian
Humas,
perizinan,
publikasi,
dokumentasi
, analisis
penelitian
23
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Gedung H Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang 50229
Telepon: 024-8508091, 8508092
Laman Web: http://unnes.ac.id, e-mail: [email protected]
SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Catur Supriyanto
NIM
: 4311412060
Program Studi : Kimia
Fakultas
: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dengan ini menyatakan bahwa proposal PKM-P saya dengan judul:
“KARAKTERISASI KATALIS MgO/SiO2 DARI ABU AMPAS TEBU DAN
APLIKASINYA PADA REAKSI TRANSESTERIFIKASI MINYAK BIJI
PEPAYA” yang diusulkan untuk tahun anggaran 2016 bersifat original dan belum
pernah dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku
dan mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenarbenarnya.
Semarang, 2 Oktober 2015
Mengetahui,
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Universitas Negeri Semarang
Yang menyatakan,
(Dr. Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Catur Supriyanto)
NIM. 4311412060