SINTESIS MIKROALGA CHLORELLA VULGARIS MENJADI BIODIESEL MELALUI PROSES ESTERIFIKASI DAN TRANSESTERIFIKASI (STUDI METODE EKSTRAKSI LIPID DAN PENGARUH KONSENTRASI KATALIS KOH)

  

SINTESIS MIKROALGA CHLORELLA VULGARIS MENJADI

BIODIESEL MELALUI PROSES ESTERIFIKASI DAN

TRANSESTERIFIKASI (STUDI METODE EKSTRAKSI LIPID DAN

PENGARUH KONSENTRASI KATALIS KOH)

  

LAPORAN AKHIR

Dibuat sebagai Persyaratan untuk Menyelesaikan

Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya

  

Oleh

Nini Nadila

061330400326

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

  

PALEMBANG

2016

  

LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR

SINTESIS MIKROALGA CHLORELLA VULGARIS MENJADI

BIODIESEL MELALUI PROSES ESTERIFIKASI DAN

TRANSESTERIFIKASI (STUDI METODE EKSTRAKSI LIPID DAN

  Oleh :

Nini Nadila

0613 3040 0326

  Palembang , Juli 2016 Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Adi Syakdani, S.T., M.T NIP. 19690411199203100 Pembimbing II, Ir. Hj. Siti Chodijah, M.T NIP.196212281989032005 Pembimbing I, Dr. Ir. Hj. Leila Kalsum, M.T. NIP. 196212071989032001

  Telah Diseminarkan Dihadapan Tim Penguji Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya pada tanggal 3 Agustus 2016 Tim Penguji:

  

1. Adi Syakdani, S.T., M.T ( )

NIP. 19690411199203100

  

2. Dr.Ir.H. M. Yerizam, M.T ( )

NIP. 196107091989031002

  

3. Hilwatullisan, S.T, M.T ( )

NIP. 196811041992032001 Palembang, Agustus 2016 Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Kimia Adi Syakdani, S.T., M.T NIP. 19690411199203100

  

ABSTRAK

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MIKROALGA CHLORELLA

VULGARIS (STUDI PENGARUH METODE EKSTRAKSI LIPID DAN

  (Nini Nadila, 2016, 65 Halaman, 10 Tabel, 12 Gambar, 4 Lampiran) Meningkatnya kebutuhan energi menyebabkan sumber energi semakin berkurang.

Hal ini mendorong dilakukan penelitian sumber energi yang dapat diperbaharui untuk

mengantisipasi kelangkaan energi. Salah satu sumber energi yang dapat diperbaharui ialah

mikroalga. Mikroalga memiliki banyak variasi dan potensi yang besar untuk dikembangkan

sebangai produk kimia. Mikroalga telah dikembangkan sebagai sumber biodiesel untuk

mengantikan penggunaan bahan bakar yang berasal dari fosil. Salah satu jenis mikroalga

yang banyak dimanfaatkan adalah Chorella Vulgaris yang diketahui mengandung

kandungan minyak yang tinggi yaitu sebesar 28 – 32 %. Biodiesel (FAME) terbuat dari minyak nabati (lipid, biasanya dalam bentuk

trigliserida, TG) adalah salah satu energi terbaharukan yang dapat digunakan sebagai

alternative penganti bahan bakar diesel petroleum. Proses yang dilakukan pada penelitian

pembuatan biodiesel meliputi ekstraksi kandungan minyak, kemudian dilanjutkan proses

esterifikasi dan transesterifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan metode terbaik

dalam pengambilan kandungan minyak dan untuk mennentukan konsentrasi katalis KOH

pada proses transesterifikasi. Metode ektraksi yang terbaik adalah metode yang memiliki

rendemen minyak Chorella Vulgaris. Mikroalga Chorella Vulgaris telah diekstrasi melalui

metode maserasi dan soxhlet dengan menggunakan n – heksane sebagai pelarut. Kondisi

_o operasi pada penelitian ini adalah 65

  C, katalis H SO 2%, dengan perbandingan metanol – _{2 4}

biomassa 6 : 1 dan variabel yang dianalisa adalah efek dari katalis KOH (1%, 1,5%, 2%,

dan 2% w/v). Hasil ekstraksi menunjukkan bahwa proses soxhletasi menghasilkan

rendemen minyak tertinggi yakni sebesar 44,80%. Penambahan konsentrasi katalis KOH (1-

2%) mampu meningkatkan konversi biodiesel (%).Penambahan konsentrasi katalis KOH

(1-2%) mampu meningkatkan konversi biodiesel (%). Hasil konversi biodiesel tertinggi

dicapai oleh penggunaan katalis KOH 2% (w/w). Karakteristik semua metil ester yang

dihasilkan dengan menggunakan variasi konsentrasi katalis KOH memenuhi standar SNI.

_O 04-7182-2006, yaitu titik nyala (152 - 168

  C) dan angka asam sebesar (0,7293 – 0,8432 mg

KOH/gr). Hasil analisa GCMS menunjukkan bahwa kandungan asam oleat metil ester

adalah yang paling dominan.

  Kata kunci : Biodiesel, Chlorella Vulgaris, KOH

  

ABSTRACT

MICROALGAE CHORELLA VULGARIS SYNTHESIS BECOME

BIODIESEL BY TROUGH ESTERIFICATION AND

TRANSESTERIFICATION PROCESS (ALGAE LIPID EXTRACTION

METHOD STUDIED AND KOH CONCENTRATION EFFECT)

  (Nini Nadila, 2016, 65 Pages, 10 Tables, 12 Pictures, 4 Enclosures) Increasing energy needs cause diminishing energy resources. This encourages the

search for renewable energy sources to anticipate scarcity. One of the new energy source is

microalgae. Microalgae have a high variation of species and have great potential to be

developed as chemical products. Microalga has been developed as a potential sources of

biodiesel to replace petroleum fuels derived from fossils. . One of the species of microalgae

which is Chlorella Vulgaris is known for containing high lipid content from 28 to 32%. Biodiesel (fatty ascid methyl ester, FAME) made from vegetable oil ( lipid, usually in

the form of triacylglycerol, TG) is one of renewable energy as an alternative for petroleum

diesel fuel. The steps of the research for making biodiesel including extraction of

microalgae oil, esterification and transesterification. This study aims to examine the best

method of microalga lipid extraction and to determine KOH concentration on the

transesterification. The purpose of this study was to find an extraction method that could

gain rendemen of lipid Chorella Vulgaris. Chorella Vulgaris was extracted by macceration

and soxhletation methid using n-heksane as solvent. Operation conditions used was 20 gr dry

_o microalgae, temperature proccess ± 65

C, H SO to oil weight ratio of 2%, and the

  _{2 4}

variables that analysed was the effect of KOH as catalyst (1%, 1.5%, 2% and 2.5% from

amount of oil and methanol) in the transesterification step. extraction results include the

maximum rendemen of the lipid algae is 44,81 % with soxhletation. The result showed that

increasing KOH concentration (1-2%), enhanced the biodiesel conversion (%). The highest

conversion of biodiesel was achieved by using 2% KOH (w/w) with 24,81% biodiesel

conversion. Characteriszation of all methyl ester product that are variation of KOH catalyst

concentration fulfill standart of biodiesel standar SNI. 04-7182-2006, like flash point (152 –

_o 168

  C) and acid’s value (0,7293 – 0,8432 mg KOH/ gram). The result of GCMS showed oleat methyl ester is the most dominant lipid.

  Key words: Biodiesel, Chlorella Vulgaris, Potassium Hydroxide

  Ku persembahkan kepada :

  MOTTO : “Don’t Leave Your Friends Behind You” ‘ Jangan Pernah Tinggalkan Teman – Temanmu”

• Kedua orang tuaku tercinta
• Keluarga besarku
• Para dosen-dosenku
• Sahabat seperjuangan
• Almamaterku

KATA PENGANTAR

  Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, dengan segala rahmat dan hidayah-Nya yang telah dikaruniakan kepada penulis, sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Laporan Akhir ini dengan judul “Sintesis Mikroalga Chorella Vulgaris Menjadi Biodiesel Melalui Proses

  

Esterifikasi dan Transesterifikasi (Studi Metode Ekstraksi Lipid Mikroalga

dan Pengaruh Katalis KOH)”.

  Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna menyelesaikan pendidikan diploma III pada jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Data dan informasi yang terdapat dalam Laporan Akhir ini diperoleh dari eksperimen (percobaan) di Laboratorium Bio-Proses Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang memberikan bantuan baik materi maupun dorongan dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini terutama pada :

  1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kemudahan kepada penulis.

  2. Orang Tua penulis, terima kasih atas segala doa dan usaha kepada penulis, saudara-saudaraku, atas segala doa dan dorongan semangat dari kalian.

  3. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Carlos R.S, S.T., M.T. Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Adi Syakdani, S.T., M.T, Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  6. Ahmad Zikri, S.T, M.T, Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

  7. Dr. Ir. Hj. Leila Kalsum, M.T, selaku dosen pembimbing pertama dalam penulisan Laporan Akhir yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan, dan bantuannya dalam penyelesaian laporan Akhir ini.

  8. Ir. Hj. Siti Chodijah, M.T , selaku dosen pembimbing kedua dalam penulisan Laporan Akhir yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan, dan bantuannya dalam penyelesaian laporan Akhir ini.

  9. Segenap Dosen, Staf Teknik Kimia dan Teknisi Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  10. Teman seperjuangan Teknik Kimia angkatan 2013 dan teman-teman kelas 6 KB yang tercinta.

  11. Semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan Akhir, baik itu berupa saran, doa, maupun dukungan, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan laporan ini.

  Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua, semoga Allah SWT senantiasa memberikan ridho-Nya kepada kita semua. Amin.

  Palembang, Agustus 2016 Penulis

  

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... ii ABSTRAK ................................................................................................... iv MOTTO ....................................................................................................... vi KATA PENGANTAR .................................................................................. vii DAFTAR ISI................................................................................................. ix DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiii BAB I PENDAHULUAN ....................................................................

  1 1.1 Latar Belakang ..........................................................................

  1 1.2 Perumusan Masalah ..................................................................

  5 1.3 Tujuan .......................................................................................

  5 1.4 Manfaat .....................................................................................

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

  7 2.1 Mikroalga .................................................................................

  7 2.1.1 Pengertian Mikroalga ..........................................................

  7 2.1.2 Klasifikasi Mikroalga ...........................................................

  9

  2.1.3 Chorella Vulgaris.................................................................. 11

  2.2 Minyak dan Lemak .................................................................. 12

  2.3 Biodiesel .................................................................................. 16

  2.3.1 Sejarah Biodiesel ................................................................. 16

  2.3.2 Pengertian Biodiesel ............................................................ 17

  2.3.3 Karakteristik Biodiesel ......................................................... 19

  2.3.4 Syarat Baku Mutu Biodiesel ................................................ 22

  2.3.5 Keuntungan Biodiesel .......................................................... 23

  2.4 Proses Pembuatan Biodiesel .................................................... 24

  2.4.1 Ekstraksi .............................................................................. 25

  2.4.2 Esterifikasi ........................................................................... 27

  2.4.3 Transesterifikasi ................................................................... 29

  2.5 Katalis ...................................................................................... 31

  2.5.1 Asam Sulfat ......................................................................... 32

  2.5.2 Kalium Hidroksida .............................................................. 36

  2.6 Pelarut ...................................................................................... 37

  2.6.1 N-Heksane ........................................................................... 39

  2.6.2 Metanol ............................................................................... 40

  BAB III METODELOGI PENELITIAN ............................................. 42

  3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 42

  3.2 Alat dan Bahan ......................................................................... 42

  3.2.1 Alat ..................................................................................... 42

  3.2.2 Bahan .................................................................................. 43

  3.3 Perlakuan dan Rancangan Percobaan ..................................... 43

  3.3.1 Variabel Yang Berubah pada Percobaan ........................... 44

  3.4 Pengamatan ................................................................................ 44

  3.5 Prosedur Percobaaan ................................................................ 44

  3.5.1 Prosedur Pembuatan Biodiesel ....................................... 44

  3.5.1.1 Metode Ekstraksi Pengambilan Lipid ................ 44

  3.5.1.2 Sintesis Biodiesel ............................................... 45

  3.5.2 Prosedur Analisa Produk ................................................ 48

  3.4.2.1 Prosedur Penentuan Nilai FFA ........................... 48

  3.4.2.2 Penentuan Bilangan Asam ................................ 48

  3.4.2.3 Penentuan Nilai Titik Nyala ............................... 49

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................ 50

  4.1 Hasil ......................................................................................... 50

  4.1.1 Hasil Ekstraksi Metode Soxhlet dan Maserasi .................. 50

  4.1.2 Volume Trigliserida dan FAME Esterifikasi .................... 50

  4.1.3 Volume Biodiesel Proses Transesterifikasi ....................... 51

  4.1.4 Hasil Uji Biodiesel ............................................................ 51

  4.2 Pembahasan ............................................................................... 52

  4.2.1 Pengaruh Metode Ekstraksi Terhadap Rendemen ............ 52

  4.2.2 Sintesis Biodiesel dari Mikroalga ..................................... 54

  4.2.3 Pengaruh Katalis KOH Terhadap Angka Asam ................ 58

  4.2.4 Pengaruh Katalis KOH Terhadap Konversi Metil Ester .. 59

  4.2.5 Pengaruh Variasi Katalis Terhadap % Yield FAME ........ 61

  4.2.6 Pengaruh Variasi Katalis Terhadap Titik Nyala ............... 62

  4.2.7 Hasil Uji GCMS ................................................................ 63

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 65

  5.1 Kesimpulan ............................................................................... 65

  5.2 Saran ......................................................................................... 65

  

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 66

LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

  1. Kandungan Minyak dari Beberapa Jenis Mikroalga ........................................ 8

  2. Kandungan Asam Lemak dalam Beberapa Spesies Mikroalga ....................... 13

  3. Presentase dan sifat fisik kimia minyak alga .................................................. 15

  4. Syarat Mutu Biodiesel Berdasarkan SNI-04-7182-2006 ................................. 21

  5. Syarat Mutu Biodiesel Berdasarkan Standar Amerika dan Eropa .................. 22

  6. Metode Uji Mutu Biodiesel ............................................................................. 23

  7. Perbandingan Presentase Rendemen Lipid Mikroalga .................................... 50

  8. Hasil Proses Esterifikasi ................................................................................... 50

  9. Hasil Proses Transesterifikasi .......................................................................... 51

  10. Hasil Analisa Uji Mutu Biodiesel ................................................................... 51

  DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman

  10. Reaksi Esterifikasi Berkatalis Asam ................................................................ 55

  17.Titik Nyala Tiap Produk .................................................................................... 62

  16.Pengaruh Variasi Katalis KOH terhadap % Yield FAME ................................ 61

  15.Produk Biodiesel yang Diperoleh ...................................................................... 60

  14.Pengaruh variasi Katalis KOH Terhadap Konversi Metil Ester ........................ 59

  13.Nilai Bilangan Asam Terhadap Variasi Katalis ................................................ 58

  12.Pembuatan Biodiesel dari Minyak Mikroalga Chorella Vulgaris ..................... 57

  11. Reaksi Transesterifikasi Berkatalis Basa .......................................................... 56

  9. Ekstraksi Lipid Melalui Metode Soxhlet ......................................................... 54

  1. Produk Turunan Mikrolga ................................................................................ 8

  8. Metode Ekstraksi maserasi dan Ekstraksi Soxhlet .......................................... 53

  7. Diagram Alir Pembuatan Biodiesel Mikroalga Chlorella Vulgaris ............... 47

  6. Peralatan untuk Proses Sintesis Biodiesel......................................................... 46

  5. Struktur KOH ................................................................................................... 36

  4. Struktur Asam Sulfat ........................................................................................ 33

  3. Mekanisme Reaksi Esterifikasi dengan Katalis Asam ..................................... 28

  2. Bentuk Sel dan Serbuk Chlorella Vulgaris ...................................................... 12

  18.Kromatogram Metil Ester dari Minyak Chorella Vulgaris ............................... 63