Pengaruh Suhu Reaksi Dan Jumlah Katalis Pada Pembuatan Biodiesel Dari Limbah Lemak Sapi Dengan Menggunakan Katalis Heterogen CaO Dari Limbah Kulit Telur Ayam
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS
PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH
LEMAK SAPI DENGAN MENGGUNAKAN
KATALIS HETEROGEN CaO DARI
LIMBAH KULIT TELUR AYAM
SKRIPSI
Oleh
WENDI
100405051
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS
PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH
LEMAK SAPI DENGAN MENGGUNAKAN
KATALIS HETEROGEN CaO DARI
LIMBAH KULIT TELUR AYAM
SKRIPSI
Oleh
WENDI
100405051
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2014
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH LEMAK SAPI
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
CaO DARI LIMBAH KULIT TELUR AYAM
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 22 Oktober 2014
Wendi
NIM 100405051
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH LEMAK SAPI
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
CaO DARI LIMBAH KULIT TELUR AYAM
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan skripsi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
Medan, 22 Oktober 2014
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Ir. Taslim, M.Si
NIP. 19650115 199003 1 002
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.T
NIP. 19680820 199501 1 001
Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T
NIP. 19680808 199403 2 003
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya
sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan
judul “Pengaruh Suhu Reaksi Dan Jumlah Katalis Pada Pembuatan Biodiesel Dari
Limbah Lemak Sapi Dengan Menggunakan Katalis Heterogen CaO Dari Limbah
Kulit Telur Ayam”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil biodiesel dari limbah lemak sapi dengan
reaksi transesterifikasi menggunakan katalis heterogen CaO dari limbah kulit telur
ayam, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan khususnya mengurangi
jumlah penggunaan bahan bakar fosil.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu
secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 7 Oktober 2014
Penulis
Wendi
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua penulis tercinta, Tju Leng dan Yulianti serta adik tercinta,
Tommy yang telah banyak mendukung penulis sampai saat ini.
2. Dr. Ir. Taslim, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah banyak
memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.
3. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si dan Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T yang
telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini.
4. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia
USU.
6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T, selaku Koordinator Skripsi Departemen
Teknik Kimia USU.
7. Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Si sebagai Dosen Pembimbing Akademik.
8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang
sangat berharga kepada penulis.
9. Valentinoh Cuaca atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
10. Kak Alida sebagai pegawai di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) yang
telah membantu dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
11. Sahabat-sahabat stambuk 2010 di Teknik Kimia khususnya Herbert, Jekky
Bahagia, Ely dan Felicia yang telah memberikan banyak dukungan dan
semangat kepada penulis.
12. Rekan-rekan semasa menjabat asisten di Laboratorium Operasi Teknik
Kimia USU, Nofriko Pratama, Falentina Fransiska, Dewi Anggraini,
Erwin Junary, Addriyanus Tantra, Hari Surya, dan Popphy Prawati.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Wendi
NIM
: 100405051
Tempat, tanggal lahir
: Tanjung Balai, 10 Juli 1992
Nama orang tua
: Tju Leng dan Yulianti
Alamat orang tua
:
Jl. Hamdoko No. 16 L Tanjung Balai
Asal Sekolah:
• SD Tritunggal Tanjung Balai tahun 1998-2004
• SMP Tritunggal Tanjung Balai tahun 2004-2007
• SMA Sisingamangaraja Tanjung Balai tahun 2007-2010
Beasiswa yang diperoleh:
1. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011
2. Beasiswa Tanoto Foundation tahun 2012-2014
Pengalaman Kerja dan Organisasi:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU
periode 2013/2014 sebagai Anggota Bidang Pendidikan dan
Kaderisasi
2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Departemen Teknik
Kimia FT USU tahun 2013-2014 modul Heat Exchanger,
Sedimentation, Absorption, Tray Drier, dan Mixing
Artikel yang telah diseminarkan pada The 5th Sriwijaya International
Seminar on Energy and Environmental Science and Technology 2014
(SISEEST 5th 2014) yang berlangsung di Palembang pada 10-11 September
2014:
1. Effect of Reaction Temperature and Catalyst Concentration for
Producing Biodiesel from Beef Tallow Waste Using Heterogeneous
Catalyst CaO from Waste Eggshell
2. Effect of Reaction Time and Molar Ratio of Alcohol to Beef Tallow
for Producing Biodiesel from Waste Beef Tallow Using
Heterogeneous Catalyst CaO from Waste Eggshell
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif untuk mesin diesel yang terdiri dari
alkil monoester dari minyak tumbuhan atau lemak hewan. Lemak sapi adalah
bahan baku non pangan dengan biaya produksi rendah dan ketersediaannya sangat
besar dalam produksi ternak. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
memanfaatkan limbah lemak hewan (sapi) dalam pembuatan biodiesel dengan
menggunakan katalis oksida padat. Katalis oksida padat ini berasal dari limbah
kulit telur. Limbah kulit telur dikalsinasi dengan suhu 900oC dan waktu 2 jam,
untuk mengubah kalsium menjadi katalis CaO aktif. Minyak lemak sapi
mengandung kadar asam lemak bebas yang tinggi yaitu 1,86%. Kadar asam lemak
bebas dalam minyak dapat dikurangi dengan proses esterifikasi menggunakan
katalis asam. Produk dari tahap esterifikasi ini dilanjutkan dengan tahap
transesterifikasi untuk memproduksi biodiesel. Proses transesterifikasi ini
menghasilkan metil ester dan gliserol. Metil ester yang dihasilkan pada lapisan
atas dipisahkan dari gliserol dan kemudian dicuci. Pengaruh dari berbagai variabel
proses seperti jumlah katalis dan suhu diamati dalam percobaan ini. Spesifikasi
biodiesel seperti kadar metil ester, densitas, viskositas, dan titik nyala disesuaikan
dengan Standar Nasional Indonesia (SNI). Di bawah kondisi terbaik, yield
maksimum dari biodiesel lemak sapi adalah 82,43% yang didapat dengan
menggunakan perbandingan mol metanol : lemak sapi 9:1 pada suhu 55oC dengan
waktu reaksi 1,5 jam dan katalis CaO 3%. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini
menunjukkan bahwa lemak sapi cocok digunakan sebagai bahan baku berbiaya
murah untuk memproduksi biodiesel.
Kata kunci: biodiesel, lemak sapi, kalsium oksida, esterifikasi, transesterifikasi
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Biodiesel is an alternative fuel for diesel engines consisting of the alkyl
monoesters from vegetable oils or animal fats. Beef tallow is the non-edible raw
material with low cost production and the availability is huge in the cattle
production. The objective of the study was to utilize waste animal fat (beef) for
biodiesel production using solid oxide catalyst. The solid oxide catalyst derived
from the industrial waste eggshells. The waste materials calcined with temperature
900oC and time 2 hours, transformed calcium species in the shells into active CaO
catalysts. The oil contained high free fatty acid (FFA) content of 1.86%. The FFA
content of the oil was reduced by acid-catalyzed esterification. The product from
this stage was subjected to transesterification to produce biodiesel.
Transesterification process produces methyl ester and glycerol. The produced
methyl ester on the upper layer was separated from the glycerol and then washed.
Effect of various process variables such as amount of catalyst and temperature
were investigated. The biodiesel properties like methyl ester content, density,
viscosity, and flash point was evaluated and was found to compare well with
Indonesian Standard (SNI). Under the best condition, the maximum yield of
82.43% beef tallow methyl ester was obtained by using 9:1 molar ratio of
methanol to beef tallow oil at 55oC, for a reaction time 1.5 hours in the presence 3
wt% of CaO catalyst. The results of this work showed that the use of beef tallow
is very suitable as low cost feedstock for biodiesel production.
Keywords: biodiesel, beef tallow, calcium oxide, esterification, transesterification
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xv
DAFTAR SINGKATAN
xvii
DAFTAR SIMBOL
xviii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
5
1.3 TUJUAN PENELITIAN
5
1.4 MANFAAT PENELITIAN
5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1 BIODIESEL
7
2.2 LEMAK SAPI
8
2.3 ALKOHOL
9
2.4 KATALIS HETEROGEN
10
2.5 ESTERIFIKASI
12
2.6 TRANSESTERIFIKASI
13
2.7 ANALISIS EKONOMI
15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
17
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
17
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
17
viii
Universitas Sumatera Utara
3.2.1 Bahan
17
3.2.2 Peralatan
17
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
18
3.3.1 Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
18
3.3.2 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
19
3.3.3 Proses Esterifikasi
19
3.3.4 Proses Transesterifikasi
20
3.4 ANALISIS BIODIESEL
21
3.4.1 Analisis Kemurnian
21
3.4.2 Analisis Densitas
21
3.4.3 Analisis Viskositas
21
3.4.4 Analisis Titik Nyala
22
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
23
3.5.1 Flowchart Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
23
3.5.2 Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
24
3.5.3 Flowchart Proses Esterifikasi
25
3.5.4 Flowchart Proses Transesterifikasi
26
3.5.5 Flowchart Analisis Densitas
27
3.5.6 Flowchart Analisis Viskositas
28
3.5.7 Flowchart Analisis Titik Nyala
29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU
30
4.2 PREPARASI ABU KULIT TELUR AYAM
32
4.3 PROSES ESTERIFIKASI
32
4.4 PENGARUH VARIABEL PERCOBAAN TERHADAP YIELD
BIODIESEL PADA PROSES TRANSESTERIFIKASI
33
4.4.1 Pengaruh Suhu Reaksi terhadap Yield Biodiesel
33
4.4.2 Pengaruh Jumlah Katalis CaO terhadap Yield Biodiesel
35
4.5 ANALISIS SIFAT FISIK BIODIESEL
37
4.5.1 Analisis Densitas
37
4.5.2 Analisis Viskositas Kinematik
38
4.5.3 Analisis Kemurnian
40
4.5.4 Analisis Titik Nyala
41
ix
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
42
5.1 KESIMPULAN
42
5.2 SARAN
42
DAFTAR PUSTAKA
43
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Reaksi Transesterifikasi Trigliserida Menggunakan
CaO
14
Gambar 3.1
Flowchart Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
23
Gambar 3.2
Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
24
Gambar 3.3
Flowchart Proses Esterifikasi
25
Gambar 3.4
Flowchart Proses Transesterifikasi
26
Gambar 3.5
Flowchart Analisis Densitas
27
Gambar 3.6
Flowchart Analisis Viskositas
28
Gambar 3.7
Flowchart Analisis Titik Nyala
29
Gambar 4.1
Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak dari
Lemak Sapi
30
Hubungan antara Suhu Reaksi dengan Yield Biodiesel
pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit dan
Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
34
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan Yield
Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit
dan Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
36
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan Densitas
Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit dan
Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
37
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan
Viskositas Kinematik Biodiesel pada Kondisi
Waktu Reaksi 90 Menit dan Perbandingan Mol
Alkohol terhadap Minyak 9:1
39
Hasil Analisis GC Biodiesel dari Lemak Sapi dengan
Katalis Heterogen CaO pada Kondisi Suhu Reaksi
55oC dan Jumlah Katalis CaO 3%
40
Gambar L4.1
Hasil Analisis GC Komposisi Bahan Baku Lemak Sapi
56
Gambar L4.2
Hasil Analisis AAS Komposisi Katalis Abu Kulit Telur
Ayam
57
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO, 2% Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
57
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar L4.3
Gambar L4.4
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
xi
Universitas Sumatera Utara
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
58
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
58
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 2%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
59
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
59
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
60
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 2%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
60
Gambar L4.10 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
61
Gambar L4.11 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
62
Gambar L5.1
Foto Kulit Telur Ayam
63
Gambar L5.2
Foto Penggilingan dengan Ball Mill
63
Gambar L5.3
Foto Serbuk Kulit Telur Ayam
63
Gambar L5.4
Foto Pengayakan Serbuk Kulit Telur Ayam
64
Gambar L5.5
Foto Pemanasan dengan Furnace
64
Gambar L5.6
Foto Abu Kulit Telur Ayam Hasil Kalsinasi
64
Gambar L5.7
Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
65
Gambar L5.8
Foto Rangkaian Alat Esterifikasi
65
Gambar L5.9
Foto Lemak Sapi
65
Gambar L4.5
Gambar L4.6
Gambar L4.7
Gambar L4.8
Gambar L4.9
Gambar L5.10 Foto Proses Esterifikasi
66
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar L5.11 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Corong
Pemisah
66
Gambar L5.12 Foto Minyak Hasil Pemisahan
66
Gambar L5.13 Foto Rangkaian Alat Transesterifikasi
67
Gambar L5.14 Foto Proses Transesterifikasi
67
Gambar L5.15 Foto Pemisahan Hasil Transesterifikasi dengan
Corong Pemisah
67
Gambar L5.16 Foto Metil Ester Hasil Pemisahan
68
Gambar L5.17 Foto Analisis Densitas
68
Gambar L5.18 Foto Analisis Viskositas
68
Gambar L5.19 Foto Biodisel
69
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang
Pembuatan Biodiesel dari Lemak Sapi dan
Penggunaan Katalis Heterogen CaO
3
Tabel 2.1
Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI
8
Tabel 2.2
Populasi Hewan Ternak per Ekor Tahun 2008-2012
di Indonesia
9
Tabel 2.3
Komposisi Asam Lemak dalam Lemak Sapi
9
Tabel 2.4
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Metanol
10
Tabel 2.5
Komposisi Kimia dari Kulit Telur
11
Tabel 4.1
Komposisi Asam Lemak dari Lemak Sapi
31
Tabel 4.2
Sifat Fisika dari Lemak Sapi
31
Tabel 4.3
Komposisi dari Abu Kulit Telur Ayam
32
Tabel 4.4
Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari Limbah
Lemak Sapi dengan Menggunakan Katalis
Heterogen CaO dengan Variasi Suhu Reaksi
33
Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari Limbah
Lemak Sapi dengan Menggunakan Katalis
Heterogen CaO dengan Variasi Jumlah Katalis
35
Tabel 4.6
Hasil Analisis Densitas Biodiesel
37
Tabel 4.7
Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel
38
Tabel L1.1
Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Lemak Sapi
48
Tabel L1.2
Komposisi Trigliserida Bahan Baku Lemak Sapi
48
Tabel L1.3
Kadar Free Fatty Acid (FFA) Lemak Sapi
49
Tabel L2.1
Hasil Analisis Densitas Biodiesel
50
Tabel L2.2
Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel
50
Tabel L2.3
Hasil Analisis Yield Metil Ester
51
Tabel 4.5
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
LAMPIRAN 4
LAMPIRAN 5
DATA BAHAN BAKU
48
L1.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
48
L1.2 KOMPOSISI TRIGLISERIDA BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
48
L1.3 KADAR FREE FATTY ACID (FFA)
LEMAK SAPI
49
DATA PENELITIAN
50
L2.1 DATA DENSITAS BIODIESEL
50
L2.2 DATA VISKOSITAS KINEMATIK
BIODIESEL
50
L2.3 DATA YIELD METIL ESTER
51
CONTOH PERHITUNGAN
52
L3.1 PERHITUNGAN KADAR FFA LEMAK
SAPI
52
L3.1.1 Perhitungan Kadar FFA Lemak Sapi
Sebelum Esterifikasi
52
L3.1.2 Perhitungan Kadar FFA Lemak Sapi
Setelah Esterifikasi
52
L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN METANOL
53
L3.3 PERHITUNGAN YIELD BIODIESEL
54
L3.4 PERHITUNGAN DENSITAS BIODIESEL
54
L3.5 PERHITUNGAN VISKOSITAS
KINEMATIK BIODIESEL
54
HASIL ANALISIS
56
L4.1 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
56
L4.2 HASIL ANALISIS KOMPOSISI KATALIS
ABU KULIT TELUR AYAM
57
L4.3 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BIODIESEL
57
DOKUMENTASI PENELITIAN
63
L5.1 FOTO PREPARASI ABU KULIT TELUR
AYAM
63
L5.2 FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM
xv
Universitas Sumatera Utara
LEMAK BEBAS
65
L5.3 FOTO PROSES ESTERIFIKASI
65
L5.4 FOTO PROSES TRANSESTERIFIKASI
67
L5.5 FOTO ANALISIS BIODIESEL
68
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
T
Suhu
o
N
Normalitas larutan NaOH
N
V
Volume larutan NaOH terpakai
ml
M
Berat molekul FFA lemak sapi
gr/mol
m
Berat sampel
kg
ρ
Massa jenis
kg/m3
sg
Spesific gravity
t
Waktu alir
s
k
Konstanta alir
kg/m.s2
C
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AAS
Atomic Absorption Spectrophotometry
BM
Berat Molekul
cSt
centistokes
et al
et alia
FAME
Fatty Acid Methyl Ester
FFA
Free Fatty Acid
GC
Gas Chromatography
rpm
rotary per minute
SNI
Standar Nasional Indonesia
xviii
Universitas Sumatera Utara
PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH
LEMAK SAPI DENGAN MENGGUNAKAN
KATALIS HETEROGEN CaO DARI
LIMBAH KULIT TELUR AYAM
SKRIPSI
Oleh
WENDI
100405051
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS
PADA PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH
LEMAK SAPI DENGAN MENGGUNAKAN
KATALIS HETEROGEN CaO DARI
LIMBAH KULIT TELUR AYAM
SKRIPSI
Oleh
WENDI
100405051
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2014
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH LEMAK SAPI
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
CaO DARI LIMBAH KULIT TELUR AYAM
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 22 Oktober 2014
Wendi
NIM 100405051
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH SUHU REAKSI DAN JUMLAH KATALIS PADA
PEMBUATAN BIODIESEL DARI LIMBAH LEMAK SAPI
DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS HETEROGEN
CaO DARI LIMBAH KULIT TELUR AYAM
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan skripsi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
Medan, 22 Oktober 2014
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
NIP. 19681214 199702 2 002
Dr. Ir. Taslim, M.Si
NIP. 19650115 199003 1 002
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.T
NIP. 19680820 199501 1 001
Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T
NIP. 19680808 199403 2 003
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya
sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan
judul “Pengaruh Suhu Reaksi Dan Jumlah Katalis Pada Pembuatan Biodiesel Dari
Limbah Lemak Sapi Dengan Menggunakan Katalis Heterogen CaO Dari Limbah
Kulit Telur Ayam”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil biodiesel dari limbah lemak sapi dengan
reaksi transesterifikasi menggunakan katalis heterogen CaO dari limbah kulit telur
ayam, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan khususnya mengurangi
jumlah penggunaan bahan bakar fosil.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu
secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 7 Oktober 2014
Penulis
Wendi
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua penulis tercinta, Tju Leng dan Yulianti serta adik tercinta,
Tommy yang telah banyak mendukung penulis sampai saat ini.
2. Dr. Ir. Taslim, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah banyak
memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.
3. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si dan Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T yang
telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini.
4. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia
USU.
6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T, selaku Koordinator Skripsi Departemen
Teknik Kimia USU.
7. Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Si sebagai Dosen Pembimbing Akademik.
8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang
sangat berharga kepada penulis.
9. Valentinoh Cuaca atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
10. Kak Alida sebagai pegawai di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) yang
telah membantu dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
11. Sahabat-sahabat stambuk 2010 di Teknik Kimia khususnya Herbert, Jekky
Bahagia, Ely dan Felicia yang telah memberikan banyak dukungan dan
semangat kepada penulis.
12. Rekan-rekan semasa menjabat asisten di Laboratorium Operasi Teknik
Kimia USU, Nofriko Pratama, Falentina Fransiska, Dewi Anggraini,
Erwin Junary, Addriyanus Tantra, Hari Surya, dan Popphy Prawati.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama
: Wendi
NIM
: 100405051
Tempat, tanggal lahir
: Tanjung Balai, 10 Juli 1992
Nama orang tua
: Tju Leng dan Yulianti
Alamat orang tua
:
Jl. Hamdoko No. 16 L Tanjung Balai
Asal Sekolah:
• SD Tritunggal Tanjung Balai tahun 1998-2004
• SMP Tritunggal Tanjung Balai tahun 2004-2007
• SMA Sisingamangaraja Tanjung Balai tahun 2007-2010
Beasiswa yang diperoleh:
1. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011
2. Beasiswa Tanoto Foundation tahun 2012-2014
Pengalaman Kerja dan Organisasi:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU
periode 2013/2014 sebagai Anggota Bidang Pendidikan dan
Kaderisasi
2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Departemen Teknik
Kimia FT USU tahun 2013-2014 modul Heat Exchanger,
Sedimentation, Absorption, Tray Drier, dan Mixing
Artikel yang telah diseminarkan pada The 5th Sriwijaya International
Seminar on Energy and Environmental Science and Technology 2014
(SISEEST 5th 2014) yang berlangsung di Palembang pada 10-11 September
2014:
1. Effect of Reaction Temperature and Catalyst Concentration for
Producing Biodiesel from Beef Tallow Waste Using Heterogeneous
Catalyst CaO from Waste Eggshell
2. Effect of Reaction Time and Molar Ratio of Alcohol to Beef Tallow
for Producing Biodiesel from Waste Beef Tallow Using
Heterogeneous Catalyst CaO from Waste Eggshell
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif untuk mesin diesel yang terdiri dari
alkil monoester dari minyak tumbuhan atau lemak hewan. Lemak sapi adalah
bahan baku non pangan dengan biaya produksi rendah dan ketersediaannya sangat
besar dalam produksi ternak. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
memanfaatkan limbah lemak hewan (sapi) dalam pembuatan biodiesel dengan
menggunakan katalis oksida padat. Katalis oksida padat ini berasal dari limbah
kulit telur. Limbah kulit telur dikalsinasi dengan suhu 900oC dan waktu 2 jam,
untuk mengubah kalsium menjadi katalis CaO aktif. Minyak lemak sapi
mengandung kadar asam lemak bebas yang tinggi yaitu 1,86%. Kadar asam lemak
bebas dalam minyak dapat dikurangi dengan proses esterifikasi menggunakan
katalis asam. Produk dari tahap esterifikasi ini dilanjutkan dengan tahap
transesterifikasi untuk memproduksi biodiesel. Proses transesterifikasi ini
menghasilkan metil ester dan gliserol. Metil ester yang dihasilkan pada lapisan
atas dipisahkan dari gliserol dan kemudian dicuci. Pengaruh dari berbagai variabel
proses seperti jumlah katalis dan suhu diamati dalam percobaan ini. Spesifikasi
biodiesel seperti kadar metil ester, densitas, viskositas, dan titik nyala disesuaikan
dengan Standar Nasional Indonesia (SNI). Di bawah kondisi terbaik, yield
maksimum dari biodiesel lemak sapi adalah 82,43% yang didapat dengan
menggunakan perbandingan mol metanol : lemak sapi 9:1 pada suhu 55oC dengan
waktu reaksi 1,5 jam dan katalis CaO 3%. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini
menunjukkan bahwa lemak sapi cocok digunakan sebagai bahan baku berbiaya
murah untuk memproduksi biodiesel.
Kata kunci: biodiesel, lemak sapi, kalsium oksida, esterifikasi, transesterifikasi
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Biodiesel is an alternative fuel for diesel engines consisting of the alkyl
monoesters from vegetable oils or animal fats. Beef tallow is the non-edible raw
material with low cost production and the availability is huge in the cattle
production. The objective of the study was to utilize waste animal fat (beef) for
biodiesel production using solid oxide catalyst. The solid oxide catalyst derived
from the industrial waste eggshells. The waste materials calcined with temperature
900oC and time 2 hours, transformed calcium species in the shells into active CaO
catalysts. The oil contained high free fatty acid (FFA) content of 1.86%. The FFA
content of the oil was reduced by acid-catalyzed esterification. The product from
this stage was subjected to transesterification to produce biodiesel.
Transesterification process produces methyl ester and glycerol. The produced
methyl ester on the upper layer was separated from the glycerol and then washed.
Effect of various process variables such as amount of catalyst and temperature
were investigated. The biodiesel properties like methyl ester content, density,
viscosity, and flash point was evaluated and was found to compare well with
Indonesian Standard (SNI). Under the best condition, the maximum yield of
82.43% beef tallow methyl ester was obtained by using 9:1 molar ratio of
methanol to beef tallow oil at 55oC, for a reaction time 1.5 hours in the presence 3
wt% of CaO catalyst. The results of this work showed that the use of beef tallow
is very suitable as low cost feedstock for biodiesel production.
Keywords: biodiesel, beef tallow, calcium oxide, esterification, transesterification
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xv
DAFTAR SINGKATAN
xvii
DAFTAR SIMBOL
xviii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
5
1.3 TUJUAN PENELITIAN
5
1.4 MANFAAT PENELITIAN
5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1 BIODIESEL
7
2.2 LEMAK SAPI
8
2.3 ALKOHOL
9
2.4 KATALIS HETEROGEN
10
2.5 ESTERIFIKASI
12
2.6 TRANSESTERIFIKASI
13
2.7 ANALISIS EKONOMI
15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
17
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
17
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
17
viii
Universitas Sumatera Utara
3.2.1 Bahan
17
3.2.2 Peralatan
17
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
18
3.3.1 Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
18
3.3.2 Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
19
3.3.3 Proses Esterifikasi
19
3.3.4 Proses Transesterifikasi
20
3.4 ANALISIS BIODIESEL
21
3.4.1 Analisis Kemurnian
21
3.4.2 Analisis Densitas
21
3.4.3 Analisis Viskositas
21
3.4.4 Analisis Titik Nyala
22
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
23
3.5.1 Flowchart Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
23
3.5.2 Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
24
3.5.3 Flowchart Proses Esterifikasi
25
3.5.4 Flowchart Proses Transesterifikasi
26
3.5.5 Flowchart Analisis Densitas
27
3.5.6 Flowchart Analisis Viskositas
28
3.5.7 Flowchart Analisis Titik Nyala
29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU
30
4.2 PREPARASI ABU KULIT TELUR AYAM
32
4.3 PROSES ESTERIFIKASI
32
4.4 PENGARUH VARIABEL PERCOBAAN TERHADAP YIELD
BIODIESEL PADA PROSES TRANSESTERIFIKASI
33
4.4.1 Pengaruh Suhu Reaksi terhadap Yield Biodiesel
33
4.4.2 Pengaruh Jumlah Katalis CaO terhadap Yield Biodiesel
35
4.5 ANALISIS SIFAT FISIK BIODIESEL
37
4.5.1 Analisis Densitas
37
4.5.2 Analisis Viskositas Kinematik
38
4.5.3 Analisis Kemurnian
40
4.5.4 Analisis Titik Nyala
41
ix
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
42
5.1 KESIMPULAN
42
5.2 SARAN
42
DAFTAR PUSTAKA
43
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Reaksi Transesterifikasi Trigliserida Menggunakan
CaO
14
Gambar 3.1
Flowchart Preparasi Abu Kulit Telur Ayam
23
Gambar 3.2
Flowchart Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
24
Gambar 3.3
Flowchart Proses Esterifikasi
25
Gambar 3.4
Flowchart Proses Transesterifikasi
26
Gambar 3.5
Flowchart Analisis Densitas
27
Gambar 3.6
Flowchart Analisis Viskositas
28
Gambar 3.7
Flowchart Analisis Titik Nyala
29
Gambar 4.1
Hasil Analisis GC Komposisi Asam Lemak dari
Lemak Sapi
30
Hubungan antara Suhu Reaksi dengan Yield Biodiesel
pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit dan
Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
34
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan Yield
Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit
dan Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
36
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan Densitas
Biodiesel pada Kondisi Waktu Reaksi 90 Menit dan
Perbandingan Mol Alkohol terhadap Minyak 9:1
37
Hubungan antara Jumlah Katalis CaO dengan
Viskositas Kinematik Biodiesel pada Kondisi
Waktu Reaksi 90 Menit dan Perbandingan Mol
Alkohol terhadap Minyak 9:1
39
Hasil Analisis GC Biodiesel dari Lemak Sapi dengan
Katalis Heterogen CaO pada Kondisi Suhu Reaksi
55oC dan Jumlah Katalis CaO 3%
40
Gambar L4.1
Hasil Analisis GC Komposisi Bahan Baku Lemak Sapi
56
Gambar L4.2
Hasil Analisis AAS Komposisi Katalis Abu Kulit Telur
Ayam
57
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO, 2% Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
57
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar L4.3
Gambar L4.4
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
xi
Universitas Sumatera Utara
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
58
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 50oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
58
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 2%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
59
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
59
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 55oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
60
Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 2%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
60
Gambar L4.10 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 3%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
61
Gambar L4.11 Hasil Analisis GC Komposisi Biodiesel pada Kondisi
Suhu Reaksi 60oC, Jumlah Katalis CaO 4%, Waktu
Reaksi 90 Menit, dan Perbandingan Mol Alkohol
terhadap Minyak 9:1
62
Gambar L5.1
Foto Kulit Telur Ayam
63
Gambar L5.2
Foto Penggilingan dengan Ball Mill
63
Gambar L5.3
Foto Serbuk Kulit Telur Ayam
63
Gambar L5.4
Foto Pengayakan Serbuk Kulit Telur Ayam
64
Gambar L5.5
Foto Pemanasan dengan Furnace
64
Gambar L5.6
Foto Abu Kulit Telur Ayam Hasil Kalsinasi
64
Gambar L5.7
Foto Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas
65
Gambar L5.8
Foto Rangkaian Alat Esterifikasi
65
Gambar L5.9
Foto Lemak Sapi
65
Gambar L4.5
Gambar L4.6
Gambar L4.7
Gambar L4.8
Gambar L4.9
Gambar L5.10 Foto Proses Esterifikasi
66
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar L5.11 Foto Pemisahan Hasil Esterifikasi dengan Corong
Pemisah
66
Gambar L5.12 Foto Minyak Hasil Pemisahan
66
Gambar L5.13 Foto Rangkaian Alat Transesterifikasi
67
Gambar L5.14 Foto Proses Transesterifikasi
67
Gambar L5.15 Foto Pemisahan Hasil Transesterifikasi dengan
Corong Pemisah
67
Gambar L5.16 Foto Metil Ester Hasil Pemisahan
68
Gambar L5.17 Foto Analisis Densitas
68
Gambar L5.18 Foto Analisis Viskositas
68
Gambar L5.19 Foto Biodisel
69
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang
Pembuatan Biodiesel dari Lemak Sapi dan
Penggunaan Katalis Heterogen CaO
3
Tabel 2.1
Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI
8
Tabel 2.2
Populasi Hewan Ternak per Ekor Tahun 2008-2012
di Indonesia
9
Tabel 2.3
Komposisi Asam Lemak dalam Lemak Sapi
9
Tabel 2.4
Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Metanol
10
Tabel 2.5
Komposisi Kimia dari Kulit Telur
11
Tabel 4.1
Komposisi Asam Lemak dari Lemak Sapi
31
Tabel 4.2
Sifat Fisika dari Lemak Sapi
31
Tabel 4.3
Komposisi dari Abu Kulit Telur Ayam
32
Tabel 4.4
Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari Limbah
Lemak Sapi dengan Menggunakan Katalis
Heterogen CaO dengan Variasi Suhu Reaksi
33
Hasil Penelitian Pembuatan Biodiesel dari Limbah
Lemak Sapi dengan Menggunakan Katalis
Heterogen CaO dengan Variasi Jumlah Katalis
35
Tabel 4.6
Hasil Analisis Densitas Biodiesel
37
Tabel 4.7
Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel
38
Tabel L1.1
Komposisi Asam Lemak Bahan Baku Lemak Sapi
48
Tabel L1.2
Komposisi Trigliserida Bahan Baku Lemak Sapi
48
Tabel L1.3
Kadar Free Fatty Acid (FFA) Lemak Sapi
49
Tabel L2.1
Hasil Analisis Densitas Biodiesel
50
Tabel L2.2
Hasil Analisis Viskositas Kinematik Biodiesel
50
Tabel L2.3
Hasil Analisis Yield Metil Ester
51
Tabel 4.5
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
LAMPIRAN 4
LAMPIRAN 5
DATA BAHAN BAKU
48
L1.1 KOMPOSISI ASAM LEMAK BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
48
L1.2 KOMPOSISI TRIGLISERIDA BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
48
L1.3 KADAR FREE FATTY ACID (FFA)
LEMAK SAPI
49
DATA PENELITIAN
50
L2.1 DATA DENSITAS BIODIESEL
50
L2.2 DATA VISKOSITAS KINEMATIK
BIODIESEL
50
L2.3 DATA YIELD METIL ESTER
51
CONTOH PERHITUNGAN
52
L3.1 PERHITUNGAN KADAR FFA LEMAK
SAPI
52
L3.1.1 Perhitungan Kadar FFA Lemak Sapi
Sebelum Esterifikasi
52
L3.1.2 Perhitungan Kadar FFA Lemak Sapi
Setelah Esterifikasi
52
L3.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN METANOL
53
L3.3 PERHITUNGAN YIELD BIODIESEL
54
L3.4 PERHITUNGAN DENSITAS BIODIESEL
54
L3.5 PERHITUNGAN VISKOSITAS
KINEMATIK BIODIESEL
54
HASIL ANALISIS
56
L4.1 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BAHAN
BAKU LEMAK SAPI
56
L4.2 HASIL ANALISIS KOMPOSISI KATALIS
ABU KULIT TELUR AYAM
57
L4.3 HASIL ANALISIS KOMPOSISI BIODIESEL
57
DOKUMENTASI PENELITIAN
63
L5.1 FOTO PREPARASI ABU KULIT TELUR
AYAM
63
L5.2 FOTO PENGUJIAN KADAR ASAM
xv
Universitas Sumatera Utara
LEMAK BEBAS
65
L5.3 FOTO PROSES ESTERIFIKASI
65
L5.4 FOTO PROSES TRANSESTERIFIKASI
67
L5.5 FOTO ANALISIS BIODIESEL
68
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
T
Suhu
o
N
Normalitas larutan NaOH
N
V
Volume larutan NaOH terpakai
ml
M
Berat molekul FFA lemak sapi
gr/mol
m
Berat sampel
kg
ρ
Massa jenis
kg/m3
sg
Spesific gravity
t
Waktu alir
s
k
Konstanta alir
kg/m.s2
C
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AAS
Atomic Absorption Spectrophotometry
BM
Berat Molekul
cSt
centistokes
et al
et alia
FAME
Fatty Acid Methyl Ester
FFA
Free Fatty Acid
GC
Gas Chromatography
rpm
rotary per minute
SNI
Standar Nasional Indonesia
xviii
Universitas Sumatera Utara