KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl
KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL
MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl
Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :
ROBBY ADMIRAL SAPUTRA
061330400332
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2016
LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL
MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl
Oleh:
Robby Admiral Saputra
0613 3040 0332
Palembang, Juli 2016Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Mustain Zamhari, M.Si Ir. Muhammad Taufik,M.Si
NIP 196106181989031004 NIP. 195810201991031001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Adi Syakdani, S.T., M.T.
NIP 196904111992031001
ABSTRAK
KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL
MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl
(Robby Admiral Saputra, 2016. 53 halaman, 12 Tabel, 13 Gambar, 4 Lampiran)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari variasi konsentrasi senyawa
aktivasi zeolit dan penggunaan katalis zeolit teraktivasi HCl terhadap biodiesel dari
minyak goreng bekas. Pembuatan biodiesel dari bahan baku minyak goreng bekas ini
sebelumnya dilakukan proses esterifikasi yang bertujuan untuk menurunkan %FFA > 5%
menjadi < 5% dengan bantuan pelarut yang sama yaitu metanol dan katalis zeolit yang
diaktivasi oleh HCl, kemudian dilanjutkan ke tahap selanjutnya yaitu proses
transesterifikasi. Proses transesterifikasi minyak goreng bekas dalam metanol untuk
menghasilkan biodiesel menggunakan katalis basa (KOH). Peninjauan konsentrasi HCl
dan jumlah katalis yang digunakan terhadap produk biodiesel yang dihasilkan perlu
dilakukan untuk mendapatkan produk biodiesel yang memenuhi standar. Proses
esterifikasi minyak goreng bekas yang menggunakan katalis zeolit teraktivasi HCl dan
jumlah zeolit yang digunakan dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi senyawa
aktivasi zeolit (HCl) yaitu 0,5 M, 1 M, 1,5 M, 2 M, 2,5 M dan variasi zeolit yang
digunakan sebesar 0,5 gr, 1 gr, 1,5 gr. Penelitian ini dilakukan dengan cara
mencampurkan minyak goreng bekas, metanol dan zeolit yang telah diaktivasi dalam
gelas kimia 250 ml dengan kondisi operasi 60 C selama 3 jam dan hasilnya dipisahkan
didalam corong pisah lalu didiamkan selama 24 jam. Dari penelitian diperoleh kondisi
optimum pada penggunaan senyawa aktivasi HCl dengan konsentrasi 1 M dan massa
zeolit sebesar 0,5 gr. Hasil analisis sifat fisik dan kimia biodiesel yang diperoleh
%konversi 88%, densitas 0,8782 gr/ml, bilangan asam 0,6182 mgKOH/gr, titik nyala
187,8C, viskositas 2,7797 cSt, dan % FFA 0,2871. Produk biodiesel yang dihasilkan telah memenuhi standar mutu biodiesel indonesia. Kata kunci : Biodiesel, Esterifikasi, Katalis Zeolit, Minyak goreng bekas, Senyawa aktivasi HCl, Transesterifikasi
ABSTRACT
THE CONVERSION OF WASTED COOKING OIL TO BIODIESEL
USING CATALYST ZEOLITE ACTIVATED BY HCl
(Robby Admiral Saputra, 2016. 53 pages, 11 Tables, 13 Pictures, 4 Enclosures)
This research aim is to know the influence from various concentration on the activation of
the zeolites and various usage of zeolites catalyst activated by HCl to biodiesel from
wasted cooking oil. The production of biodiesel from waste cooking oil as raw material
this before all was done by using esterification process with purpose to reduce %FFA >
5% becomes < 5% with some help of the same solvent that is methanol and catalyst
zeolites that are activated by HCl, then is continued to phase hereinafter is processing
Transesterification. The transesterification process of wasted cooking oil in methanol to
yield biodiesel applies alkaline catalyst (KOH). Sighting of concentration HCl and the
number of catalyst used to product biodiesel yield need to be done to get product
biodiesel fulfilling standard. Process esterification of wasted cooking oil catalyst zeolites
activated by HCl and the number of catalyst zeolites used with various concentration HCl
that is 0,5 M, 1 M, 1,5 M, 2 M, 2,5 M and various number of catalyst used equal to 0,5 gr,
1 gr, 1,5 gr. This research done by the way of mixing wasted cooking oil, methanol and
zeolites that has been activated in beaker glass 250 ml with operating condition 60 C
during 3 hour and result of his it’s dissociated in separatory funnel then is hushed during
24 hours. From the research was received by the optimum condition in the use activation
compound HCl with the concentration 1 M and the mass of zeolites 0,5 gr. Results of the
analysis of the physical characteristics and chemistry biodiesel that was received
%rconversion 88%, density 0.8782 gr/ml, acid number 0.6182 of mgKOH/gr, flashpoint
187,8C, viscosity 2.7797 cSt, and %FFA 0,2871. The biodiesel product that have got has been fulfill the Indonesian standard biodiesel quality.
Keywords : Activation Compound HCl, Biodiesel, Catalyst Zeolites, Esterification, , Transesterification, Wasted cooking oil Bismillahirrahmanirrahim Syukur alhamdulillah penulis hanturkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir dengan judul ”Konversi Minyak Jelantah menjadi Biodiesel menggunakan Katalis Zeolit Teraktivasi HCl” ini tepat pada waktunya.
Laporan Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III sesuai dengan kurikulum yang ditetapkan oleh Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan Akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
Dalam penyusunan dan penulisan laporan ini, penulis mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan hormat penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Adi Syakdani, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Ahmad Zikri, S.T., M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
4. Ir. Mustain Zamhari, M.Si., Dosen Pembimbing I Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
5. Ir. Muhammad Taufik, M.Si., Dosen Pembimbing II Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
6. Seluruh staf pengajar dan Administrasi di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
7. Seluruh Teknisi Laboratorium Jurusan Teknik Kimia.
8. Orang tua dan keluarga yang tercinta yang selalu mendoakan, memotivasi, dan mendukung penulis dalam menyelesaikan laporan akhir.
9. Teman-teman yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.
Penulis menyadari dengan kerendahan hati bahwa laporan ini jauh dari sempurna. Untuk itu, sangat diharapkan kritik dan saran membangun dari semua pihak untuk menyempurnakan Laporan Akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Palembang, Juli 2016 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... ii ABSTRAK ...................................................................................................2.3 Minyak Goreng Bekas (Minyak Jelantah) .............................. 13
2.8.2 Zeolit sebagai Katalis ................................................. 26
2.8.1 Pengertian Zeolit ........................................................ 25
2.8 Zeolit ........................................................................................ 25
2.7 Alkohol .................................................................................... 24
2.6.1 Pengelompokan Katalis .............................................. 22
2.6 Katalis ...................................................................................... 22
2.5.2 Transesterifikasi ......................................................... 19
2.5.1 Esterifikasi .................................................................. 18
2.5 Proses Pembuatan Biodiesel .................................................... 18
2.4.3 Manfaat Biodiesel ........................................................ 17
2.4.2 Karakteristik Biodiesel ................................................ 17
2.4.1 Pengertian Biodiesel .................................................... 15
2.4 Biodiesel .................................................................................. 15
2.2.2 Minyak Nabati dari Kelapa Sawit .............................. 12
iii
2.2.1.2 Asam Lembak Bebas ...................................... 11
2.2.1.1 Trigliserida...................................................... 11
2.2.1 Komposisi dalam Minyak Nabati ............................... 11
9
7 2.2 Minyak Nabati ..........................................................................
7 2.1 Kelapa Sawit ............................................................................
6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................
6 1.4 Perumusan Masalah..................................................................
5 1.3 Manfaat …................................................................................
1 1.2 Tujuan ......................................................................................
1 1.1 Latar Belakang ….....................................................................
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xii BAB I PENDAHULUAN ... ................................................................
x
ABSTRACT................................................................................................... iv MOTTO ................................................................................................... .... v KATA PENGANTAR .................................................................................. vi DAFTAR ISI................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ........................................................................................
2.9 Karakteristik Bahan Bakar Biodiesel ...................................... 28
BAB III METODOLOGI PENELITIAN............................................. 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................. 40
5.2 Saran ........................................................................................ 50
5.1 Kesimpulan .............................................................................. 49
BAB V PENUTUP
4.3.6 Analisa Biodiesel Trbaik ......................................... 47
4.3.5 Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap %FFA Biodiesel .................. 47
4.3.4 Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Viskositas Biodiesel ............ 45
4.3.3 Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Titik Nyala Biodiesel .......... 44
4.3.2 Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Densitas Biodiesel ............... 43
4.3.1 Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Volume Biodiesel ............... 42
4.3 Pembahasan .............................................................................. 42
4.2 Hasil ......................................................................................... 41
4.1 Analisa Bahan Baku ................................................................. 40
3.5.4 Analisa Viskositas ...................................................... 38
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................. 32
3.5.3 Analisa Titik Nyala ..................................................... 38
3.5.2 Analisa % FFA dan Bilangan Asam ........................... 37
3.5.1 Analisa Densitas ......................................................... 37
3.5 Tahap Analisa Bahan Baku dan Hasil .................................... 37
3.4.3 Tahap Reaksi Transesterifikasi menggunakan Katalis Homogen Kalium Hidroksida (KOH) ....................... 35
3.4.2 Tahap Reaksi Esterifikasi menggunakan Katalis Zeolit Asam Teraktivasi HCl ............................................... 34
3.4.1 Tahap Preparasi Zeolit Alam ...................................... 34
3.4 Prosedur Percobaan................................................................... 34
3.3 Perlakuan dan Rancangan Penelitian ........................................ 33
3.2.2 Bahan yang digunakan................................................ 33
3.2.1 Alat yang digunakan ................................................... 32
3.2 Alat dan Bahan ......................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 51
LAMPIRAN.................................................................................................. 53
DAFTAR TABEL
HalamanTabel 1 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit ...........................................
8 Tabel 2 Karakteristik Minyak Sawit ..............................................................
9 Tabel 3 Tanaman Penghasil Minyak Nabati serta Produktifitasnya .............. 10 Tabel 4 Kandungan Asam Lemak Bebas dari Minyak Kelapa Sawit ........... 13 Tabel 5 Komposisi Asam Lemak di Dalam Minyak Bunga Matahari, Minyak Kedelai dan Minyak Bekas ............................................................... 14 Tabel 6 Mutu Minyak Jelantah ...................................................................... 14 Tabel 8. Keunggulan masing – masing golongan katalis............................... 23 Tabel 9. Sifat fisik beberapa zeolit alam ....................................................... 26 Tabel 10. Tabel data massa jenis bola yang digunakan pada pengukuran viskositas. ....................................................................................................... 39 Tabel 11. Data Analisa Bahan Baku ............................................................. 40
Tabel 12. Hasil Analisa Uji Biodiesel........................................................... 56
DAFTAR GAMBAR
HalamanGambar 1. Kelapa Sawit dan Olahannya .......................................................
7 Gambar 2. Struktur molekul monogliserida, digliserida, dan trigliserida...... 11 Gambar 3. Struktur molekul asam lemak bebas............................................. 12 Gambar 4. Reaksi Esterifikasi Dari Asam Lemak Menjadi Metil Ester ........ 19 Gambar 5. Reaksi Transesterifikasi dari Trigliserida menjadi ester metil..... 20 Gambar 6. Tahapan reaksi transesterifikasi ................................................... 21 Gambar 7. Sisi Asam Broensted and Lewis................................................... 27 Gambar 8. Diagram alir proses pembuatan Biodiesel.................................... 36 Gambar 9. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Volume Biodiesel...................................................... 42 Gambar 10. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Densitas Biodiesel ..................................................... 43 Gambar 11. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Titik Nyala Biodiesel ................................................ 45 Gambar 12. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Viskositas Biodiesel .................................................. 46 Gambar 13. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap %FFA Biodiesel ........................................................ 47