50507721 pengaruh jenis asam dan ph pada pemurnian residu gliserol dari hasil samping produksi...

62
PENGARUH JENIS ASAM DAN pH PADA PEMURNIAN RESIDU GLISEROL DARI HASIL SAMPING PRODUKSI BIODIESEL SKRIPSI ULFA RAHMI 020802026 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2006 ABSTRAK Residu gliserol yang merupakan limbah dari industri-industri oleokimia seperti pada pabrik biodiesel, dapat di gunakan kembali . Teknik-teknik pengambilan kembali yang melibatkan proses ekstraksi asam-basa telah dikembangkan sehingga residu gliserol

Upload: waheed-miran

Post on 27-Oct-2015

206 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

Biodiesel production and effect of kinds of acid and pH in glycerol

TRANSCRIPT

Page 1: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

PENGARUH JENIS ASAM DAN pH PADA PEMURNIAN

RESIDU GLISEROL DARI HASIL SAMPING

PRODUKSI BIODIESEL

SKRIPSI

ULFA RAHMI

020802026

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2006 ABSTRAK

Residu gliserol yang merupakan limbah dari industri-industri oleokimia seperti pada

pabrik biodiesel, dapat di gunakan kembali . Teknik-teknik pengambilan kembali yang

melibatkan proses ekstraksi asam-basa telah dikembangkan sehingga residu gliserol

Page 2: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

terpisah menjadi tiga komponen yaitu gliserol kasar, asam-asam lemak dan garam-

garam anorganik. Gliserol kasar yang mengandung sabun diasidifikasi dengan

penambahan asam untuk menguraikannya menjadi asam-asam lemak yang kemudian

dilakukan netralisasi untuk kelebihan asam. Untuk menghasilkan kualitas dan kuantitas

maksimum dari gliserol maka dilakukan penelitian pengaruh jenis asam dan pH

terhadap pemurnian residu gliserol dengan menggunakan H2SO4 dan H3PO4 dan variasi

pH 2; 3; dan 4. Karakterisasi kualitas produk dilakukan melalui uji kadar gliserol

menggunakan kromatografi gas, uji kadar asam lemak bebas dengan metode titrasi

asidimetri, uji kadar air dengan metode pemanasan, uji kadar abu dengan metode

pemanasan dengan tanur, uji densitas dengan menggunakan piknometer dan hasil akhir

produk gliserol dengan penimbangan berat produk. Dan dari data hasil penelitian yang

diperoleh, dapat disimpulkan bahwa penggunaan H3PO4 menghasilkan kualitas dan

kuantitas produk yang lebih baik daripada H2SO4. Dan produk maksimum diperoleh

pada penggunaan H3PO4 pada pH 3 yang menghasilkan kadar gliserol 89,2446%; kadar

asam lemak bebas 2,6347%; kadar air 4,417%; kadar abu 5,4667%; densitas 1,3030;

dan hasil akhir gliserol yang diperoleh sebesar 47,58%

Page 3: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

vii

The Effect of Kinds of Acid and pH in Glycerol Residues Purrification

From Biodiesel Production

ABSTRACT

The glycerol residue is one of the waste generated by oleochemicals industry such as in

biodiesel plant, and can be recovered. A recovery technique which involves an acid-

based extraction was developed in which the glycerol residue was separated into three

components, crude glycerol, fatty acids and inorganic salts. The crude glycerol which

contains soaps, was acidified with the addition of acid to crack the soap to become the

fatty acids and then was neutralized for the acids residues. For having the maximum

quality and quantity of glycerol, the research has been done about the effect of kinds of

acid and pH in glycerol residue purification by using H3PO4 and H2SO4 and the pH

variety 2; 3; 4. The characterization of product’s quality was done by measuring glycerol

content by gas chromatography, the free fatty acid content by acidimetric titration, the

moisture content by heating methode, the ash content by destruction methode in muffle

furnace, the density test by using picnometer, and the yield by measurement the weight of

product The result in this research, could be summarized that H3PO4 produce a better

product than H2SO4. And the maximum product was got by using H3PO4 in pH 3 which

was produce glycerol content 89,2446%; 2,6347% ffa; 4,417% moisture; 5,4667% ash;

1,3030 gr/ml density; and 47,58% yield.

Page 4: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

viii

PENGHARGAAN

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, serta salawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW,

sehingga penulis dapat menyelesaikan studi penelitian dan penulisan skripsi ini.

Adapun judul skripsi ini adalah: “PENGARUH JENIS ASAM DAN PH

PADA PEMURNIAN RESIDU GLISEROL DARI HASIL PRODUKSI BIODIESEL”.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, izinkanlah penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ayahanda Razali Yusuf, ibunda

Masriana , kakanda Leni dan Rizal, yang telah banyak membantu dan berkorban baik

moril maupun materil serta doa restunya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi

penelitian skripsi ini.

Melalui kesempatan ini juga, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus

kepada Bapak Prof.Basuki Wirjosentono, MS, Phd dan Bapak Dr. Ir. Tjahjono Herawan

MSc selaku dosen pembimbing I dan pembimbing II yang telah banyak memberikan

pengarahan dan bimbingan hingga selesainya skripsi ini, kepada Ibu Dr. Rumondang

Bulan, MSc dan Bapak Drs. Firman Sebayang, MS, selaku ketua dan sekretaris

Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi ini, semua Bapak/Ibu Staf

Laboratorium Kimia Fisika FMIPA USU yang telah banyak memberikan bimbingan dan

saran kepada penulis selama penelitian dan penulisan skripsi ini, juga kepada Bapak Drs.

J.H Simorangkir, MS. selaku dosen wali, seluruh staf dosen Departemen Kimia FMIPA-

USU yang telah membimbing dan memberikan disiplin ilmu selama di bangku

perkuliahan, seluruh rekan-rekan Asisten Laboratorium Kimia Fisika juga kepada Kak

Mas sebagai laboran dan Bang Edi sebagai teknisi, terima kasih atas bantuan dan

dukungannya, serta kepada seluruh teman-temanku, menik, eva, yuli, juli, marlina dan

teguh serta mahasiswa Departemen Kimia khususnya stambuk 2002, terima kasih atas

dukungan semangat selama ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena

keterbatasan penulis baik dalam literatur maupun pengetahuan yang dimiliki penulis.

Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi

kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat untuk kita semua. Amin.

Page 5: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

ix

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Daftar Istilah xii

Bab 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 3

1.3 Pembatasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi Penelitian 4

a. Populasi 4

b. Sampling 4

c. Variabel 5

1.7 Lokasi Penelitian 6

Bab 2 Tinjauan Pustaka 7

2.1 Crude Palm Oil (CPO) 7

2.1.1 Refined Bleached Deodorized Palm Oil (RBDPO) 8

2.1.1.1 Proses Pembuatan RBDPO 8

2.2 Oleokimia 11

2.3 Biodiesel 12

2.4 Gliserol 14

2.5 Pemurnian Gliserol 15

2.6 Kromatografi Gas 18

Bab 3 Alat, Bahan Dan Prosedur Penelitian 20

3.1 Alat-alat 20

3.2 Bahan-bahan 21

3.3 Proses Penelitian 22

3.3.1 Pembuatan Reagen Dan Standarisasi 22

3.3.1.1 Larutan KOH 0,1 N 22

Page 6: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

x

3.3.1.2 Standarisasi KOH 0,1 N 22

3.3.1.3 Larutan Indikator Phenolphthalein 1 % 22

3.3.1.4 Larutan Alkohol Netral 23

3.3.2 Prosedur Kerja Penelitian 23

3.3.2.1 Penghilangan metanol 23

3.3.2.2 Pemurnian gliserol 23

3.3.3 Prosedur Analisa 24

3.3.3.1 Penentuan Kadar gliserol 24

3.3.3.2 Penentuan Asam lemak bebas 24

3.3.3.3 Penentuan Kadar Air 25

3.3.3.4 Penentuan Kadar Abu 25

3.3.3.5 Penentuan Densitas 26

3.5. Skema Penelitian 26

3.5.1 Penghilangan metanol 26

3.5.2 Pemurnian gliserol 27

3.5.3 Penentuan Kadar gliserol 28

3.5.4 Penentuan Asam lemak bebas 29

3.5.5 Penentuan Kadar Air 30

3.5.6 Penentuan Kadar Abu 31

3.5.7 Penentuan Densitas 31

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 32

4.1 Hasil 32

4.2 Pembahasan 38

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 43

5.1 Kesimpulan 43

5.2 Saran 43

Daftar Pustaka 44

Lampiran 46

Page 7: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kadar kotoran yang terkandung dalam CPO 8

Tabel 2.2 Standard mutu CPO dan RBDPO 10

Tabel 2.3 Bidang aplikasi minyak dan lemak pada industri kimia 12

Tabel 2.4 Karakterisasi dari Crude Gliserol, Gliserol yang dimurnikan

dari residu gliserol dan Gliserin komersial 16

Tabel 4.1 Data Hasil Analisa Kadar Gliserol dengan Variasi Jenis Asam

dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 32

Tabel 4.2 Data Hasil Analisa Kadar Asam Lemak Bebas dengan Variasi

Jenis Asam dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 32

Tabel 4.3 Data Hasil Analisa Kadar Air dengan Variasi Jenis Asam

dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 33

Tabel 4.4 Data Hasil Analisa Kadar Abu dengan Variasi Jenis Asam

dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 33

Tabel 4.5 Data Hasil Analisa Densitas dengan Variasi Jenis Asam

dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 34

Tabel 4.6 Data % Hasil Akhir Produk (Yield) dengan Variasi Jenis Asam

Dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol 34

Page 8: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Langkah-langkah pembuatan RBDPO 10

Gambar 2.2 Diagram transesterifikasi untuk menghasilkan gliserol dari

Palm kernel metil ester plant metode asidifikasi 17

Gambar 4.1 Kurva pengaruh variasi jenis asam dan pH terhadap kadar

Gliserol produk pemurnian gliserol 35

Gambar 4.2 Kurva pengaruh variasi jenis asam dan pH terhadap kadar

ALB produk pemurnian Gliserol 35

Gambar 4.3 Kurva pengaruh variasi jenis asam dan pH terhadap kadar air

Produk pemurnian gliserol 36

Gambar 4.4 Kurva pengaruh variasi jenis asam dan pH terhadap kadar abu

Produk pemurnian gliserol 36

Gambar 4.5 Kurva pengaruh variasi jenis asam dan pH terhadap densitas

Produk pemurnian gliserol 37

Gambar 4.6 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Hasil

Akhir (Yield) Produk Pemurnian Gliserol 37

Page 9: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Pengaruh Jenis Asam dan pH terhadap Hasil

Asidifikasi 46

Lampiran 2. Data Karakterisasi Gliserol p.a 87% dan Gliserol Teknis 46

Lampiran 3. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 2 47

Lampiran 4. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 3 48

Lampiran 5. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 4 49

Lampiran 6. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 2 50

Lampiran 7. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 3 51

Lampiran 8. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil

Pemurnian Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 4 52

Lampiran 9. Data Hasil Kromatografi Gas Gliserol Teknis 53

Lampiran 10. Data Hasil Kromatografi Gas Gliserol p.a 87% 54

Page 10: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

14

DAFTAR ISTILAH

CPO = Crude Palm Oil

CPKO = Crude Palm Kernel Oil

RBDPO = Refined Bleached Deodorized Palm Oil

KHP = Kalium Hidrogen Ptalat

MSTFA = Metil Silil Tri Floro Asetamida

AOCS = American Oil Characterization Standard

HSAB = Hard Soft Acid Base

Page 11: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kelapa sawit adalah salah satu komoditas perkebunan yang sangat penting bagi

Indonesia, karena Indonesia merupakan produsen terbesar minyak sawit kedua setelah

Malaysia.(Meffert, 1984). Minyak sawit mempunyai potensi yang cukup besar untuk

digunakan di industri-industri pangan, industri non pangan, industri farmasi, dan industri

oleokimia. Oleokimia adalah bahan baku industri yang diperoleh dari minyak nabati,

temasuk diantaranya adalah crude palm oil (CPO) dan crude palm kernel oil (CPKO).

Produksi utama minyak yang digolongkan dalam oleokimia adalah asam lemak, lemak

alkohol, gliserin dan metil ester.

Saat ini, telah dilakukan pengembangan dan penggunaan minyak tumbuhan

sebagai bahan bakar. Minyak tumbuhan tersebut dikonversikan menjadi bentuk metil

ester asam lemak yang disebut biodiesel. Di Indonesia, penelitian dilakukan oleh Pusat

Penelitian Kelapa Sawit (PPKS), Medan dan telah berhasil mengembangkan biodiesel

dari CPO dan RBDPO.(Fauzi, 2006).

Proses pembuatan biodiesel dari minyak nabati melibatkan reaksi transesterifikasi.

Transesterifikasi merupakan perubahan bentuk dari satu jenis ester menjadi bentuk ester

yang lain. Transesterifikasi terjadi dengan alkohol yang lebih rendah. Reaksi antara

trigliserida dan alkohol yang lebih rendah akan menghasilkan gliserol bebas dan ester

asam lemak. (Syah, 2006)

Hasil samping proses pembuatan biodiesel berbahan baku RBDPO dan metanol

dengan katalis basa diperoleh dalam bentuk residu gliserol yang jumlahnya dapat

Page 12: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

16

mencapai lebih kurang 20% dari jumlah produk (Ahn.et al, 1995). Residu gliserol ini

masih mengandung komponen selain gliserol, seperti senyawa lemak, sabun, KOH dan

lain-lain. Sebagai perbandingan, gliserol yang berasal dari Palm Kernel Oil Methyl Ester

Plant mengandung 20,3% gliserol, 6,6% asam lemak (dalam bentuk senyawa sabun) dan

64,3% garam-garam (Yong.et al, 2001).

Residu gliserol ini bersifat sangat basa (pH›10) merupakan cairan kental dengan

warna yang sangat gelap. Untuk dapat dimanfaatkan, residu gliserol terlebih dahulu

dilakukan pengolahan awal untuk menghilangkan bahan-bahan lain selain gliserol,

sehingga diperolah gliserol dalam bentuk gliserol kasar (crude glycerol). Pemurnian

gliserol kasar dapat dilakukan dengan menggunakan asam sulfat atau asam klorida.

Kemudian dilakukan pengolahan selanjutnya untuk menghilangkan asam dengan

penambahan basa. Dan untuk memperoleh gliserol dengan warna yang bening maka

dilakukan proses penghilangan warna dengan penambahan arang aktif.

Menurut hasil penelitian sebelumnya oleh Hazimah dkk dengan menggunakan

asam sulfat pada pH 2 diperoleh bahwa gliserol yang dihasilkan dari hasil pemurnian

crude gliserol mempunyai kadar gliserol sebesar 99,1-99,8%; Kadar air 0,11-0,80%;

Kadar abu 0,054%; Kadar sabun 0,56%; Keasaman 0,10-0,16; Klorida 1 ppm; dan Warna

34-45 (Hazimah.et al, 2003)

Berdasarkan hal tersebut di atas, penelitian yang dilakukan ingin dikembangkan

untuk pemanfaatan gliserol kasar (crude glycerol) yang dihasilkan pada proses pembuatan

biodiesel yang berbahan baku RBDPO sebagai hasil samping (byproduct). Dalam hal ini

peneliti ingin mengetahui pengaruh jenis asam dan pH yang digunakan sehingga dapat

diketahui jenis asam dan pH yang paling sesuai untuk memperoleh hasil yang maksimum.

Asam posfat juga digunakan pada penelitian ini untuk membandingkannya dengan asam

sulfat yang telah digunakan oleh Hazimah dkk. Diketahui bahwa asam sulfat lebih efektif

untuk memecah sabun namun juga bersifat dehidrator dan juga oksidator sehingga akan

menurunkan kualitas produk.

Page 13: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

17

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan penelitian sebelumnya oleh Hazimah, permasalahan dalam penelitian ini

yaitu untuk melihat bagaimana pengaruh asam sulfat dan asam posfat dan pH terhadap

proses pemurnian gliserol dari hasil samping biodiesel untuk memperoleh produk yang

maksimum.

1.3 Pembatasan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan dibatasi pada:

1. Crude gliserol diperoleh dari hasil samping pembuatan biodiesel yang berbahan

baku RBDPO direaksikan dengan methanol dengan katalis basa KOH pada

pabrik biodiesl PPKS.

2. Jenis asam yang digunakan adalah asam posfat dan asam sulfat.

3. pH yang digunakan adalah 2; 3; 4.

4. Proses bleaching menggunakan arang aktif.

5. Parameter yang diukur adalah penentuan kadar gliserol, kadar asam lemak bebas,

kadar air, kadar abu , densitas, dan % hasil akhir gliserol.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh gambaran dalam pemurnian crude gliserol

menjadi gliserol murni, yaitu:

1. untuk mengetahui pengaruh penggunaan asam sulfat dan asam posfat pada

proses pemurnian gliserol.

2. untuk mengetahui pengaruh penggunaan pH yang berbeda pada proses

pemurnian gliserol.

3. untuk mengetahui penggunaan jenis aasam dan pH yang paling sesuai untuk

menghasilkan produk yang maksimum.

Page 14: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

18

1.5 Manfaat Penelitian

Dengan diperolehnya gambaran atau hubungan yang jelas tentang penggunaan jenis asam

dan pH terhadap proses pemurnian gliserol dari hasil samping industri biodiesel maka

diharapkan dapat diketahui jenis asam dan pH yang paling baik dalam menghasilkan

gliserol murni serta diharapkan dapat memberikan manfaat bagi industri biodiesel dalam

meningkatkan diversifikasi produknya.

1.6 Metodologi Penelitian

Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium. Metode penelitian dilakukan dengan cara

sebagai berikut:

a. Populasi

Populasi adalah crude gliserol yang diperoleh dari proses pembuatan biodisel yang

berbahan baku RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil) pada pabrik

biodiesel PPKS yang kemudian diasidifikasi dengan menggunakan asam posfat

(H3PO4) atau asam sulfat (H2SO4). Populasi yang digunakan bersifat homogen.

b. Sampling

Berdasarkan sifat populasi yang homogen dan dengan perlakuan kelompok maka

teknik sampling yang digunakan adalah teknik sampling acak kelompok, yaitu sampel

crude gliserol diasidifikasi dengan menggunakan variasi asam dan pH yang kemudian

di netralisasi. Hasil dari tahapan proses pemurnian kemudian dianalisa dan replikasi

dilakukan dua kali secara acak untuk setiap perlakuan dari masing-masing sampel.

Page 15: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

19

c. Variabel

Variabel yang digunakan dalam penelitian ini:

1. Variabel bebas

- pH (2; 3; 4)

- jenis asam ( asam posfat ; asam sulfat )

2. Variabel terikat

- Kadar gliserol

- Asam lemak bebas bebas

- Kadar air

- Kadar Abu

- Densitas

- % hasil akhir produk gliserol

3. Variabel tetap

- jenis zat netaralisasi ( NaOH 32%)

- bleaching dengan menggunakan arang aktif (2% dari produk gliserol)

d. Pengambilan data

Pengambilan data dilakukan dengan:

1. Data penentuan kadar gliserol diperoleh dengan menggunakan Gas

Chromatography

2. Data penentuan kadar asam lemak bebas diperoleh dengan menggunakan

metode titrasi asidimetri

3. Data penentuan kadar air diperoleh dengan metode penguapan

4. Data penentuan kadar abu diperoleh dengan menggunakan tanur

5. Data penentuan densitas diperoleh dengan menggunakan piknometer

6. % hasil produk gliserol dihitung dengan penimbangan.

Page 16: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

20

1.7 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Oleokimia dan Laboratorium Oleopangan

Pengolahan Hasil dan Mutu Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan dan

Laboratorium Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sumatera Utara Medan.

BAB 2

Page 17: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

21

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 CPO (Crude Palm Oil)

Industri kelapa sawit nasional mengalami perkembangan yang sangat pesat. Terbukti

dalam 20 tahun terakhir (1985-2005), pertambahan kebun kelapa sawit mencapai lima

juta hektare atau meningkat 837 persen. Pasokan CPO untuk produksi dalam negeri juga

meningkat menjadi 12,8 juta ton pada tahun 2005, bila dibandingkan dengan 12,5 juta ton

pada tahun 2004 (Fauzi, 2006)

Minyak yang berasal dari tanaman kelapa sawit ( Elaeis guineensis) terdiri atas 2

jenis. Pertama adalah minyak sawit kasar yang dikenal dengan istilah CPO, yaitu minyak

yang diperoleh dari ekstraksi bagian mesokarp buah sawit. Kedua adalah minyak inti

sawit yang dikenal dengan PKO adalah minyak yang diperoleh dari hasil ekstraksi inti

sawit. Minyak inti sawit berwarna kuning pucat, hal ini dikarenakan kandungan

karotenoidnya yang sangat rendah. Akan tetapi minyak sawit berwarna kuning merah

yang disebabkan kandungan karotenoidnya relatif lebih besar.

Minyak kelapa sawit banyak mengandung gliserida-gliserida dan sebagian kecil

komponen non gliserida. Untuk tujuan merubah minyak ke bentuk yang dapat digunakan,

beberapa dari non gliserida harus dikurangi ataupun dihilangkan ke level tertentu. Ada

dua jenis gliserida, yaitu yang larut dalam minyak dan yang tidak larut dalam minyak.

Kotoran-kotoran yang tidak larut dalam minyak meliputi serat buah dan cangkang.

Sedangkan komponen non gliserida yang larut dalam minyak meliputi asam lemak bebas,

fosfolipid, logam, karoten dan lain-lain. Tujuan refining adalah untuk mendapatkan

minyak sawit dengan kualitas yang baik yang sesuai dengan standard dengan

menghilangkan kotoran-kotoran (Anonimous I, 2006)

Tabel 2.1 Kadar kotoran yang terkandung dalam CPO

Page 18: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

22

Substances Content

Asam lemak bebas 3 - 5%

Getah (fofatida dan fosfolipid) 300 ppm

Kotoran 0.01%

Cangkang Trace

Kadar air 0.15%

Kandungan logam 0.50%

Produk oksidasi Trace

Karotenoid total 500 - 1000 ppm

2.1.1 RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil)

RBD Palm Oil dihasilkan dari minyak kelapa sawit (CPO). Proses pengolahan buah

kelapa sawit menjadi CPO dan kemudian dilanjutkan dengan pembuatan RBDPO adalah

sebagai berikut:

2.1.1.1 Proses Pembuatan RBDPO

Minyak kelapa sawit mentah (CPO) dapat diolah menjadi minyak goreng (RBD palm

olein) dan RBD Stearin. Dalam proses pengolahan tersebut zat-zat pengotor seperti air,

mineral-mineral logam, zat-zat lendir dan asam lemak bebas perlu dihilangkan melalui

proses pemurnian. Demikian juga dalam CPO masih terdapat campuran antara gliserida

padat dan gliserida cair, maka perlu dilakukan pemisahan secara kristalisasi fraksinasi.

Langkah-langkah proses yang dilakukan untuk RBDPO adalah sebagai berikut:

1. Proses Degumming

Page 19: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

23

Pada proses ini zat-zat lendir (gum) didalam CPO perlu dihilangkan. Dalam hal

ini dilakukan dengan penambahan asam pospat (H3PO4) untuk mengendapkan zat

lendir tersebut dan akan menghasilkan Degumming Palm Oil (DP Oil).

2. Proses Bleaching

Pada tahap ini dilakukan pemucatan sekaligus penghilangan mineral-mineral

logam pengotor dengan penambahan bahan pemucat bleaching earth untuk

mendapatkan Bleaching Palm Oil (BP Oil).

3. Proses Deodorization

Pada tahap ini dilakukan penghilangan bau sekaligus juga penghilangan asam

lemak bebas melalui destilasi vakum. Zat-zat yang bersifat steam volatile akan

keluar bersama asam lemak bebas sehingga sebagai residu dihasilkan Refinery

Bleaching Deororization Palm Oil (RBDPO).(Anonimous II, 2006)

CPO

Degumming (H3PO4)

bleaching

filter

Asam lemak bebas

residu BP Oil

Deodorization (destilasi vakum)

RBD Palm Oil

Kristalisasi fraksinasi

RBD Palm Olein RDB Palm Stearin

Page 20: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

24

Gambar 2.1 Langkah-langkah pembuatan RBDPO

Adapun kualitas yang harus diketahui dalam proses pengolahan minyak CPO dan

RBDPO dapat dilihat pada table 2.2 ( Rahmi.et al, 2001)

Tabel 2.2. standard mutu CPO dan RBDPO

Analisa CPO RBDPO

Asam Lemak Bebas 5% Max 0,1% Max

Kadar air dan kotoran 0,1% Max 0,1% Max

Bilangan Iodin 50-55% 50-55%

Bilangan Peroksida - -

Titik lebur 33-39 oC 33-39

oC

Warna 20 Red Max 3-6 Red Max

2.2 Oleokimia

Oleokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang proses

pengolahan asam lemak dan gliserin serta derivatnya baik yang dihasilkan dari minyak

seperti gliserida juga hasil sintesis dari produksi etilena dan propilena serta industri

petrokimia.(Richtler.et al, 1984).

Oleokimia didefinisikan sebagai pembuatan asam lemak dan gliserin serta

turunannya baik yang berasal dari hasil pemecahan trigliserida yang dikandung minyak

dan lemak alami maupun berasal dari produk petrokimia. Sumber kimia oleo yang berasal

dari ester gliserida minyak/lemak alami berasal dari minyak kacang kedelai, biji bunga

matahari, kelapa sawit, inti sawit, kelapa, alpukat, biji kapas, lemak sapi, lemak babi,

minyak ikan paus, biji karet, kemiri, jarak serta berbagai sumber lainnya. Oleokimia

alami merupakan senyawa kimia yang berasal dari minyak dan lemak tumbuh-tumbuhan

yang diperoleh dengan cara saponifikasi diikuti hidrolisis sehingga menghasilkan asam

Page 21: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

25

lemak bebas dan gliserol. Produk oleo kimia dasar yang utama adalah asam lemak, ester

asam lemak, alkohol asam lemak, amina asam lemak, serta gliserol yang merupakan

produk samping yang juga tidak kalah pentingnya. Sedangkan oleokimia sintetis yang

berasal dari petrokimia misalnya pembuatan alkohol asam lemak dari etilena serta gliserin

dari propilena. (Brahmana,H.R, 1991).

Diantara produk-produk tersebut asam lemak merupakan bahan oleokimia yang

terpenting yang digunakan dalam berbagai reaksi modifikasi kimia untuk menghasilkan

berbagai produk turunan dengan berbagai aplikasi industrial yang berbeda. Asam lemak

banyak digunakan dalam pembuatan sabun, produk-produk karet, kosmetika, lilin, dan

juga bahan baku untuk produksi turunan amina asam lemak. Disisi lain aplikasi gliserol

pada industri oleokimia juga sangat luas, yang digunakan pada produk kosmetika,

farmasi, bahan peledak, serta monogliserida yang digunakan sebagai bahan pengemulsi.

Hingga saat ini, umumnya sebagian produk oleokimia ini diaplikasikan sebagai surfaktan

pada produk-produk kosmetika, toileteris, serta produk pencuci/pembersih, baik untuk

kebutuhan rumah tangga, maupun industri seperti tekstil, plastik, pertambangan, dan

pengolahan limbah cair pabrik. Tabel 2. menunjukkan bidang aplikasi minyak dan lemak

pada industri kimia secara luas (Elisabeth J, 1999)

Tabel 2.3 Bidang aplikasi minyak dan lemak pada industri kimia

Asam lemak dan turunannya Plastik, sabun, kosmetika, bahan

pencuci/pembersih, cat, tekstil, industri

kulit dan kertas, karet, lubrikan/pelumas.

Ester metal asam lemak Kosmetika, bahan pembersih/pencuci

Gliserol Kosmetika, pasta gigi, farmasitikal,

perekat, plastik, resin sintetik, peledak,

tembakau.

Amina asam lemak dan turunannya

biosida

Kondisioner, industri pabrik dan serat,

aditif minyak mineral

Minyak netral dan turunannya Sabun

Minyak pengering Perekat, cat vernis

Page 22: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

26

2.3 Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang serupa dengan bahan bakar fosil.

Biodiesel dapat diproduksi dari minyak nabati, minyak/lemak hewani. Biodiesel adalah

golongan monoalkil ester dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 20 yang

mengandung oksigen. (Darnoko, 2004).

Proses pembuatan biodiesel dari minyak nabati disebut transesterifikasi. Transesterifikasi

merupakan perubahan bentuk dari satu jenis ester menjadi bentuk ester yang lain. Suatu

ester merupakan suatu rantai hidrokarbon yang akan terikat dengan molekul yang lain.

Sedangkan satu molekul minyak nabati terdiri dari tiga ester pada satu molekul gliserol.

Sekitar 20% molekul minyak nabati adalah gliserol.

Ada tiga cara untuk memproduksi biodiesel dari minyak dan lemak, yaitu:

- Transesterifikasi minyak dengan katalis basa

- Transesterifikasi minyak dengan katalis asam

- Konversi minyak ke bentuk asam-asam lemak kemudian ke bentuk biodiesel

Hampir seluruh biodiesel diproduksi dengan menggunakan metode

transesterifikasi dengan katalis basa. Hal ini dikarenakan karena selama proses suhu dan

tekanan yang dibutuhkan rendah dan menghasilkan 98% yield.(Anonimous III, 2006)

Dalam suatu reaksi transesterifikasi atau reaksi alkoholisis pada dasarnya adalah

mereaksikan minyak nabati dengan metanol atau etanol, yang dibantu dengan katalisator

soda api (NaOH) atau KOH, yaitu satu mol trigliserida bereaksi dengan tiga mol alkohol

untuk membentuk satu mol gliserol dan tiga mol alkil ester asam lemak. Proses tersebut

merupakan suatu rangkaian dari reaksi reversible (dapat balik), yang mana molekul

trigliserida tersebut diubah satu tahap demi tahap menjadi digliserida, monogliserida dan

gliserol.

Page 23: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

27

Alkohol yang paling umum untuk digunakan dalam proses tranesterifikasi adalah

metanol, karena harganya lebih murah dan daya reaksinya lebih tinggi dibandingkan

dengan alkohol yang berantai panjang. Proses metanolisis berkatalis basa dapat dilakukan

pada suhu ruangan dan akan menghasilkan ester lebih dari 80%. Pemisahan fase ester dan

gliserol pun dapat berlangsung cepat dan sempurna. Penggunaan katalis KOH lebih

dianjurkan karena akan bekerja seperti atau lebih baik daripada NaOH. Dibandingkan

dengan NaOH, racun pada KOH lebih sedikit. Produk samping dari biodiesel yang dibuat

dengan KOH adalah gliserol yang mengandung kalium. Produk samping ini dapat

dimanfaatkan untuk digunakan baik dalam bidang kosmetik maupun sebagai komponen

pembuatan pupuk kalium fosfat.(Syah, 2006)

2.4 Gliserol

Salah satu alkil trihidrat yang penting adalah gliserol (propa-1,2,3-triol)

CH2OHCHOHCH2OH. Senyawa ini kebanyakan ditemui hampir disemua lemak hewani

dan minyak nabati sebagai ester gliserin dari asam palmitat dan oleat.(Austin, 1985)

Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa yang manis, tidak berwarna,

cairan kental dengan titik lebur 20 oC dan memiliki titik didih yang tinggi yaitu 290

oC.

Gliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tapi tidak dalam minyak.

Sebaliknya, banyak zat dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding dalam air

maupun alkohol. Oleh karena itu gliserol merupkan pelarut yang baik.(Anonimous IV,

2006).

Page 24: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

28

Senyawa ini bermanfaat sebagai anti beku (anti freeze) dan juga merupakan

senyawa yang higroskopis sehingga banyak digunakan untuk mencegah kekeringan pada

tembakau, pembuatan tinta dan parfum pada obat-obatan, kosmetik, makanan dan

minuman serta penggunaan lainnya. (Austin, 1985)

Gliserol banyak dihasilkan dari industri oleokimia di Sumatera Utara, merupakan

bahan baku yang sangat potensial untuk dikembangkan menjadi produk yang bernilai

ekonomis tinggi. Gliserol dapat diperoleh dari pemecahan ester asam lemak dari minyak

dan lemak dari industri oleokimia (Bhat, 1990, Nourieddini dan Mendikonduru, 1992)

2.5 Pemurnian gliserol

Gliserol yang diproduksi selama produksi biodiesel skala kecil dapat digunakan sebagai

sabun tanpa harus diproses lebih lanjut. Gliserol dapat juga dikomposkan atau diletakkan

di tanah sehingga cepat dikonsumsi oleh bakteri dan mikroba alami.

Gliserol murni digunakan untuk membuat ratusan produk dan harganya biasa

sangat mahal. Namun, gliserol yang diproduksi selama transesterifikasi berlangsung

mengandung banyak bahan tidak murni. Sebagian besar katalis dan alkohol yang tidak

bereaksi dalam reaksi biodiesel akan turun ke dalam lapisan gliserol (Syah, 2006)

Hasil samping proses pembuatan biodiesel berbahan baku RBDPO (Refined

Bleached Deodorized Palm Oil) dan methanol dengan katalis basa diperoleh dalam

bentuk hasil samping residu gliserol yang jumlahnya dapat mencapai lebih kurang 20%

dari jumlah produk (Ahn.et al, 1995). Residu gliserol ini masih mengandung komponen

selain gliserol, seperti senyawa lemak, sabun, KOH dan lain-lain. Sebagai perbandingan,

gliserol yang berasal dari Palm Kernel Oil Methyl Ester Plant mengandung 20,3%

gliserol, 6,6% asam lemak (dalam bentuk senyawa sabun) dan 64,3% garam-garam

(Yong,et al, 2001).

Page 25: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

29

Untuk dapat dipergunakan, residu gliserol terlebih dahulu dilakukan pengolahan

awal untuk menghilangkan bahan-bahan lain selain gliserol, sehingga diperolah gliserol

dalam bentuk gliserol kasar (crude gliserol).(Ooi.et al, 1993). Fasa gliserol harus

dimurnikan karena mengandung asam lemak, sabun, dan bekas ester asam lemak. Tahap

pertama dalam proses ini adalah penambahan asam fosfat atau sulfat untuk

mendekomposisi sabun dan membentuk asam lemak bebas. Gliserol kasar dapat

dimurnikan dengan berbagai metode, termasuk destilasi, pencucian dan pengeringan

dengan air, ekstraksi cairan dengan gliserol sebagai pelarut, dan pemurnian dengan kolom

penukar ion. Metode ini dapat menghasilkan suatu produk yang dapat digunakan sebagai

bahan baku industri kosmetik dan farmasi.(Syah, 2006).

Karakterisasi dari crude gliserol, dan gliserol yang dimurnikan ditunjukkan pada table

2.4. Sebagai perbandingan, karakterisasi dari gliserol komersial juga diberikan (Mohtar.et

al, 2001)

Tabel 2.4 Karakterisasi dari Crude gliserol, Gliserol ysng dimurnikan dari residu

gliserol dan gliserin komersial

Parameter Crude gliserol Gliserol yang

dimurnikan

Gliserin komersial

Kadar gliserol (%) 60-80 99,1-99,8 99,2-99,98

Kadar air (%) 1,5-6,5 0,11-0,80 0,14-0,29

Kadar abu (%) 1,5-2,5 0,054 ‹ 0,002

Kadar sabun (%) 3-5 0,56 -

Keasaman 0,7-1,3 0,10-0,16 0,04-0,07

Klorida - 1 ppm 0,6-9,5 ppm

Warna Gelap 34-35 1,8-10,3

Page 26: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

30

Salah satu metode yang telah dikembangkan adalah dengan metode asidifikasi (pelepasan

ikatan sabun) dan netralisasi. (Yong.et al, 2001)

metanol

katalis alkali

Gambar 2.2 Diagram transesterifikasi untuk menghasilkan gliserol dari palm kernel

metil ester plant metode asidifikasi

Minyak Inti Sawit (PKO)

transesterifikasi

Fraksi Metil ester Fraksi gliserin

Penguraian ikatan sabun

(dengan HCl)

Netralisasi (dengan NaOH)

Penguapan

Gliserin kasar

Destilasi

Gliserin yang telah

didestilasi

Gliserol residu

Page 27: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

31

2.6 Kromatografi Gas

Kromatografi merupakan metode pemisahan yang dalam pelaksanaannya akan

lebih sederhana dibandingkan dengan metode pemisahan klasik seperti destilasi,

kristalisasi, pengendapan ekstraksi dan lain-lain. Dasar kromatografi adalah cara

pemisahan berdasarkan partisi cuplikan antara fasa bergerak dan fasa diam. Dengan

demikian, kromatografi adalah suatu proses migrasi diferensial dalam mana komponen-

komponen cuplikan ditahan secara selektif dalam fasa diam. Kromatografi juga memiliki

kelebihan dalam penggunaannya yaitu waktu yang singkat dan terutama mempunyai

kepekaan yang tinggi.

Kromatografi gas merupakan salah satu alat yang dipergunakan baik untuk analisa

kualitatif maupun analisan kuantitatif. Analisa kualitatif berarti penentuan sifat-sifat dari

suatu komponen atau campuran dari komponen dengan cara membandingkan waktu

retensinya. Sedangkan analisa kuantitatif berarti penentuan jumlah dari suatu komponen

dalam suatu campuran dengan cara perhitungan luas puncak

Dasar kerja kromatografi gas adalah sebagai berikut:

Cuplikan diinjeksikan ke dalam injector. Aliran gas dari gas pengangkut akan

membawa cuplikan yang telah teruapkan masuk ke dalam kolom. Kolom akan

memisahkan komponen-komponen dari cuplikan. Kemudian komponen-komponen

dideteksi oleh detektor, dan sinyal dalam bentuk puncak-puncak akan dihasilkan oleh

pencatat.

Bagian-bagian dari kromatografi gas adalah sebagai berikut:

1. Gas Pengangkut

Gas pengangkut ditampatkan dalam silinder yang bertekanan tinggi. Gas

pengangkut yang digunakan harus inert, murni, sesuai untuk detector dan harus

dapat mengurangi difusi gas. Gas- gas yang sering dipakai adalah helium, nitrogen

dan hidrogen.

Page 28: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

32

2. Tempat Injeksi

Cuplikan dimasukkan ke dalam kolom dengan cara menginjeksikan melalui

tempat injeksi dengan bantuan jarum injeksi yang sering disebut syringe. Suhu

dalam tempat injeksi selalu dipanaskan dan biasanya pengaturan suhu injeksi

sekitar 50oC lebih tinggi dari titik didih campuran dari cuplikan yang mempunyai

titik didih yang paling tinggi.

3. Kolom

Kolom merupakan tempat dimana proses kromatografi dasar berlangsung. Kolom

memiliki panjang 1 m sampai 3 m dengan diameter antara 0,3 mm hingga 5 mm.

Di dalam kolom terdapat padatan pendukung yang berfungsi untuk mengikat fasa

diam. Di dalam kromatografi gas fasa diam berupa cairan. Pada fasa cairan inilah

pemisahan komponen-komponen dari cuplikan terjadi. Suhu dalam kolom juga

diatur yaitu di atas titik lebur dari fasa cair tetapi di bawah suhu maksimum yang

diperbolehkan dari fasa cair.

4. Detektor

Komponen-komponen yang terpisahkan di dalam kolom kemudian dirubah

menjadi sinyal-sinyal listrik. Kuat lemahnya sinyal bergantung pada laju aliran

massa sampel dan bukan pada konsentrasi sampel gas penunjang. Detektor harus

terletak dekat kolom baik untuk menghindarkan kondensasi cairan maupun

dekomposisi sampel sebelum mencapai detektor. (Sastrohamidjojo, 1984)

Page 29: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

33

BAB 3

ALAT, BAHAN DAN PROSEDUR PENELITIAN

3.2. Alat-alat

- Seperangkat alat kromatografi gas Shimadzu 12-B

- Seperangkat alat vakum 2XZ-4 Rotary Vane

- Neraca analitik Sartorius

- Oven Memmert

- Oven tanur Fisher

- Rotarievaporator Heidolph VV 2000

- Buret (25 mL ± 0,005) Pyrex

- Hotplate-stirer Ika-ret BC

- Termometer digital max 400oC Ika-ret BC

- Termometer 110oC Fisher

- Piknometer 5 mL Fisher

- Indikator universal

- Alat-alat gelas

Page 30: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

34

3.1 Bahan-bahan

- Crude glycerol (hasil samping produksi biodiesel)

- Asam posfat 85%(l) p.a. E. Merck

- Asam sulfat 95-97%(l) p.a. E. Merck

- Natrium hidroksida 32%(l) p.a. E. Merck

- Metanol(l) teknis

- Etanol(l) teknis

- Etanol absolut 95%(l) p.a. E. Merck

- Fenolftalein(S) p.a. E. Merck

- Kalium hidroksida(S) Sigma Aldrich

- N-methyl-N(trimethyl-Sylil)triFloroAcetamida(l) Sigma Aldrich

- Tetrahidrofuran(l) Sigma Aldrich

- Kalium Hidrogen Ptalat(s) Analar

- N-Heptan(l) p.a. E. Merck

- Trikaprin(l) Sigma Aldrich

- Arang aktif(s) Analar

- Akuades(aq)

- Nitrogen(g) True Gases

- Hidrogen (g) True Gases

Page 31: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

35

3.3. Proses penelitian

Proses pemurnian gliserol pada prinsipnya dilakukan dengan cara ekstraksi asam dan basa

sehingga gliserol kasar yang mengandung sabun dapat diuraikan menjadi asam-asam

lemak dengan asidifikasi dengan asam sulfat atau posfat dan penambahan basa untuk

menetralisasi kelebihan asam (lihat skema penelitian hal 27)

3.3.1 Pembuatan reagen dan Standarisasi

3.3.1.1.Larutan KOH 0,1 N

Ditimbang 5,6108 gram KOH, kemudian dilarutkan dengan akuades dalam labu ukur 1L

sampai garis tanda dan dikocok sampai homogen, lalu di standarisasi.

3.3.1.1.1 Standarisasi KOH 0,1N

Ditimbang 0,1 gram Kalium Hidrogen Ptalat (KHP), lalu ditambahkan 50 mL akuades.

Ditambahkan 3 tetes indikator fenoftalein lalu dititrasi dengan larutan yang telah dibuat

Perhitungan:

KOHmL

KHPamgrxKOHN

891,4

3.3.1.2.Larutan indikator fenoftalein

Ditimbang 1,0019 gram fenoftalein dan dimasukkan ke dalam gelas beaker 250 mL,

kemudian ditambahkan 100 mL etanol absolute 95% dan diaduk sampai homogen

Page 32: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

36

3.3.1.3.Larutan alkohol netral

Disiapkan 500 mL etanol teknis, ditambahkan 5 tetes indikator fenolftalein dan dititrasi

dengan larutan KOH 0,1N sehingga larutan berwarna merah muda

3.3.2. Prosedur kerja penelitian

3.3.2.1 Penghilangan metanol dari residu gliserol

- 500 gram gliserol kasar ditimbang dalam gelas Erlenmeyer

- dirangkai alat destilasi

- campuran didestilasi pada suhu 65 oC selama 4 jam sampai metanol habis

menguap

- hasil yang diperoleh dimasukkan ke dalam botol

3.3.2.2 Pemurnian gliserol

- 200 gram gliserol kasar yang telah dipisahkan metanolnya ditimbang dalam gelas

beaker kemudian ditambahkan 300 mL akuades, aduk dengan pengaduk magnetik

tanpa panas

- Diatur pH = 2 dengan menggunakan asam fosfat 85% (setetes demi setetes)

sambil terus diaduk kemudian didiamkan salama 30-45 menit lalu disaring

- Filtrat dinetralisasi dengan NaOH 30% sampai pH = 7

- Diuapkan air dengan rotarievaporator (vakum) pada suhu 100oC sampai airnya

habis

- Ditambahkan 80 mL metanol teknis yang telah didinginkan, biarkan pada suhu

ruang selama 30 menit, lalu dinginkan di dalam kulkas selama 30 menit

- Saring dengan kertas saring whatman yang telah ditimbang, bilas dengan metanol

dingin

Page 33: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

37

- Filtrat yang mengandung metanol kemudian diuapkan dengan rotarievaporator

untuk memisahkan methanol

- Ekstrak yang diperoleh dibleaching dengan karbon aktif pada suhu 60 oC selama

60 menit, lalu disaring

- Ditimbang produk yang diperoleh

- Dilakukan prosedur yang sama untuk variasi penggunaan pH (3 dan 4)

- Dilakukan prosedur yang sama untuk variasi penggunaan jenis asam dan pH

3.3.3. Prosedur Analisa

3.3.3.1.Penentuan Kadar Gliserol

Sebanyak 0,005 gram sampel dimasukkan dalam tabung reaksi bertutup. Ditambahkan

100 µL n-metil-n-(trimetilsilil)trifloroasetamida (MSTFA) dan 0,1 mL tetrahidrofuran

kemudian ditambahkan 100 µL internal standard trikaprin. Campuran dikocok vorteks

kemudian dibiarkan selama 10 menit di tempat yang tidak terdapat cahaya. Kemudian

ditambahkan 2,5 mL heptan p.a, dikocok lalu didiamkan hingga terbentuk dua lapisan.

Diambil 1 µL lapisan atas dengan menggunakan syringe kemudian diinjeksikan ke dalam

kromatograf gas dan diperoleh data

3.3.3.2.Penentuan asam lemak bebas (A.O.C.S. Official Method Ca 5a-40)

Sebanyak 1- 2,5 gram sampel ditimbang dalam gelas Erlenmeyer. Kemudian

ditambahkan 50 mL alkohol netral. Ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein lalu

dititrasi dengan larutan KOH 0,1 N hingga terjadi perubahan warna larutan dari bening

menjadi merah muda. Dihitung volume larutan KOH yang terpakai.

Page 34: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

38

Kadar asam lemak bebas yang terkandung dari sample dihitung berdasarkan persamaan

berikut:

sampelgram

xKOHNxKOHmLAsamKadar

6,25

3.3.3.3.Penentuan kadar air (A.O.C.S. Official Method Ca 2c-25)

Sebanyak 10,0000 gram sampel dan duplikatnya ditimbang dalam cawan penguap yang

telah di panaskan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 60 menit dan didinginkan

dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang berat kosongnya. Kemudian sampel

dalam cawan tersebut dipanaskan di dalam oven pada suhu 105 o

C selama ± 3 jam lalu

didinginkan di dalam desikator yang berisi silica gel selama 30 menit dan ditimbang

beratnya sampai menunjukkan angka timbangan yang konstan

Kadar air dari sample dihitung dengan persamaan berikut:

%100% xcontohberat

menguapyangairberatairkadar

3.3.3.4.Penentuan Kadar Abu (A.O.C.S. Official Method Ca 11-55)

Sebanyak 10,0000 gram sampel dan duplikatnya ditimbang dalam cawan penguap yang

telah di panaskan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 60 menit dan didinginkan

dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang berat kosongnya. Sampel dipanaskan

diatas hotplate sampai semua airnya habis. Kemudian sampel dimasukkan ke dalam oven

tanur pada suhu 550-650 oC selama 3 jam lalu didinginkan dan dimasukkan ke dalam

desikator selama 30 menit. Ditimbang beratnya sampai menunjukkan angka timbangan

yang kostan.

Page 35: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

39

Kadar abu dari sampel dapat dihitung dengan persamaan berikut:

sampelberat

cawanberatsampelberatcawanberatAbuKadar

)(

3.3.3.5. Penentuan Densitas

Dimasukkan sampel ke dalam piknometer 5 mL yang telah ditentukan berat piknometer

kosong kemudian dilakukan penimbangan piknometer yang telah berisi sampel sampai

menunjukkan angka yang konstan.

Penentuan densitas dihitung berdasarkan persamaan berikut:

volume

beratDensitas

3.4 Skema Penelitian

3.4.1 Penghilangan methanol

Didestilasi pada suhu 65oC, t=4 jam

Metanol

Residu gliserol

Crude gliserol

Page 36: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

40

3.4.2 Pemurnian gliserol

Ditambah 300 mL aquades, diaduk

Ditambah H3PO4* sampai pH=2**

Didiamkan selama 30-45 menit, disaring

Dinetralisasi dengan NaOH (pH=7)

Diuapkan dengan rotarievaporator

Ditambah 80mL metanol dingin

Disaring

Diuapkan dengan rotarievaporator

Dibleaching dengan karbon aktif

T= 60oC; t= 60 menit

Dianalisa dengan parameter stabilitas

`*Dilakukan prosedur yang sama untuk variasi penambahan H2SO4

**Dilakukan prosedur yag sama untuk variasi pH ( 3; 4)

200 g crude gliserol

(tanpa metanol)

Filtrat Residu ( Asam-asam

lemak dan gum)

Air Ekstrak

Filtrat Residu (Garam)

Gliserol Metanol

Gliserol murni

Kadar Gliserol Kadar Asam Kadar Air Kadar Abu Densitas

Page 37: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

41

3.4.3 Penentuan kadar gliserol

Ditambah 100μL MSTFA

Ditambah 0,1mL THF

Ditambah 100 µL internal standard

tri caprin

didiamkan t=10 menit di tempat yang

gelap

Ditambah2,5 mL heptan p.a. dan

dikocok lalu didiamkan

Diinjeksikan 1 µL dengan syringe

ke GC

0,0050g sampel

Hasil

Lapisan

Atas

Lapisan

Bawah

Page 38: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

42

3.4.4 Penentuan Bilangan Asam

Dimasukkan dalam gelas erlenmeyer

Ditambahkan 50 mL alkohol netral

dikocok sampai homogen

Ditambah 3 tetes indikator fenolftalein

Dititrasi dengan larutan KOH 0,1N hingga

warna larutan berubah dari bening menjadi

merah muda

Dihitung volume KOH yang terpakai

Dihitung kadar asam lemak bebas

1g sampel

Larutan Sampel

Hasil

Page 39: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

43

3.4.5 Penentuan Kadar Air

dimasukkan ke dalam cawan penguap ysng

telah ditentukan berat kosongnya

dipanaskan dalam oven T=105oC, t=3 jam

didinginkan dalam desikator t=30menit

ditimbang hingga menunjukkan angka yang

konstan

10 g sampel

Hasil

Page 40: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

44

3.4.6 Penentuan kadar abu

dimasukkan ke dalam cawan penguap yang telah

ditentukan berat kosongnya

dipanaskan sampel sampai air seluruhnya

menguap

ditanur T=550-650oC, t=3jam

didinginkan dalam desikator t=30menit

ditimbang sampai menunjukkan angka yang

konstan

3.4.7 Penentuan densitas

Dimasukkan dalam piknometer yang telah

ditentukan berat kosongnya

Ditimbang sampai menunjukkan angka yang

konstan

10 g sampel

Hasil

sampel

Hasil

Page 41: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

45

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Data hasil analisa pengaruh jenis asam dan pH terhadap pemurnian residu gliserol

yang diperoleh dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:

Tabel 4.1 Data Hasil Analisa Kadar Gliserol dengan Variasi Jenis Asam dan pH

terhadap Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH Kadar Gliserol (%)

A B rata-rata

1 H2SO4

2 85.0788 86.767 85.9229

3 88.1509 87.9590 88.0549

4 88.3381 87.2689 87.8035

2 H3PO4

2 77.2414 79.0245 78.1329

3 89.2446 90.9601 90.1023

4 84.652 86.1854 85.4187

Tabel 4.2 Data Hasil Analisa Kadar Asam Lemak Bebas dengan Variasi Jenis

Asam dan pH terhadap Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH

Kadar Asam Lemak Bebas (%)

A B rata-rata

1 2 1 2

1 H2SO4

2 0.1273 0.1284 0.1298 0.1301 0.1289

3 0.1267 0.1091 0.1180 0.1215 0.1188

4 0.4775 0.4966 0.4852 0.4887 0.4870

2 H3PO4

2 4.2932 4.2768 4.3012 4.2998 4.2928

3 2.8393 2.4768 2.6765 2.5462 2.6347

4 2.4488 2.2600 2.4891 2.3250 2.3807

Page 42: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

46

Tabel 4.3 Data Hasil Analisa Kadar Air dengan Variasi Jenis Asam dan pH

terhadap Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH

Kadar Air (%)

A B rata-rata

1 2 1 2

1 H2SO4

2 8.0014 8.1002 7.9854 8.1109 8.0495

3 5.3405 5.3512 5.489 5.4271 5.4020

4 2.2463 2.2364 2.239 2.3102 2.2580

2 H3PO4

2 6.0513 5.9926 6.2134 6.1956 6.1132

3 4.4858 4.3812 4.5209 4.4987 4.4717

4 8.0360 7.9899 8.0436 8.1254 8.0487

Tabel 4.4 Data Hasil Analisa Kadar Abu dengan Variasi Jenis Asam dan pH

terhadap Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH

Kadar Abu (%)

A B rata-rata

1 2 1 2

1 H2SO4

2 0.6665 0.6657 0.6543 0.6596 0.6615

3 0.2337 0.2386 0.2437 0.2468 0.2407

4 0.5373 0.5399 0.5413 0.5399 0.5396

2 H3PO4

2 2.9598 2.9382 3.0852 2.9965 2.9949

3 5.3038 5.3035 5.3902 5.8693 5.4667

4 4.9330 4.9343 5.0561 5.1023 5.0064

Page 43: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

43

Tabel 4.5 Data Hasil Analisa Densitas dengan Variasi Jenis Asam dan pH terhadap

Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH

Densitas

A B rata-

rata 1 2 1 2

1 H2SO4

2 1.2245 1.2244 1.2265 1.2257 1.2253

3 1.2284 1.2277 1.2296 1.3011 1.2467

4 1.2354 1.2351 1.2342 1.235 1.2349

2 H3PO4

2 1.2870 1.2864 1.2992 1.2987 1.2928

3 1.3167 1.3021 1.3002 1.2928 1.3030

4 1.2901 1.2951 1.2941 1.2906 1.2925

Tabel 4.6 Data % Hasil Akhir Produk (Yield) dengan Variasi Jenis Asam dan pH

terhadap Produk Pemurnian Gliserol

No Jenis Asam pH Hasil Akhir Produk (%)

A B rata-rata

1 H2SO4

2 40.21 41.38 40.79

3 43.75 44.7 44.22

4 39.85 40.27 40.06

2 H3PO4

2 42.01 41.28 41.64

3 47.07 48.09 47.58

4 40.21 40.71 40.46

Page 44: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

44

Adapun data hasil analisa pengaruh jenis asam dan pH terhadap pemurnian gliserol juga

dapat dibuat dalam bentuk kurva sebagai berikut:

76

78

80

82

84

86

88

90

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

pH

Kad

ar

Glisero

l (%

)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.1 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Kadar Gliserol

Produk Pemurnian Gliserol

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

pH

Kad

ar

AL

B (

%)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.2 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Kadar ALB

Produk Pemurnian Gliserol

Page 45: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

45

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

pH

Kad

ar

Air

(%

)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.3 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Kadar Air

Produk Pemurnian Gliserol

0

1

2

3

4

5

6

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

pH

Kad

ar

Ab

u (

%)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.4 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Kadar Abu

Produk Pemurnian Gliserol

Page 46: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

46

1.22

1.23

1.24

1.25

1.26

1.27

1.28

1.29

1.3

1.31

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

pH

Den

sit

as (

gr/

ml)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.5 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Densitas Produk

Pemurnian Gliserol

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

0 1 2 3 4 5

pH

Yie

ld (

%)

H2SO4

H3PO4

Gambar 4.5 Kurva Pengaruh Variasi Jenis Asam dan pH terhadap Hasil Akhir

(yield) Produk Pemurnian Gliserol

Dari hasil penelitian yang diperoleh (seperti tertera diatas), diketahui bahwa jenis asam

dan pH sangat berpengaruh terhadap pemurnian gliserol dari hasil samping pabrik

biodiesel. Dari tabel 4.1 di atas diketahui bahwa penggunaan asam posfat dapat

Page 47: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

47

menghasilkan kualitas dan kuantitas produk yang lebih tinggi daripada penggunaan asam

sulfat. Berarti efektifitas dan efisiensi asam posfat sebagai zat pengadifikasi lebih baik

daripada asam sulfat. Hal ini disebabkan sifat triprotik asam posfat dengan kemampuan

mengikat lemak lebih tinggi sedangkan asam sulfat yang bersifat diprotik lebih

cenderung bersifat sebagai zat dehidrator yang kuat.

Dari faktor jumlah katalis, sesuai dengan tabel diatas, secara umum dapat

disimpulkan bahwa besarnya pH berbanding lurus dengan kualitas dan kuantitas produk

yang dihasilkan, yaitu semakin tinggi pH yang digunakan maka semakin baik proses

asidifikasi yang menyebabkan semakin besar proses penguraian gliserol kasarl menjadi

asam-asam lemaknya, artinya gliserol kasar yang mengandung sabun dan sisa katalis

membentuk suatu campuran kental seperti emulsi yang menjerap gliserol dimana

campuran emulsi ini perlu untuk dipecah dimana untuk memecah emulsi ini dilakukan

proses asidifikasi (pengasaman) yang bertujuan untuk menguraikan sabun menjadi asam-

asam lemaknya sehingga gliserol dengan sendirinya akan mudah terpisah sehingga lebih

mudah untuk dimurnikan.

Dari hasil penelitian seperti yang terangkum pada tabel 4.1-4.5 diatas, diketahui

bahwa asam yang paling baik dan paling sesuai digunakan untuk pemurnian gliserol dari

hasil samping pabrik biodiesel adalah jenis asam posfat 87% dengan pH=3 yang

menghasilkan produk optimum dengan kadar gliserol 89,2446 % b/b, kadar ALB 2,6347

% b/b, kadar air 4,4717 % b/b, kadar abu 5,4667% b/b, densitas sebesar 1,3030 gr/mL,

dan hasil akhir 47,58%

4.2. Pembahasan

Penghilangan metanol dari residu gliserol menjadi gliserol kasar dengan metode

destilasi akan diperoleh metanol destilat dengan kadar 28,23%.

Gliserol kasar kemudian dimurnikan dengan mengasidifikasi dengan asam dimana dari

kedua jenis asam yang digunakan ternyata dengan kadar pH yang sama, H3PO4 mampu

Page 48: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

48

menguraikan lebih banyak sabun menjadi asam-asam lemaknya dibanding dengan

H2SO4. Variasi jenis asam pada pH yang sama yang memberikan pengaruh yang sangat

nyata dalam menguraikan sabun dapat dilihat pada lampiran 1.

Hal ini dapat dijelaskan bahwa penggunaan H3PO4 yang mampu menguraikan

sabun menjadi asam-asam lemak lebih banyak daripada H2SO4 dimana akan dihasilkan

endapan yang lebih besar. Hal ini disebabkan H3PO4 merupakan asam oksidator kuat

dimana kekuatan asamnya lebih lemah dibandingkan dengan H2SO4 sehingga ia lebih

sesuai untuk menguraikan sabun menjadi asam-asam lemaknya. Sedangkan H2SO4 yang

juga merupakan asam oksidator kuat mempunyai kekuatan asam yang lebih tinggi

sehingga jika digunakan hanya untuk menguraikan sabun maka menjadi kurang sesuai

karena asam sulfat tersebut akan berubah fungsinya. Selain itu berdasarkan konsep

HSAB (Hard Soft Acid Base), yaitu asam keras akan lebih menyukai basa keras dan

asam lunak akan lebih menyukai basa lunak. Asam sulfat dan asam posfat keduanya

merupakan asam keras dimana kekerasan asam sulfat lebih besar daripada asam posfat.

Hal inli dapat dilihat pada sistem periodik dimana semakin ke kanan dan semakin maka

sifat asam akan semakin kuat dan semakin ke bawah maka sifat asam akan semakin

lemah. Asam sulfat yang mengandung unsur S berada di sebelah kanan unsur P dari asam

posfat, sehingga asam sulfat memiliki kekerasan yang lebih besar daripada asam posfat.

Sedangkan pada basa, unsur K dari KOH merupakan basa keras. Unsur K terletak di

periode 3 sehingga meskipun ia merupakan basa keras tapi kadarnya sudah berkurang

karena pada sistem periodik semakin ke bawah sifat basa akan berkurang. K lebih mudah

bereaksi dengan asam posfat karena memenuhi konsep HSAB tersebut. (Miessler, 1991)

Kegunaan asam disini adalah untuk menurunkan pH dari crude gliserol yang

mempunyai pH lebih dari 10 dan juga untuk proses asidifikasi untuk menguraikan sabun-

sabun menjadi asam-asam lemaknya. Sabun ini sendiri berasal dari proses pembuatan

biodiesel antara asam lemak dengan alkohol dan katalis basa yang merupakan reaksi

transesterifikasi. Pada proses pembuatan biodiesel itu sendiri, kemungkinan terjadinya

reaksi saponifikasi juga ada yaitu reaksi antara asam-asam lemak dengan katalis basa

yang digunakan sehingga diperolehlah sabun. (Anonymous III, 2006)

Page 49: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

49

Reaksi yang terjadi digambarkan sebagai berikut:

Reaksi saponifikasi yang terjadi yaitu:

R-COOH + KOH R-COOK + H2O

As.lemak basa sabun

Kemudian pada proses pemurnian dilakukan proses asidifikasi dan penurunan pH,

yang digambarkan seperti reaksi:

R-COOK + H3PO4 R-COOH + KH2PO4

Sabun As.lemak garam

R-COOK + H2SO4 R-COOH + KHSO4

Sabun As.lemak garam

Berdasarkan reaksi diatas, sabun yang direaksikan dengan asam (asidifikasi) akan

terpecah kembali menjadi asam-asam lemaknya dan akan menghasilkan garam kalium

posfat jika menggunakan asam posfat dan akan menghasilkan kalium sulfat jika

menggunakan asam sulfat.

Page 50: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

50

Kelebihan asam pada proses asidifikasi kemudian dinetralisasi dengan

menggunakan basa, karena pada proses asidifikasi digunakan asam kuat, maka basa yang

digunakan juga basa kuat. Reaksi digambarkan sebagai berikut:

H3PO4 + NaOH Na3PO4 + H2O

Asam basa Garam Posfat

H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

Asam Basa Garam Sulfat

Air yang terbentuk lalu dipisahkan dengan cara penguapan. Garam-garam

kemudian dipisahkan dengan cara penyaringan dimana untuk menyempurnakan

pengendapan garam maka ditambahkan etanol dingin. Etanol kemudian dipisahkan

kembali dengan cara penguapan.

Dari 200 gram bahan baku awal (crude gliserol) yang digunakan akan diperoleh

hasil (yield produk) yang bervariasi, seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.6 Ini terjadi

karena adanya penggunaan jenis asam yang berbeda dan juga variasi penggunaan pH. Hal

ini dikarenakan adanya pengaruh pada proses asidifikasi dimana semakin besar terurainya

emulsi sabun menjadi asam lemak maka semakin besar pula yield yang diperoleh karena

gliserol yang terjerap dapat dengan mudah terpisah.

Pada dasarnya semakin rendah pH (kadar asam tinggi) maka akan lebih baik

karena proses asidifikasi emulsi menjadi asam lemak semakin besar sehingga dihasilkan

hasil yang lebih baik. Akan tetapi, masalah kemudian timbul yaitu terjadi asidifikasi yang

berlebih. Hal ini dapat menimbulkan stratum antara lemak dan lapisan gliserol yang

mengandung garam yang tidak akan bias mengendap. Oleh karena itu, pada pH 3 kadar

gliserol akan menunjukkan hasil yang optimum dimana pada pH 2 terjadi asidifikasi yang

berlebih dan pada pH 4 terjadi asidifikasi yang tidak sempurna. (Anonymous V, 2006)

Pada hasil analisa menunjukkan bahwa pengaruh jenis asam dan pH pada proses

pemurnian gliserol sangat nyata. Kadar gliserol dan yield mencapai hasil yang optimum

Page 51: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

51

pada pH 3, dimana seperti yang telah dijelaskan bahwa pada pH 2 tejadi asidifikasi yang

berlebih sedangkan pada pH 4 terjadi asidifikasi yang belum sempurna.

Kadar Asam lemak bebas menunjukkan semakin menurunnya kadar asam lemak

bebas dengan semakin meningkatnya pH. Penurunan asam lemak bebas ini terjadi karena

semakin rendah jumlah asam yang digunakan, maka proses asidifikasi semakin rendah,

sehingga menyebabkan ikatan sabun yang terurai menjadi asam lemaknya lebih sedikit.

Pengaruh jenis asam dan pH pada proses pemurnian gliserol juga sangat

berpengaruh pada analisa kadar air dan kadar abu. Pada kadar air, dengan menggunakan

asam sulfat, kadar air akan menurun dengan meningkatnya pH. Hal ini dikarenakan asam

sulfat memiliki sifat selain sebagai oksidator tetapi juga merupakan dehidrator yang kuat

sehingga dalam reaksinya ia mampu menghasilkan banyak air. Semakin tinggi pH maka

semakin rendah kadar airnya karena asam yang digunakan semakin sedikit.

Pada hasil analisa kadar abu, menunjukkan bahwa kadar abu akan semakin tinggi

dengan meningkatnya pH. Hal ini dikarenakan semakin rendah pH maka semakin baik

proses penguraian sabun menjadi asam lemak sehingga sisa-sisa logam pun akan lebih

rendah.

Pada hasil analisa densitas, penggunaan asam posfat menunjukkan densitas yang

lebih besar daripada dengan penggunaan asam sulfat. Hal ini dipengaruhi oleh kadar air

yang terkandung di dalam produk. Semakin tinggi kadar air maka semakin rendah

densitasnya. Hasil pemurnian gliserol dengan menggunakan asam sulfat akan cenderung

menghasilkan gliserol p.a 87% karena densitasnya yang lebih rendah sedangkan hasil

pemurnian gliserol yang menggunakan asam posfat akan cenderung menghasilkan

gliserol teknis yang densitasnya lebih besar (lebih kental).

Page 52: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

52

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Jenis asam dan pH memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap proses

pemurnian residu gliserol dari hasil samping pabrik biodiesel, dimana penggunaan

asam posfat (H3PO4) menghasilkan produk maksimum daripada dengan penggunaan

asam sulfat (H2SO4).

2. Jenis asam dan pH yang paling sesuai digunakan untuk proses pemurnian residu

gliserol dari hasi samping pabrik biodiesel adalah H3PO4 85 % pada pH 3 yang

menghasilkan produk optimum dengan kadar gliserol 89,2446%; kadar asam lemak

bebas 2,6347%; kadar air 4,417%; kadar abu 5,4667%; densitas 1,3030; dan yield

yang diperoleh sebesar 47,58%

5.2 Saran

1. Disarankan agar dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap proses pemurnian gliserol

kasar sehingga dapat diperoleh gliserol dengan kualitas dan kuantitas yang optimum.

2. Untuk penelitian lebih lanjut disarankan untuk menganalisa kadar sabun, keasaman,

kadar klorida dan fosfatida, kadar warna dan viskositas pada hasil pemurnian residu

gliserol dari pabrik biodiesel.

Page 53: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

53

Lampiran 1. Data Pengaruh Jenis Asam dan pH terhadap Hasil Asidifikasi

No Jenis Asam pH Kadar Endapan

A B rata-rata

1 H2SO4

2 178.96 165.64 172.3

3 175.26 163.26 169.26

4 159.9 149.78 154.84

2 H3PO4

2 223.47 219.97 221.72

3 215.45 211.43 213.44

4 208.93 207.5 208.215

Lampiran 2. Data Karakterisasi Gliserol p.a 87% dan Gliserol Teknis

Parameter Gliserol p.a 87% Gliserol Teknis

Kadar Gliserol 7800.50% 9065.00%

Kadar Asam Lemak Bebas 0.2346 0.2496

Kadar Air 13.6222 1.92

Kadar Abu 0.4025 0.1847

Densitas 1.2401 1.29

Page 54: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

54

Lampiran 3. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 2

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.405 436 73

2 1.566 479 203

3 1.775 47409 9928 3.2129 GLY

4 2.042 216677 19774V 14.6842 GLY

5 2.225 33598 8447V 2.2769 GLY

6 2.802 353084 65380V 23.9285 GLY

7 2.946 161620 43196V 10.9529 GLY

8 3.304 188 72

9 3.417 56 23

10 3.539 67 24

11 3.731 327373 85151 22.186

12 3.855 449 78V

13 4.001 35 12V

14 4.394 902 303

15 4.507 83 35

16 5.388 2506 927 0.1699 ESTER

17 8.534 25680 8068V 1.7403 ESTER

18 9.63 20479 5355V 1.3879 ESTER

19 9.824 2395 565V 0.1623 ESTER

20 19.103 75448 28051V 5.1131 INT.STAND

Page 55: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

55

Lampiran 4. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 3

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.562 53144 9594 12.085 GLY

2 1.749 3802 1483 0.8645 GLY

3 2.465 83029 22875 18.8806 GLY

4 2.583 18064 4915V 4.1077 GLY

5 3.453 234420 57251 53.3068 GLY

6 4.123 471 158

7 5.094 1077 346 0.2449 ESTER

8 8.223 2038 2038 0.4635 ESTER

9 9.31 1842 1842 0.4188 ESTER

10 18.837 42341 17415V 9.6284 INT.STAND

Page 56: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

56

Lampiran 5. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H3PO4 85% pada pH 4

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.123 1014 69 0.1307 GLY

2 1.558 2261 350 0.2913 GLY

3 1.884 156496 18684V 20.1618 GLY

4 2.063 22891 6106V 2.9491 GLY

5 2.72 131952 33394 16.9997 GLY

6 2.844 34409 11663 4.433 GLY

7 3.708 308038 81356 39.6854 GLY

8 5.379 2369 825V 0.3052 ESTER

9 6.805 1019 309 0.1313 ESTER

10 19.088 67694 26595V 8.7212 INT.STAND

Page 57: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

57

Lampiran 6. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 2

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.65 107005 12821 23.8678 GLY

2 1.828 7223 2963 1.6112 GLY

3 2.492 127525 31817 28.4449 GLY

4 2.606 31580 9936V 7.044 GLY

5 3.422 108095 30913 24.1109 GLY

6 4.122 474 156

7 5.092 1345 409 0.3001 ESTER

8 8.506 0.342 413V 0.342 ESTER

9 18.553 1017 130V 0.2268 INT.STAND

10 18.823 43081 17753V 9.6093 INT.STAND

Page 58: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

58

Lampiran 7. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 3

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.7 148334 14931 23.7913 GLY

2 1.876 13277 4649 2.1296 GLY

3 2.494 119680 28924 19.1955 GLY

4 2.627 52307 15878V 8.3896 GLY

5 3.453 216003 53663 34.6449 GLY

6 4.125 418 142

7 5.1 1589 481 0.2549 ESTER

8 18.835 46475 17955V 7.4541 INT.STAND

Page 59: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

59

Lampiran 8. Data Analisa Kromatografi Gas terhadap Produk Hasil Pemurnian

Residu Gliserol Menggunakan H2SO4 97% pada pH 4

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.709 153814 15062 21.5307 GLY

2 1.887 14326 4880 2.0053 GLY

3 2.503 144113 33701 20.1728 GLY

4 2.638 68397 19132V 9.5742 GLY

5 3.459 250431 60516 35.0551 GLY

6 4.118 336 118

7 5.098 1453 456 0.2034 ESTER

8 8.225 1472 426 0.206 ESTER

9 18.558 1307 155V 0.183 INT.STAND

10 18.837 54766 21707V 7.6661 INT.STAND

Page 60: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

60

Lampiran 9. Data Hasil Kromatografi Gas Gliserol Teknis

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.984 177277 19526V 11.8098 GLY

2 2.165 27170 6168V 3.7306 GLY

3 2.859 127753 35356 21.3844 GLY

4 2.994 51912 17958SV 10.8616 GLY

5 3.844 242837 70880S 42.8713 GLY

6 8.695 5089 1711 1.0347 ESTER

7 9.804 4556 1174 0.7099 ESTER

8 19.199 27604 12561V 7.5976 INT.STAND

Page 61: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

61

Lampiran 10. Data Hasil Kromatografi Gas Gliserol p.a 87%

PKNO TIME AREA HEIGHT CONC NAME

1 1.83 44380 11028V 9.982 GLY

2 2.03 8201 2684V 2.4298 GLY

3 2.649 6476 1317 1.1923 GLY

4 2.794 25724 8896V 8.0521 GLY

5 2.961 44186 15291V 13.8407 GLY

6 3.815 146926 45698SV 41.3638 GLY

7 8.701 16889 5672V 5.1337 ESTER

8 9.81 14444 4292 3.8849 ESTER

9 19.194 30875 14336V 12.9763 INT.STAND

Page 62: 50507721 Pengaruh Jenis Asam Dan Ph Pada Pemurnian Residu Gliserol Dari Hasil Samping Produksi Biodiesel the Effect of Kinds of Acid and Ph in Glycerol Resi

62