Download - Pembuatan Biodiesel Fatma
PEMBUATAN BIODIESEL BERBAHAN DASAR MINYAK JELANTAH
I. Tujuan
1. Mengetahui proses pembuatan biodiesel
2. Menguji dan mengetahui kualitas biodiesel berbahan dasar minyak jelantah
II. Dasar Teori
Biodiesel adalah bahan bakar motor diesel yang berupa ester alkil/alkil asam-asam
lemak (biasanya ester metil) yang dibuat dari minyak nabati melalui proses trans atau
esterifikasi. stilah biodiesel identik dengan bahan bakar murni. Campuran biodiesel (BXX)
adalah biodiesel sebanyak XX`% yang telah dicampur dengan solar sejumlah 1-XX %
Keuntungan Pemakaian Biodiesel
1. Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan bakunya terjamin
2. Cetane number tinggi (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar
berdasar sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin)
3. Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik daripada solar
sehingga memperpanjang umur pakai mesin
4. Dapat diproduksi secara lokal
5. Mempunyai kandungan sulfur yang rendah
6. Menurunkan tingkat opasiti asap
7. Menurunkan emisi gas buang
8. Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan biodegradibility
petroleum diesel sampai 500 %
Penerapan peraturan emisi kendaraan mendorong diturunkannya kadar belerang
dalam minyak solar. Penurunan kadar belerang dapat menurunkan emisi gas buang kendaraan
berupa gas SOx dan SPM (Solid Particulate Matters) yang mengotori udara. Akan tetapi solar
yang berkadar belerang rendah memiliki daya pelumasan rendah.
Sementara itu produksi solar Indonesia masih sangat tinggi kadar belerangnya (1500-
4100 ppm) Dengan demikian biodiesel sebagai campuran minyak solar mempunyai dua
keuntungan sekaligus. Pertama yaitu biodiesel mempunyai kadar belerang yang jauh lebih
kecil (sangat ramah lingkungan karena kadar belerang kurang dari 15 ppm) dan yang kedua
adalah biodiesel dapat meningkatkan daya pelumasan.
Viskositas biodiesel lebih tinggi dibandingkan viskositas solar, sehingga biodiesel
mempunyai daya pelumasan yang lebih baik daripada solar. Oleh karena mampu melumasi
mesin dan sistem bahan bakar, maka dapat menurunkan keausan piston sehingga mesin yang
menggunakan bahan bakar biodiesel menjadi lebih awet. Selain itu biodiesel sudah
mengandung oksigen dalam senyawanya, sehingga pembakaran di dalam mesin nyaris
sempurna dan hanya membutuhkan nisbah udara/bahan bakar rendah.
Dengan demikian emisi senyawa karbon non-CO2 dalam gas buang kendaraan sangat
kecil dan penggunaan bahan bakar lebih efisien
Spesifikasi minyak biodiesel dibandingkan minyak diesel (BBM)
Sifat Minyak Biodiesel Minyak Diesel (BBM)
Densitas (g/cm3 pada 20oC) 0,879 0,841
Titik nyala (oC) 191 80
Bilangan setan (cetane
number)
51 47.8 to 59
Kekentalan (mm2/s pada 30
oC)
4,84 3,6
Abu bersulfat (%) 0,014 1,0-1,2 ppm Sulfur
Bilangan netralisasi (mg
KOH/g)
0,24 -
Gliserin total (%) 0,088 -
Gliserin bebas (%) 0,015 -
Fosfat (ppm) 17,5 -
Metanol (%) 0,06 -
Bahan Baku Biodiesel
Minyak nabati sebagai sumber utama biodiesel dapat dipenuhi oleh berbagai macam
jenis tumbuhan tergantung pada sumberdaya utama yang banyak terdapat di suatu
tempat/negara. Indonesia mempunyai banyak sumber daya untuk bahan baku biodiesel.
Beberapa sumber minyak nabati yang potensial sebagai bahan baku Biodiesel.
Nama Lokal Nama LatinSumber
Minyak
Isi
% Berat KeringP / NP
Jarak Pagar Jatropha Curcas Inti biji 40-60 NP
Jarak Kaliki Riccinus Communis Biji 45-50 NP
Kacang Suuk Arachis Hypogea Biji 35-55 P
Kapok / Randu Ceiba Pantandra Biji 24-40 NP
Karet Hevea Brasiliensis Biji 40-50 P
Kecipir Psophocarpus Tetrag Biji 15-20 P
Kelapa Cocos Nucifera Inti biji 60-70 P
Kelor Moringa Oleifera Biji 30-49 P
Kemiri Aleurites Moluccana Inti biji 57-69 NP
Kusambi Sleichera Trijuga Sabut 55-70 NP
Nimba Azadiruchta Indica Inti biji 40-50 NP
Saga Utan Adenanthera Pavonina Inti biji 14-28 P
Sawit Elais Suincencis Sabut dan biji 45-70 + 46-54 P
Nyamplung Callophyllum Lanceatum Inti biji 40-73 P
Randu Alas Bombax Malabaricum Biji 18-26 NP
Sirsak Annona Muricata Inti biji 20-30 NP
Srikaya Annona Squosa Biji 15-20 NP
Bagan alir proses pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:
Minyak jelantah murni Metanol/etanol KOH/NaOH
Reaktor
Pendiaman dan pemisahan Bagian bawah
Bagian atas Netralisasi Asam mineral
Pencucian Pendiaman Asam lemak
Penguapan Penguapan Metanol/etanol
Minyak Biodiesel Gliserin
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL
Pada pembuatan biodiesel, sebelum bahan baku (trigliserida) ditransesterifikasi
dilakukan beberapa tahap pemurnian (refining). Tahap ini dimaksudkan untuk
menghilangkan berbagai bahan yang tidak diinginkan seperti fosfatida, asam lemak bebas,
lilin, tokoferol, zat warna dan zat pengotor lainnya yang dapat memperlambat reaksi. Tahap
pemurnian ini terdiri atas proses degumming, netralisasi, pemucatan (bleaching) dan
deodorasasi.
Proses degumming dimaksudkan untuk menghilangkan getah atau lendir yang terdiri
atas fostatida, protein, residu, karbohidrat dan air tetapi tidak dapat mengurangi jumlah asam
lemak bebas dalam minyak. Fostatida pada minyak kelapa sawit (CPO) sebesar 0,60 persen.
Fosfatida akan membuat minyak menjadi gelap (turbid) selama penyimpanan dan
mengakibatkan berkumpulnya air pada produk ester. Biasanya pemisahan ini dilakukan
dengan menambah air pada suhu 60-90 derajat Celsius dan diikuti sentrifugasi (pemusingan),
kemudian ditambahkan larutan asam seperti asam fospat.
Deasidifikasi dilakukan untuk memisahkan asam lemak bebas dari minyak atau
lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa sehingga membentuk sabun.
Proses ini dimaksudkan untuk mencagah bau tengik pada produk.
Pemucatan (bleaching) dan deodorisasi untuk menghilangkan zat warna dan bahan
berbau dari bahan berlemak. Pemucatan dilakukan dengan mencampurkan minyak dengan
sejumlah kecil adsorben, seperti tanah pemucat (bleaching earth), bentonit, lempung aktif,
arang aktif atau dapat juga menggunakan bahan kimia. Pemucatan ini merupakan cara
konvensional dan proses pemurnian secara fisik. Pada proses pemucatan menggunakan
adsorben, akan menyerap zat warna dari senyawa karoten, karotenoid, xantrofil dan klorofil.
Selain itu, pemucatan dapat mengurangi zat pengotor baik yang berasal dari minyak
itu sendiri seperti protein, sterol, tokoferol, hidrokarbon, asam lemak bebas, peroksida dan
sebagainya maupun zat pengotor akibat dari proses ekstraksi minyak dari tumbuhan.
Pemucatan yang sering digunakan adalah gabungan dua adsorben seperti arang aktif dan
bentonit dengan perbandingan 1:0 sampai 1:20. Sedangkan untuk proses penghilangan bau
atau deodorisasi dapat dilakukan dengan cara distilasi uap.
Setelah pemurnian, bahan baku (trigliserida) dapat langsung diproses menjadi
biodiesel.
Sebelum dipakai perlu dilakukan pengujianmutu biodiesel, antara lain
1. Analisis Bilangan Asam
Pelarutan contoh lemak/minyak dalam pelarut organik tertentu (alkohol netral 96%)
dilanjutkan dengan penitaran dengan basa (NaOH atau KOH)
2. Viskositas (Cst) kinematic biodiesel pada suhu 40C (ASTM D 445)
Viskositas kinematik diukur dengan alat viskosimeter yang telah dikalibrasi sampai
volume cairan tertentu mengalir dibawah pengaruh grafitasi pada suhu yang
ditentukan dimana contoh masih dapat mengalir dalam pipa viskosimeter kering.
3. Massa Jenis (kg/m3) Pada Suhu 40C (ASTM D 1298)
Pada Suhu 40C adalah perbandingan antara massa jenis pada suhu tersebut dengan
massa jenis aquadest pada suhu yang sama yang dinyatakan dalam gram/liter.
4. Bilangan Iod (SNI 01-3555-1998)
Penambahan larutan iodium monoklorida dalam campuran asam asetat dan
karbontetrakhlorida kedalam contoh. Setelah melewati waktu tertentu dilakukan
penetapan halogen yang dibebaskan dengan penambahan kalium iodide (KI).
Banyaknya iod yang dibebaskan dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat
dan indikator kanji.
5. Kadar Abu Tersulfatkan (ASTM D 874)
Mengarangakan sampel kemudian mengabukan sampel tersebut pada sushu 775C
dengan penambahan beberapa tetes asam sulfat pekat.
http://prosespembuatan.blogspot.com/2009/07/proses-pembuatan-biodiesel-2-
metil.html
2.1 Minyak Jelantah sebagai Bahan Baku Biodiesel
Minyak jelantah (bahasa Inggris: waste cooking oil) adalah minyak limbah
yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung,
minyak sayur, minyak samin dan sebagainya, minyak ini merupakan minyak bekas
pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya, dapat digunakan kembali untuk
keperluaran kuliner akan tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah
mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses
penggorengan. Jadi jelas bahwa pemakaian minyak jelantah yang berkelanjutan dapat
merusak kesehatan manusia, menimbulkan penyakit kanker, dan akibat selanjutnya
dapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya. Untuk itu perlu penanganan yang
tepat agar limbah minyak jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan
kerugian dari aspek kesehatan manusia dan lingkungan, kegunaan lain dari minyak
jelantah adalah bahan bakar biodisel. http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_jelantah
II. Alat dan Bahan
a. Alat
1. Labu distilasi
2. Corong Pemisah
3. Pemanas listrik
4. Gelas beker
5. Termometer
6. Buret
7. Erlenmeyer
8. Gelas ukur
9. Gelas arloji
10. Sendok sungu
11. Neraca analitik
12. Piknometer
13. Pipet tetes
14. Pipet gondok
15. Bulbpet
b. Bahan
1. Minyak jelantah
2. Etanol
3. Zeolit
4. NaOH
5. KOH
6. HCl
7. Indikator PP
III. Cara Kerja
a. Esterifikasi Minyak
1. Komposisi larutan dibuat antara minyak jelantah dan etanol 1:5.
2. Labu ekstraksi diisi dengan 250mL etanol.
3. Alat reflux di rangkai dengan kolom yang sebelumnya diisi dengan zeolite dan
labu ekstraksi yang berisi etanol. Pada bagian atas reflux dirangkai dengan
corong pemisah yang berisi minyak jarak sebanyak 50mL.
4. Etanol dipanaskan hingga titik didihnya, minyak jelantah ditambahkan setetes
demi setetes melewati reflux.
Gambar 3. Rangkaian Alat
5. Setelah minyak jelantah habis, direflux selama 1 jam.
6. Didinginkan larutan hasil sampai dengan suhu kamar dan dibiarkan hingga
terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan atas biodiesel sedangkan lapisan bawah sisa
pereaksi dan gliserol.
7. Dipisahkan kedua lapisan tersebut dengan menggunakan corong pemisah,
diukur biodiesel yang didapatkan.
b. Analisis Biodiesel
a. Penentuan Bilangan Asam
1. Ditimbang sampel biodiesel yang peroleh sebanyak 2 gram dan dimasukkan
ke dalam labu erlemeyer.
2. Kemudian ditambahkan 20 mL campuaran pelarut (etanol 95%v).
3. Larutan tersebut diaduk dan ditritasi dengan larutan KOH 1 N alkoholik
sampai berwarna merah jambu. Warna merah jambu harus bertahan minimal
15 detik.
4. Dihitung bilangan asam dari volume titran.
b. Penentuan Bilangan Penyabunan
1. Sampel biodiesel ditimbang 2 gram dan dimasukkan ke dalam labu distilasi
250 mL, tambahkan 25 mL NaOH 0,1 N alkoholis, dipanaskan di bawah
pendingin balik (direflux), dan didinginkan. Ditambahkan 1 mL indikator PP
dan dititrasi dengan HCl 0,5 M, dicatat volumenya sebagai volume contoh.
2. NaOH 0,1 N alkoholis diambil 50 mL, dipanaskan di bawah pendingin balik,
didinginkan dan ditambahkan 1 mL indikator PP kemudian dititrasi dengan
HCl 0,5 M, dicatat volumenya sebagai volume blanko.
IV. Data Pengamatan
a. Data Sampel
Volume Minyak jelantah = 50 mL
Volume etanol = 250 mL
Suhu distilasi = 78°C
Volume Biodiesel = 196 mL
b. Pengujian Biodiesel
a. Densitas
Tabel 1. Pengamatan Densitas
Massa (g)
Piknometer Kosong 15,5900
Piknometer + aquadest 42,5422
Piknometer + Biodiesel 22,5055
Piknometer + Minyak Jelantah 26,5070
Suhu Aquadest : 28°C ρ aquadest : 0,9921 g/ cm3
b. Viskositas
Tabel 2. Pengamatan Viskositas
Waktu alir (detik) Rerata (detik)
Air 3,073,08
3,09
Biodiesel 6,336,3
6,27
Minyak Jelantah 32,9232,47
32,02
Suhu Aquadest : 28°C μ aquadest : 837,81 μPa.s
c. Bilangan Penyabunan
Tabel 3. Pengamatan Bilangan Penyabunan
Massa Biodiesel (g)Volume NaOH
alkoholis (mL)Volume HCl 0,5 N
1,9881 25 3,0 ml
2,0078 25 3,1 ml
Blanko 25 4,8 ml
d. Bilangan Asam
Tabel 4. Pengamatan Bilangan Asam
Massa Biodiesel (g) Volume KOH alkoholis 1 N(mL)
2,0082 3,0
2,0144 3,0
V. Perhitungan
a. Densitas
ρ= massavolume
Volume piknometer=massa aquadestρ aquadest
¿(42,5422−15 , 5900 ) g
0,9921 g /cm3=27,1668 cm3
Tabel 5. Densitas Hasil Perhitungan
ρ (g/cm3)
Biodiesel 0,8284
Minyak Jelantah 0,9757
b. Viskositas
η1
η2
=ρ1 . t1
ρ2 . t2
Tabel 6. Viskositas Hasil Perhitungan
Waktu alir (detik) ρ (g/cm3) η (µPa.s)
Air 3,08 0,9921 837,8100
Biodiesel 6,3 0,8284 1430,9353
Minyak Jelantah 32,47 0,9757 8686,3628
c. Bilangan Penyabunan
Bilangan Penyabunan=56,1 (B−C ) N
M¿
Dengan B = 4,8 mL
Tabel 7. Bilangan Penyabunan Hasil Perhitungan
Massa Biodiesel (g)Volume HCl 0,5 N
(mL)
Bilangan Penyabunan ¿
1,9881 3,0 25,3961
2,0078 3,1 23,7499
Rata-rata 24,573
d. Bilangan Asam
Bilangan Asam=56,1 V NM
¿
Tabel 8. Bilangan Asan Hasil Perhitungan
Massa Biodiesel (g)Volume KOH alkoholis 1 N
(mL)
Bilangan Asam ¿
2,0082 0,3 8,3806
2,0144 0,3 8,3548
Rata-rata 8,3677
e. Bilangan Ester
Bilangan Ester (Ae)=Bilangan Penyabunan−Bilangan Asam
= 24,573 – 8,3677
= 16,2053
VI. Pembahasan
Bahan baku yang digunakan pada praktikum ini adalah minyak jelantah. Minyak
jelantah dapat digunakan karena merupakan minyak nabati, selain itu juga sebagai salah
satu cara recycle limbah minyak goreng. Katalis yang digunakan adalah zeolit. Kolom
zeolit berfungsi memperluas permukaan dan memberbesar waktu kontak antara uap
etanol dengan minyak jelantah. Reaksi ini dinamakan reaksi transesterifikasi karena
mengubah ester menjadi ester yang lain, pelarut yang digunakan adalah etanol oleh
karena itu reaksi ini juga disebut reaksi alkoholis, sebenarnya alkohol bisa diganti
dengan air tetapi air bisa menyebabkan korosi pada mesin.
Untuk memperbesar jumlah produk,digunakan beberapa cara. yaitu :
a. Menambahkan etanol berlebih dalam reaksi
b. Memisahkan gliserin
c. Menurunkan temperatur reaksi tetapi tetap diatas titik didih etanol (trans-
esterifikasi merupakan reaksi eksoterem)
Tabel. Perbandingan Sifat Fisis Air, Biodiesel dan Minyak Jelantah Hasil
Praktikum (T=28°C)
Bahan ρ (g/cm3) η (µPa.s)
Air 0,9921 837,8100
Biodiesel 0,8284 1430,9353
Minyak Jelantah 0,9757 8686,3628
Berdasarkan tabel Standar mutu Biodiesel SNI No. 04-7182-2006, bilangan asam
maksimal untuk biodiesel adalah sebesar 0,8 mg KOH/kg biodiesel. Sedangkan biodiesel
hasil praktikum memiliki bilangan asam sebesar 8,3677 mg KOH/g biodiesel. Biodiesel
hasil praktikum memiliki bilangan asam 10.000 kali lipat dari seharusnya. Untuk
bilangan ester, dari sampel sebanyak 2 gram biodiesel hasil praktikum menunjukan nilai
sebesar 16,2053gr. Sementara standarnya hanya diperbolehkan 96,5 % dari massanya.
Hal ini dimungkinkan karena pada praktikum tidak dilakukan proses pencucian maupun
pengadsorbsian unsur-unsur pengotor di dalam produk. Dari analisis ini dapat dikatakan
bahwa biodiesel hasil praktikum belum memenuhi standart mutu nasional.
VII. Kesimpulan
1. biodiesel dibuat dengan reaksi trans-esterifikasi trigliserida (minyak nabati) menjadi
metil ester dengan hasil samping berupa gliserol.
2. Biodiesel hasil praktikum memiliki bilangan asam 8,3677 mg KOH/g biodiesel dan
kadar ester 16,2053gr. Sedangkan standart yang diijinkan adalah 0,8 mg KOH/kg
biodiesel untuk bilangan asam dan Untuk bilangan ester standarnya hanya
diperbolehkan 96,5 % dari massanya (belum memenuhi standart).
VIII. Daftar Pustaka
1. http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_jelantah. Diakses 13 Mei 2013 pukul 19.24
WIB
2. http://prosespembuatan.blogspot.com/2009/07/proses-pembuatan-biodiesel-2-
metil.html Diakses 13 Mei 2013 pukul 19.48 WIB
Asisten,
Deni Swantomo, S.ST, M.Eng
Yogyakarta, 19 Mei 2013
Praktikan,
Fatmawati Nurcahyani
LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM
PEMBUATAN BIODIESEL BERBAHAN DASAR MINYAK JELANTAH
b. Data Sampel
Volume Minyak jelantah = 50 mL
Volume etanol = 250 mL
Suhu distilasi = 78°C
Volume Biodiesel = 196 mL
c. Pengujian Biodiesel
e. Densitas
Tabel 9. Pengamatan Densitas
Massa (g)
Piknometer Kosong 15,5900
Piknometer + aquadest 42,5422
Piknometer + Biodiesel 22,5055
Piknometer + Minyak Jelantah 26,5070
Suhu Aquadest : 28°C ρ aquadest : 0,9921 g/ cm3
f. Viskositas
Tabel 10. Pengamatan Viskositas
Waktu alir (detik) Rerata (detik)
Air 3,073,08
3,09
Biodiesel 6,336,3
6,27
Minyak Jelantah 32,9232,47
32,02
Suhu Aquadest : 28°C μ aquadest : 837,81 μPa.s
g. Bilangan Penyabunan
Tabel 11. Pengamatan Bilangan Penyabunan
Massa Biodiesel (g)Volume NaOH
alkoholis (mL)Volume HCl 0,5 N
1,9881 25 3,0 ml
2,0078 25 3,1 ml
Blanko 25 4,8 ml
h. Bilangan Asam
Tabel 12. Pengamatan Bilangan Asam
Massa Biodiesel (g) Volume KOH alkoholis 1 N(mL)
2,0082 3,0
2,0144 3,0
Asisten,
Deni Swantomo, S.ST, M.Eng
Yogyakarta, Maret 2013
Praktikan,
1. Dian Noorfika Ariani
2. Dimas Puguh Winarseto
3. Fatmawati Nurcahyani
Lampiran
Neraca Ekonomi Proses (Skala Laboratorium)
Biaya praktikum =
1. Minyak jelantah = Rp 200,-/L x 0,05 L = Rp 10,-
2. Ethanol = Rp 15.000,-/L x 0,25 L = Rp 3.750,-
Total sekali proses = Rp 3.760,-
Produk yang dihasilkan = -. Biodiesel = 0,196 L
- Gliserol = 0,050 L
Skala lebih besar, basis produksi 100 L biodiesel / bulan
a. Bahan Baku = 500 x Rp 3.760,- = Rp 1.880.000,-/bulan
b. Fixed Cost
Biaya Laboratorium (termasuk listrik dan air) = Rp 50.000,-/bulan
Pemeliharaan alat = Rp 15.000,-/bulan
Pemurnian Produk = Rp 30.000,-/bulan
Total per bulan = Rp 95.000,-
c. Penjualan Produk
1. Biodiesel = Rp 15.000,-/L = Rp 15.000,- x 100 L
= Rp 1.500.000,-
2. Gliserol = Rp 20.000/L = Rp 20.000,- x 25 L
= Rp 500.000,-
Total per bulan = Rp 2.000.000,-
d. Pengeluaran total = 1.975.000,-
Penjualan = 2.000.000,-
(untuk memperbesar keuntungan dapat dilakukan dengan menambah kapasitas produksi)