irdoni1 , pengadukan

7/28/2019 irdoni1 , pengadukan

1/8

PENGARUH KECEPATAN PENGADUKAN PADA PROSES PEMBUATAN BIODIESELDARI MINYAK JARAK PAGAR (Ja t ropha Curcas L) DENGAN MENGGUNAKAN

KATALIS ABU TANDAN SAWITIrdoni.HS, Nirwana (Dosen Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia UNRI)

A B S T R A KP enelitian ini mengenai pengaruh kecepatan pengadukan pada proses pembuatan biodiesel dari minyakjarak pagar {Jatropha Curcas Linneaus). P enelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Bahan A lam danMineral J urusan Teknik Kimia Universitas Riau. P enelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh kecepatanpengadukan pada proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar dengan menggunakan katalis Abu TandanSawit (KjCOj) yang dipijarkan dengan suhu 600 C. Metode pembuatan biodiesel melalui dua tahap proses yakniesterifikasi dan transesterifikasi dengan kecepatan pengadukan 100 rpm, 150 rpm, dan 200 rpm se lama 1 jamtiappengadukan. Karakteristik biodiesel dianalisis menurut Eriiza Hambali, dkk, Gubitz, et al, Haas dan Mittelbach,dan Azam, et ai. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biodiesel yang dihasilkan sesuai dengan standar mutukarakteristik biodiesel. Kecepatan pengadukan yang terbaik yakni 150 rpm karena memenuhi seluruh karakteristikbiodiesel yaitu densitas 0,875 g/cm^viskositas 0,11 cS t, kadar air 0,025 %b/b, bilangan asam 0,78 mg KOH/gminyak, kadar asam lemak bebas (ALB) 0,39 %, bilangan penyabunan 195,44 g KOH/g minyak, bilangan iod87,71 g l^l 00 g minyak dan bilangan setana 54,49.Kata Kunci: Jarak pagar, minyak, kecepatan pengadukan, transesterifikasi, abu tandan sawit, minyak jarak

pagar, metanol, biodiesel.

PENDAHULUANSering dikhabarkan s a'at ini bahw a, ketersediaan baha n bakar yang beras al dari minyak bumi

semakin hari semakin menipis, sedangkan kebutuhan akan bahan bakar terus meningkat. Banyakaktifitas s ehari hari yang memeriukan bahan bakar, seperti dari keperluan rumah tangga, trans portasi,mesin pabrik/industri, mesin untuk pertanian, pembangkit tenaga listrik dan lain lainnya. E ksploitasicadangan sumber daya alam itu telah beriangsung sejak berpuluh-puluh tahun sejakyang lalu, tetapibanyak orang tidak memirkirkan bahwa suatu ketika cadangan bahan bakar minyak akan terkurashabis, hingga akan menjadi langka dan mahal (BATAN, 2006).

Upaya penghematan serta upaya pengalihan bahan baka r dari bahan yang beras al dari minyakbumi menjadi bahan baka r yan g beras al dari sumber yang dapa t diperba hami, telah mulai dilakukan .Salah satunya baha n baku yan g dapat dimanfaatkan seba gai sumber bahan bakar pengga nti minyakbumi adalah tanaman jarak pagar.

Ta naman jarak pagar (Jatropha curcas Linneaus) beras al dari daerah tropis A merika T engah,telah lama dikenal masyarakat Indonesia sejak zaman penjajahan J epang. T ana man jarak pa garbanyak dijumpai se bag ai paga r peka ranga n, juga diguna kan sebagai obat serta pengha sil minyaklampu. Biji tanaman jarak pagar mengandung persentase minyak yang besar, sehingga mulai dilirikorang untukdigunakan se baga i sumber bahan bakar alternatifdimasa yang akan datang, dan tanamanjarak pagar memiliki potens i yang mudah tumbuh pada lahan kritis serta dapat dikembangkan s ebaga ibahan penghasil bahan bakar minyak alternatif (biodiesel), tentunya tanaman ini akan memberikanharapan baru pada pengembangan agribisnis. Hal lain yang dapat diperoleh selain untuk menunjang

363


2/8


3/8

RIPiJ

1 P ersiapan S ampelSampel berupa biji jarak pagar siap panen diperoleh dari perkebunan jarak pagar P T P N V

Karakteristik dari biji jarak pagar yang layak pan en yaitu biji berwarna hitamyang berasaljarak yang beoA/arna kuning. Selanjutnya daging biji dipisahkan dari kulit biji. Daging biji diaksi menggunaka n pelarut heksa n untuk memperoleh minyak jarak pagar.

P ersiapan K atalisKatalis yang digunakan adalah katalis yang berasal dari abu tandan kosong sawit yang telah

ari


4/8

2.4. Ana lisa Hasil.Pad a minyak jarak yang digunaka n sebagai bahan baku dilakukan ana lisa dens itas, viskositas,

kadar air, dan bilangan asam. Hal ini perlu dilakukan untuk mengetahui apakah minyak jarak yangdhas ilkan telah memenuhi s pes ifikasi yang telah ditentukan. Untuk mengetahui tingkat kualitas produkbiodiesel dapat dilakukan analis a hasil se bagai berikut:

Berat jenis;Viskositas;Bilangan asam;Kadar air;Bilangan asam lemak bebas (ALB);Bilangan penyabunan;Bilangan iod; dan

- An gka setana.HASILDAN PEMBAHASAN

Hasil analis a karakteristik bahan baku disajikan pada Tabe l 3.1. Dari tabel tersebut dapat dilihatbahwa parameter hasil analisa minyak telah memenuhi parameter standar minyak jarak pagar sebagaibahan baku pembuatan biodiesel. Nilai densitas, viskositas,dan kadar air hasil analisa telah sesuaiden gan parameter standar. D ens itas minyak jarak pagar yang dihas ilkan s ebes ar 0,899 g /cm'mendekati nilai densitas standar (0,9177 g/cm'). Demikian juga dengan nilai viskositas minyak jarakpagar hasil penelitian (48,75 mm^s), telah mendekati viskositas standar minyak jarak pagar (49,15mm^s). K ada r air yang diperoleh se bes ar 899 ppm, juga mendekati nilai parameter standar se bes ar935 ppm. Bilangan as am hasil ana lisa (4,5 mg-K O H /g) sedikit lebih rendah dari parameter standar(4,75 mg-K O H/g). M inyak jarak pagar yang telah memenuhi s tandar selanjutnya digunakan s ebagaibahan baku dalam reaksi transesterifikasi.Tabel 3.1. Hasil ana lisa minyak jarak pagar yang digunakan sebagai baha n baku pembuatan

biodiesel.Sifat Fisik Satuan Hasil P arameter

Analisa Standar*Densitas g/cm^ 0,899 0,9177Viskositas mm2/s 48,75 49,15Kadar ajr ppm 899 935Bilangan as am mg K O H / g 4,5 4,75

Hambali (2006)Pad a Tabel 3.2 disajikan yield produk biodiesel hasil penelitian dengan katalis abu tandan sawit

dan katalis standar K2CO3 komersial. Katalis abu tandan sawit ternyata dapat dengan baik digunakansebagai katalis pada reaksi transesterifikasi minyak jarak pagar. Hal ini dapat dilihat dari perolehanyield biodiesel yang relatif tinggi. Y ield tertinggididapatkan pada pembuatan biodiesel dengan kecepatanpengadukan 150 rpm.

366


5/8

UniUERSiTRS RmuTabel 3.2. Y ield produk biodies el denga n katalis abu tandan sawit dan katalis standar K C O j

komersial.Kec . Pengadukan (rpm)

Katalis100150

Yield Produk (%) Y ield P roduk (%)ec. Pengadukan (rpm)Katalis

100150

Katalis Abu Sawit75,383,2

Katalis K2CO379,184,8

200 80 82,2

Tabel 3.3. Has il K arakterisasi Bio diese l dari Minyak J arak P aga rP arameter Kec . P en gadu


6/8

L E m B P G f l P E O E U n q r iSama halnya dengan densitas, biodiesel yang dihasilkan dengan kecepatan pengadukan 100 rpm,

150 rpm dan 200 rpm memenuhi standar mutu biodiesel. Dari ketiga kecepatan pengadukan dapat dilihatbahwa viskositas pada kecepatan pengadukan 150 rpm lebih rendah dari kecepatan pengadukan lainnya.Hal ini menunjukkan bahwa pembuatan biodiesel dengan kecepatan pengadukan sebesar 150 rpm mampumemisahkan gliserol yang lebih cepat dibandingkan kecepatan pengadukan lainnya.

Viskositas biodiesel dipengaruhi oleh panjang rantai dan komposisi asam lemak, posisi, danjumlah ikatan rangkap (derajat ketidakjenuhan) dalam biodies el serta jenis alkohol yang digunakanuntuk proses transesterifikasi.3. Kadar A i r

Kadar air biodiesel mempengaruhi penyimpanan biodiesel dan juga proses pencampuran dengansolar karena sifatnya yang hidroskopis. K ada r air biodiesel yang tinggi dapat menyebabkan mikrobamudah tumbuh dan mengotori biodiesel, korosi pada mesin, dan pada suhu rendah menyebabkanpemisahan terhadap biodiesel murni.

Tampilan tabel diatas menunjukkan bahwa has il uji kadar air untuk ketiga kecepa tan pengadukanadalah sama. Demikian juga minyak jarak pagar sebagai bahan baku pembuatan biodiesel memilikikadar air yang sama dengan biodiesel yang dihasilkan, dengan kata lain persen kadar air dalampembuatan biodiesel tidak berubah.4. Bilangan A s a m d a n Kadar A s a m Lemak Bebas ( A L B )

Bilangan as am dan kadar A L B menggambarkan jumlah asam lemak bebas dari sampel dalambasis yang berbeda . Bilanga n asa m adalah miligram K O H yang dibutuhkan untuk menetralkan grupkarboksil bebas dari satu gram sampel. Kadar A L B merupakan kandungan asam oleat yang terdapatpada sampe l yang dinyatakan dalam persen (Sonntag, 1982). A s am lemak bebas pada minyak maupunmetil ester akan meningkat dengan adanya proses hidrolisis yang dikatalisa asam, terutama produkyang memiliki kadar air yang tinggi.

Tampilan tabel diatas menunjukkan hanya kecepatan pengadukan 150 rpm yang memenuhistandar mutu biodiesel yaitu untuk bilangan asam 0,78 mg K O H / g minyak dan kadar A L B 0,39%. Nilaiini sesuai dengan standar mutu biodiesel yaitu sebesar maks 0,8 mg K O H / g minyak dan kadar A L Bsebesar 0,45%. Ha l ini dikarenaka n pada pros es transesterifikasi untuk kecepatan pengadukan 150rpm telah mengalami konversi secara sempurna menjadi metil ester.5. Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan didefinisikan se baga i milligram K O H yang dibutuhkan untuk bereaksisempurna dengan semua grup reaktif dalam satu gram sampel. Karena uji ini dilakukan denganKOH-alkohol, dapat dikatakan bahwa K O H dikonsumsi tidak hanya untuk menyabunkan semuatriglisrida, digliserida, dan monogliserida dalam sampel, tetapi juga untuk menetralkan asam lemakbebas dalam sampel (Sonntag, 1982). Bilangan penyabunan bergantung pada berat molekul danpersentase konsentrasi komponen asam lemak yang terdapat di dalam minyak atau biodiesel.Semakin rendah berat molekul, maka semakin tinggi bilangan penyabunan, juga sebaliknya.

Tampilan table diatas menunjukka n bah wa dari ketiga kecepa tan pengadukan, 150 rpmmemiliki bilangan penyabunan yang terendah yakni sebesar 195,44 g K O H / g minyak. R enda hnyabilangan penyabunan dikarenakan adanya kandungan se nyawa intermedietyang tinggi dalam biodieseldan pengaruh pengadukan selama proses transesterifikasi.

368


7/8

6. Bilangan lodBilangan iod adalah ukuran dari jumlah ketidakjenuhan minyak atau lemak. Minyak dengan

bilangan iod tinggi akan menghasilkan ester dengan daya aliran dan pemadatan pada suhu rendah.Bilangan iod biodiesel dipengaruhi faktor-faktorseperti persentase konsentrasi komponen asam lemaktidakjenuh, berat molekul masing-masing komponen tersebut, dan jumlah ikatan rangkap didalamnya(Azam, et al., 2005). Metil ester asam lemak yang memiliki derajat ketidakjenuhan tinggi tidak cocokdigunakan s ebagai biodiesel karena molekul tidak jenuh akan be reaks i dengan oks igen dari atmosferda terkonversi menjadi peroksida. A khirnya terjadi ikatan s ilang pada sisi tidak jenuh dan menyebabkanbiodiesel terpolimerisasi, terutama jika suhu meningkat. S eb ag ai akibatnya terjadi deposit pada mesindiesel.

Tampilan tabel diatas menunjukkan bahwa ketiga kecepatan pengadukan untuk bilangan iodmemenuhi standar mutu biodiesel. Dalam hal ini dapat dikatakan bahwa ketiga hasil bilangan ioddengan kecepatan yang berbeda memiliki derajatketidakjenuhan yang rendah yang coc ok digunakansebagai biodiesel.7. Bi langan Setana

Angka setana adalah kemampuan bahan bakar untuk menyala dengan cepat setelah diinjeksi.Semakin tinggi nilainya, semakin baik kualitas pembakaran bahan bakar tersebut. A ngka setana adalahsalah satu parameter penting yang menentukan apakah suatu metil ester asam lemak dapat digunakansebagai biodiesel atau tidak.Azam, et al. (2005) menyatakan ba hwa angka se tana merupakan ukuranyang dipakai untuk menyatakan kualitas pembaka ran baha n bakar dalam ruang bakar mes in. A ng kasetana adalah fungsi dari banyaknya C H^ da n CH3 dalam komposisi bahan bakar (rasio C H : CH3).Semakin tinggi rasio antara keduanya, maka semakin tinggi angka setana biodiesel yang diperoleh.

Tampilan tabel diatas menunjukkan bahwa ketiga kecepatan pengadukan memberikan bilangansetana memenuhi standar mutu biodiesel yaitu minimal 51. Hasil bilangan setana yang diperoleholeh Azam, et al. (2005) se bes ar 54,31. Hal ini tidak jauh berbeda untuk hasil yang diperoleh padakecepatan pengadukan 150 rpm yakni sebesar 54,49 dengan menggunakan perhitungan yang samayang dilakukan oleh Azam, et al. (2005). Dengan demikian, untuk kecepatan pengadukan 150 rpmbilangan setananya sudah mendekati denga n hasil yang diperoleh oleh Azam, et al. (2005). Untuk itu,biodiesel pada kece patan pengaduka n 150 rpm yang diuji ke P usa t P enelitian S urfaktan dan Bioenergi( S BRC) - I PB dengan menggunakan metode A S T M D 613 dan diperoleh bilangan setana sebesar54,4.

Berdasarkan seluruh hasil uji yang diperoleh dapat dilihatbahwa biodiesel yang dihasilkan melaluireaksi transesterifikasi (reaksi reversibel) dengan kecepatan pengadukan 100 rpm menghasilkanmetil ester yang sedikit. Ha l ini disebabka n pembentukan gliserol denga n metil ester pada ke cepatan100 rpm reaks inya belum secara keseluruhan bergerak ke kanan atau konversinya belum maksimal.

Kecepatan pengadukan 150 rpm, pembentukan gliserol dengan metil ester lebih cepatdibandingkan dengan kecepatan pengadukan lainnya. Hal ini disebabkan secara kese luruhan reaksibergerak ke kanan atau terkonversi secara sempurna.

Pengadukan yang cepat seperti halnya pada kecepatan pengadukan 200 rpm, menyebabkanreaksi bergerak ke kiri atau berbalik ke reaksi awal secara perlahan-lahan sehingga konversinyamenjadi kecil. Dengan demikian, kecepatan 150 rpm merupakan kecepatan pengadukan yang optimumdalam pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar dengan menggunakan katalis K2CO3.

369


8/8

L E m B R G P PERELITIflnK E S I M P U L A N

Dari hasil penelitian tentang pengaruh kecepatan pengadukan pada proses pembuatan biodieseldari minyak jarak pagar (Jatropha Curcas L/nneaus)dapat disimpulkan bahwa biodiesel yang dihasilkansesuai dengan karakteristik biodiesel. Kecepatan pengadukan yang optimum yakni pada 150 rpmkarena memenuhi seluruh karakteristik biod iesel , yaitu dens itas 0,875 g/cm^ viskos itas 0,11 cS t,kadar air 0.025 % , bilangan asam 0,78 mg K O H / g minyak, bilangan iod 87,71 g I2/IOOg minyak danbilangan setana 54,49.D A F T A R P U S T A K AAzam, M. M., A . W arris, dan N . M. N ahar. 2005. Prospects and Potential of Fatty Acid Metyl Esters of

Some Non-Traditional Seed Oils of Use as Biodiesel in India. Biomass and Bioenergy.BA TA N , 2006. Membuat Minyak Bio-Diesel Dari Jarak Pagar (Jatropha Curcas Linneaus) http://

www.batan.ao.id. 21 J uli 2006.Formo, M. W. 1979. Phisyca l Prope rties of Fat and Fatty Acids Vol. 1, 4'" Ed. Di dalam Baileys,

Industrial Oil and F at Products Vol. II, 4'" Ed. J ohn Wiley and Sons , New York.Hambali, E ., S uryani, Dada ng, Hariyadi, H. Hana fie, I. K. R eksowa rdojo, M. R ival, M. Ihsanur, P.

Suryadarma, S . Tjitrosemito, T. H. Soe rawadja ja, T. P rawitasari, T. P rakos o dan W . P urnama,2006. "Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesef. Penebar Swadaya, J akarta.

P riyanto, U., 2007."Menghasi lkan Biodiesel Jarak Pagar Berkual i tas". PT. Agromedia Pustaka, J akarta.Sonntag, N . O . V., 1982. Fa t Splitting, Esterification, and Interesterification. Di dalam Baileys, Industrial

Oil and Fat Products Vol. II, 4'" Ed. J ohn W iley and Sons , N ew Y ork.Susilo, B., 2006. "Pemanfaatan Biji Jarak Pagar sebagai Alternatif Bahan Bakar". Trubus Ag risarana,

Surabaya.Syarbaini, E. Y , 2003. Penuntun Praktikum Kimia Analisis. Teknik K imia Universitas Riau, Pekanbaru.Yoeswono, dkk., 2006. Pemanfaatan Abu Tandan Kosong Kelapa Sawit sebagai Katalis Basa pada

Reaksi Transesterifikasi dalam Pemb uatan Biodiesel. J urusan Kimia F akultas Ml PA UniversitasGadjah Mada, Y ogyakarta.

Zahrina, I., 2000. Studi Evaluasi E fektivitas Katalis Abu Tandan Sawit pada Metanolisis Stearin. TesisMagister ITB, Ba ndung.

370
http://www.batan.ao.id/http://www.batan.ao.id/

irdoni1 , pengadukan

Documents