SKRIPSI – RK 1583

PEMBUATAN BIODIESEL DENGANMEMANFAATKAN GELOMBA NG MIKRO(MICROWAVE) SEBAGAI ALTERNATIFPROSES YANG EFISIEN DAN CEPAT

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA 2009

RIZKI ADWITYO SANTOSO ARIF KUSUMA WIJAYANRP 2305.100.108 NRP 2305.100.147

Dosen PembimbingProf. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Pantjawarni Prihatini

FINAL PROJECT – RK 1583

CHEMICAL ENGINEERING DEPART MENTFACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGYINSTITUTE TECHNOLOGY OF SEPULUH NOPEMBERSURABAYA 2009

RIZKI ADWITYO SANTOSO ARIF KUSUMA WIJAYANRP 2305.100.108 NRP 2305.100.147

Academic AdvisorProf. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Pantjawarni Prihatini

MAKING BIODIESEL BY US ING MICROWAVEAS AN ALTERNATIVE PROCESS WHICH ISMORE EFFICIENT AND QUICKLY

PEMBUATAN BIODIESEL DENGAN MEMANFAATKANGELOMBANG MIKRO (MIC ROWAVE) SEBAGAI

ALTERNATIF PROSES YANG EFISIEN DAN CEPAT

Nama / NRP : 1. Rizki Adwitiyo S ( 2305 100 108 )2. Arif Kusuma W ( 2305 100 147 )

Jurusan : Teknik Kimia FTI – ITSDosen Pembimbing : 1. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA.

2. Ir. Pantjawarni Prihatini

ABSTRAK

Biodiesel adalah bahan bakar alternatif dari minyaknabati yang dapat mengurangi pemanasan global. Tujuanpenelitian ini adalah untuk membuat biodiesel dari RBD (RefinedBleached Deodorized) Palm Oil melalui proses transesterifikasidengan menggunakan radiasi mikrowave dan mempelajari waktuoptimal yang diperlukan untuk proses ini serta mempelajaripengaruh jumlah (%massa) katalis yan g digunakan dalam prosespembuatan biodiesel terhadap kualitas biodiesel yang dihasilkan.

Percobaan dimulai dengan perlakuan pendahuluan yangkemudian dilanjutkan dengan tahap, transesterifikasi, pemisahan,pencucian, dan tahap analisa. Pada perlakuan pen dahuluan yaitumengukur densitas minyak Kelapa Sawit (RBD) danmenghilangkan hidrat yang terdapat dalam katalis padat denganmengoven didalam microwave kemudian membuat larutancampuran katalis dengan methanol. Pada tahap transesterifikasipertama-tama mengeset daya output microwave yang disesuaikandengan variabel dan mencampur dan mengaduk larutanCampuran methanol dan katalis dengan minyak RDB denganstirer sampai tercampur sempurna kemudian memanaskancampuran didalam microwave dengan waktu disesuaikan denganvariabel, setelah tercapai waktu reaksi yang dibutuhkan,microwave dimatikan dan mengukur suhu hasil reaksi.Selanjutnya mendiamkan dan mendinginkan campuran hingga

terbentuk dua lapisan atas dan bawah setelah campuran tersebutselesai didinginkan, dilakukan pemisahan lapisan atas (biodiesel)dari lapisan bawah (gliserol). Untuk Proses menggunakan kataliscair dilakukan pemisahan lanjut disertai pencucian, kemudianuntuk Proses menggunakan katalis padat dilakukan pemisahansederhana (penyaringan katalis padat). Adapun pada t ahapanalisis, biodiesel hasil reaksi transesterfikasi dianalisa untukmendapatkan data yield metil ester, densitas, viskositas, dan flashpoint.

Dari penelitian diketahui bahwa kondisi operasi untukmenghasilkan kualitas yield biodiesel terbaik pada suhu 50,5 oCdan katalis yang digunakan adalah katalis NaOH. Yield biodieselterbesar didapatkan pada suhu operasi rata -rata 50,5 oC, dayakeluaran mikrowave 264 Watt, dengan yield sebesar 98,018 %

Kata kunci : biodiesel, microwave, katalis

MAKING BIODIESEL BY USING MICROWAVE AS ANALTERNATIVE PROCESS WHICH IS MORE

EFFICIENT AND QUICKLY

Name / NRP : 1. Rizki Adwitiyo S ( 2305 100 108 )2. Arif Kusuma W ( 2305 100 147 )

Department : Teknik Kimia FTI – ITSAcademic Advisor : 1. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA.

2. Ir. Pantjawarni Prihatini

ABSTRACT

Biodiesel is a alternative fuel from vegetable oils thatcan reduce global warming. Goal of this research is to makebiodiesel from RBD (Refined Bleached Deodorized) Palm Oiltransesterification through the process using the radiationmicrowave and learn the optimal time required for this processand learn the amount (mass%) catalyst used in the process ofmaking biodiesel on the quality of biodi esel produced.

The experiment began with a preliminary treatment,which was then followed by phase, transesterification, separation,washing, and phase analysis. In the preliminary treatment,measure the density of oil Palm Oil (RBD) and then create asolution with a mixture of Methano l catalyst. Attransesterification first set of output microwave power adjustedwith a variable mix and stir the solution with the catalyst andMethanol RBD oil mixed with stirer until perfect and then heatingthe mixture in the microwave with the time adjusted with thevariable, is reached after the reaction time needed, microwaveturned off and measure the temperature of the reaction. Thensilence and chill mixture until two layers form the top and bottomof the cooled mixture is finished, done on the separation layer(biodiesel) from the bottom layer (gliserol). For the process usingcatalyst liquid, the separation is done with washing with water,and process for using solid catalyst made simple separation

(filtering solid catalyst). As in the analysis stage, the biodieselanalyzed to obtain the yield met yl ester, density, viscousity,decane number, pour point and flash point. From research notethat the operating conditions to produce best quality yieldbiodiesel at a temperature of 50.5 ⁰C and the catalyst used wasthe NaOH catalyst. Yield of biodiesel was found in the largestoperating temperature an average of 50.5 ⁰C, microwave poweroutput 264 Watt, with a yield of 98.018%

Keywords: biodiesel, microwave, catalyst

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah Subhana Wa Ta'ala yangtelah memberikan kekuatan sehingga kami dapat menyelesaikanskripsi kami yang berjudul

PEMBUATAN BIODIESEL DENGANMEMANFAATKAN GELOMBANG MIKRO(MICROWAVE) SEBAGAI ALTERNAT IF PROSES YANGEFISIEN DAN CEPAT.

Skripsi ini merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswatahap sarjana di Jurusan Teknik Kimia FTI -ITS Surabaya. Selamapenyusunan laporan ini kami banyak sekali mendapat bimbingan,dorongan motivasi, serta bantuan dari berbagai pihak. Untuk it u,kami ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar -besarnyakepada :

1. Bapak Dr. Ir. Tri Widjaja, M.Eng., selaku Ketua JurusanTeknik Kimia FTI - ITS Surabaya.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA, selaku DosenPembimbing dan Kepala Laboratorium Proses Kimia,atas segala bimbingan, saran dan motivasi yangdiberikan.

3. Bapak Ir. Pantjawarni Prihatini , selaku DosenPembimbing atas segala saran dan kesediaanmembimbing kami.

4. Bapak Prof. Dr. Ir. Kusno Budhikarjono, MT, selakuKoordinator Tugas Akhir dan Skripsi Juru san TeknikKimia FTI - ITS Surabaya

5. Bapak Prof. Dr. Ir. Ali Altway, M.S., Dr. Ir Susianto,DEA dan Dr.Ir Suprijanto, M.S selaku Dosen Pengujiatas segala saran dan masukan yang diberikan.

6. Bapak dan Ibu Dosen pengajar serta seluruh karyawanJurusan Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya.

7. Orang tua, saudara-saudara kami, serta keluarga besaratas doa, bimbingan, perhatian, dan kasih sayang yangselalu tercurah selama ini.

ii

8. Sdri. Septi Fajar Raeni yang telah banyak membantudalam pencarian bahan dalam pengerjaan skripsi ini.

9. Teman-teman di Laboratorium Proses Kimia serta teman -teman Reguler K-45 Teknik Kimia FTI-ITS Surabaya.

10. Serta semua pihak yang membantu pengerjaan laporanini.

Kami menyadari bahwa laporan ini masih banyakkekurangan, sehingga saran dan kritik yang membangun daripembaca sangat kami perlukan. Semoga laporan skripsi kamidapat bermanfaat bagi semua pihak.

Surabaya, Agustus 2009

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

BAB I. PENDAHULUANI.1 Latar Belakang ................................ .................... 1I.2 Perumusan Masalah ................................ .............. 4I.3 Tujuan Penelitian ................................ .................. 4 2I.4 Manfaat Penelitian ................................ ................ 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKAII.1 Biodiesel ................................ ............................. 7II.2 Minyak Tanaman untuk bahan bakar .................. 10II.3 Gelombang Mikro sebagai su mber energi

Reaksi kimia ................................ ....................... 12II.3.1 Efek thermal Microwave......................... 13II.3.2 Efek non-thermal microwave................... 15

II.4 Reaksi Transesterifikasi biodiesel ....................... 15II.5 Methanol ................................ ............................. 18II.6 Katalisator Reaksi ................................ ............... 19

II.6.1 Natrium Hidroksida ............................... 20II.6.2 Asam Sulfat............................................. 20II.6.3 Zeolit Alam............................................. 21II.6.4 Hidrotalcite........... .................................. 21

II.7 Parameter Penentaun Karakteristik Diesel Oil .... 22II.8 Penelitian sebelumnya ................................ ......... 23

BAB III. METODOLOGI PENELITIANIII.1 Peralatan yang Digunakan ................................ . 25III.2 Bahan ................................ ................................ . 26III.3 Variabel Penelitian................................ ............. 27III.4 Prosedur Penelitian ................................ ............ 27

III.4.1 Tahap Percobaan................................... 27III.4.2 Tahap Analisa........................................ 28

III.5 Diagram Alir Prosedur Penelitian ...................... 29III.5.1 Untuk katalis cair.... ............................... 29

iv

III.5.2 Untuk katalis padat................................. 21

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANIV.1 Pengaruh waktu reaksi dan daya microwave terhadap

yield biodiesel ................................ ................... 33IV.2 Pengaruh waktu reaksi dan daya microwave terhadap

densitas biodiesel ................................ .............. 37IV.3 Pengaruh waktu reaksi dan daya microwave terhadap

viskositas biodiesel ................................ ........... 39IV.4 Pengaruh waktu reaksi dan daya microwave terhadap

flash point biodiesel ................................ .......... 40IV.5 Pengaruh waktu reaksi dan daya micr owave terhadap

cetane number biodiesel ................................ ... 42IV.6 Pengaruh waktu reaksi dan daya microwave terhadap

pour point biodiesel ................................ .......... 44IV.7 Perbandingan Biodiesel Hasil Penelitian dengan

Minyak Diesel ................................ ................... 45

BAB V. KESIMPULAN DAN SARANV.1 Kesimpulan ................................ ......................... 49V.2 Saran ................................ ................................ ... 49

Daftar Pustaka ................................ ................................ ... 51Lampiran

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Pemanasan Liquid secara Konvensionaldengan Konduksi dan Konveksi 13

Gambar II.2 Perbandingan Distribusi Panas denganPemanasan Microwave dan Konv ensional 14

Gambar III.1 Gambar Sketsa Microwave dan Reaktor 26Gambar IV.1 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave

(264W) terhadap yield biodiesel (katalis NaOH) 33Gambar IV.2 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave

(400W, 600W, dan 800W) terhadap yield biodiesel(katalis NaOH) 34

Gambar IV.3 Grafik pengaruh suhu terhadap yield biodiesel(katalis NaOH) 34

Gambar IV.4 Grafik pengaruh waktu reaksi terhadap yieldbiodiesel (katalis padat dan asam sulfat) 35

Gambar IV.5 Grafik hubungan antara pengaruh suhu terhadapkonversi reaksi 37

Gambar IV.6 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave(264W) terhadap densitas biodiesel(katalis NaOH) 38

Gambar IV.7 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave(264W) terhadap viskositas b iodiesel(katalis NaOH) 39

Gambar IV.8 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave(264W) terhadap flash point biodiesel(katalis NaOH) 41

Gambar IV.9 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave(264W) terhadap cetane number biodiesel(katalis NaOH) 43

GambarIV.10 Grafik pengaruh waktu reaksi dan daya microwave(264W) terhadap pour point biodiesel(katalis NaOH) 44

vi

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Spesifikasi Biodiesel berdasarkanASTM D 6751 8

Tabel II.2 Perbandingan spesifikasi biodiese l denganMinyak diesel 9

Tabel II.3 Kandungan RBD palm oil 11Tabel IV.1 Perbandingan hasil analisa terhadap standar Pertamina

dan SNI 46Tabel A.1.1. Hasil Analisa Reaksi Transesterifikasi dengan katalis

basa cair (NaOH) 53Tabel A.1.2. Hasil Analisa Reaksi Transesterifikasi dengan katalis

asam cair (H2SO4) 54Tabel A.1.3. Hasil Analisa Reaksi Transesterifikasi dengan katalis

asam padat (zeolit) 54Tabel A.1.4. Hasil Analisa Reaksi Transesterifikasi dengan katalis

basa padat (Mg-Al hidrotalcite 55Tabel A.1.5. Hasil Analisa Reaksi Transesterifikasi dengan tanpa

katalis 55