laboratorium teknologi proses kimia jurusan … · atau setengah padat yang terdiri dari massa...
TRANSCRIPT
PEMBUATAN GEL FUEL BERBAHAN DASAR ALKOHOL DENGAN
GELLING AGENT ASAM STEARAT DAN METIL SELULOSA
DOSEN PEMBIMBING :
Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini
NIP. 1961 08 02 1986 01 1001 NIP. 1958 08 22 1983 03 2001
LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
DISUSUN OLEH :
Riasya Siltafani Ardiana 2307100104
Henny Cut Irnawati 2307100150
Namun mudah tumpah
dan sifatnya yang
volatil, alkohol tidak
praktis digunakan
Metanol dan Etanol
diubah menjadi
Alkohol gel
menggunakan gelling
agent
Alkohol dapat
diaplikasikan pada
industri katering
Metanol dan
etanol dapat
digunakan sebagai
bahan bakar
rumah tangga
alternatif
LATAR BELAKANG 2
TUJUAN PENELITIAN 3
Mempelajari cara pembuatan gel fuel metanol dan etanol
dengan gelling agent asam stearat dan metil selulosa.
Mempelajari pengaruh rasio berat asam stearat dan
metil selulosa terhadap kualitas gel fuel alkohol.
Membandingkan kualitas antara gel fuel alkohol yang
telah dibuat dengan produk gel fuel yang ada di pasaran.
4
METANOL
Bentuk alkohol paling
sederhana, mudah
menguap, mudah
terbakar, digunakan
sebagai pelarut, bahan
bakar dan sebagai bahan
aditif bagi etanol industri.
Flash Point : 12˚C
Titik didih : 64.7 ˚C
Etanol berupa cairan
tidak berwarna, berbau
khas, digunakan untuk
pelarut pada industri obat,
cat, bahan bakar, bahan
baku pembuatan etanal
dan asam etanoat.
Flash Point : 16˚C
Titik didih : 78 ˚C
TINJAUAN PUSTAKA
ALKOHOL
ETANOL
Martin,
1993
Gel adalah sistem padat
atau setengah padat yang
terdiri dari massa seperti
agar yang rapat dan diisi
oleh cairan.
Gel terdiri dari 2 fase
kontinyu yang saling
berpenetrasi. Fase yang satu
berupa padatan tersusun
dari partikel-partikel yang
sangat tidak simetris dengan
luas permukaan, sedang yang lain adalah cairan
5 TINJAUAN PUSTAKA
6 TINJAUAN PUSTAKA
bahan tambahan
untuk mengentalkan
dan menstabilkan
gel yang dibuat,
serta memberikan
tekstur melalui
pembentukan gel.
GELLING AGENT Untuk membuat
Biofuel gel
dibutuhkan
pengental berupa
tepung, seperti
kalsium asetat, atau
pengental lainnya
seperti Xanthan
gum, carbopol,
HPMC, dan
berbagai material
turunan selulosa.
Tambunan,
2008
• Nitro Selulosa
• Metil selulosa
• Natrium Stearat
• Kalsium Asetat
• Karbopol
7 TINJAUAN PUSTAKA
Metanol Gel LPG Kayu Bakar Minyak Tanah
8 PENELITIAN TERDAHULU
NO PENELITI JUDUL PENELITIAN HASIL PENELITIAN
1. Paul Fessock &
Barney Zmoda,
2001
Fuel Gel For Charcoal or Wood
Fires
Fuel gel dari metanol dan isopropanol
dengan Na stearat, menghasilkan bahan
bakar yang tidak meleleh, tidak
menghasilkan asap dan bau.
2. Experimental
Search Platform
for World
Patent,
2003
Solid Methanol & method for
preparing the same
Pembuatan gel fuel berbahan 93% berat
metanol, 4-6% asam lemak keras dan
NaOH, dipanaskan & diaduk selama 3 jam
menghasilkan gel fuel dg biaya murah,
tanpa bau, tanpa jelaga
3. Mulyono, 2010 Pembuatan Etanol Gel Sebagai
Bahan Bakar Padat Alternatif
Kadar etanol berpengaruh pada stabilitas
nyala, dan lama waktu nyala. Penambahan
karbopol berpengaruh pada sifat gel
9 METODE PENELITIAN
Peralatan yang digunakan :
• Hot Plate
• Beaker Glass
• Magnetic Stirer
Bahan yang digunakan :
• Metanol teknis
• Asam Stearat
• Metil Selulosa
• Etanol teknis
• NaOH
• Air
10 PROSEDUR PENELITIAN
Memanaskan 65˚C dan mengaduk 100 gr
Metanol dan asam stearat hingga larut
Memanaskan 50 gr Metanol + NaOH 1 N
di beaker glass yang berbeda
1
2
3
4
Memasukkan metanol-NaOH ke dalam
beaker glass Metanol-asam stearat,
menambahkan metil selulosa dan air
Memanaskan dan mengaduk campuran
selama 3-5 menit hingga campuran
mengental
11 Kondisi Operasi
• Tekanan atmosferik
• Temperatur ruangan, 30˚C
• Sistem operasi batch
Variabel Penelitian
o Berat Natrium stearat : o Berat metil selulosa :
• 2,5 %
• 3,0 %
• 3,5 %
• 4,0 %
• 4,5 %
• 0,2 %
• 0,4 %
• 0,6 %
• 0,8 %
• 1,0 %
12 ANALISA DATA
Analisa Kualitatif
- Stabilitas nyala alkohol gel
- Warna nyala dari pembakaran alkohol gel
- Gelembung ketika alkohol gel dibakar
- Sisa pembakaran alkohol gel
Analisa Kuantitatif
- Menghitung lama nyala alkohol gel
- Menghitung Jumlah Panas yang ditransfer ke media yang
dipanaskan
- Menghitung berat alkohol gel yang dapat terbakar
- Mengukur densitas alkohol gel
- Mengukur pH
- Menghitung loss produk
Membandingkan data analisa metanol gel hasil Percobaan dengan
data analisa produk metanol gel yang beredar dipasaran.
13 HASIL PENELITIAN
Alkohol Padat
Api berwarna biru kemerahan
Tidak berasap dan tidak berjelaga
14 HASIL PENELITIAN
Penambahan Gelling Agent Terhadap Densitas Alkohol Gel
Densitas Metanol Gel :
0,92 gr/ml
Grafik Densitas Metanol Gel Terhadap Penambahan Massa
Metil Selulosa
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Den
sita
s (g
r/m
l)
Massa metil selulosa (gr)
4,64 gr as.stearat
5,57 gr as.stearat
6,5 gr as.stearat
7,42 gr as.stearat
merk komersial 1
merk komersial 2
15 HASIL PENELITIAN
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Den
sita
s (g
r/m
l)
Massa metil selulosa (gr)
4,64 gr as.stearat
5,57 gr as.stearat
6,5 gr as.stearat
7,42 gr as.stearat
8,35 gr as.stearat
Densitas Etanol Gel :
0,88 gr/ml
Grafik Densitas Etanol Gel Terhadap Penambahan Massa
Metil Selulosa
16 HASIL PENELITIAN
0.792
0.789
0.92
0.88
0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95
metanol
etanol
Densitas (gr/ml)
gel
cair
Grafik Perbandingan Densitas Alkohol Gel Terhadap
Alkohol Cair
17 HASIL PENELITIAN
Terbentuknya Gelembung Selama Pembakaran
Gelembung terjadi pada saat pembakaran
alkohol gel, terbentuk layer atau lapisan
elastis dari gelling agent di sekitar droplet
yang mencegah proses vaporisasi bahan
bakar gel pada permukaan luar droplet.
Hal ini menyebabkan bahan bakar gel
tervaporisasi di bawah permukaan droplet.
18 HASIL PENELITIAN
15.4%
38.5%
46.2%
1
2
3
Tidak Terbentuk Gelembung
Terbentuk Banyak Gelembung
Terbentuk Sedikit Gelembung
Metanol Gel
19 HASIL PENELITIAN
11.8%
35.3% 52.9%
1
2
3
Tidak Terbentuk Gelembung
Terbentuk Banyak Gelembung
Terbentuk Sedikit Gelembung
Etanol Gel
20 HASIL PENELITIAN
Sisa Pembakaran Alkohol Gel
Sisa Pembakaran alkohol gel
berupa air dan Natrium Stearat
yang kembali memadat ketika suhu
mulai turun
Jelaga yang terbentuk merupakan sisa
pembakaran tidak sempurna dari metil
selulosa
21 HASIL PENELITIAN
Pengaruh pH Terhadap Terbentuknya Alkohol Gel
5
6
7
8
9
10
11
0.2 0.8 1.4 2
pH
Massa metil selulosa (gr)
4,64 gr as.stearat
5,57 gr as.stearat
6,5 gr as.stearat
7,42 gr as.stearat
Grafik Hubungan pH Metanol Gel dengan penambahan
Massa metil Selulosa
22 HASIL PENELITIAN
Grafik Hubungan pH Etanol Gel dengan penambahan
Massa metil Selulosa
5
6
7
8
9
10
0.2 0.8 1.4 2
pH
Massa metil selulosa (gr)
4,64 gr as.stearat
5,57 gr as.stearat
6,5 gr as.stearat
7,42 gr as.stearat
8,35 gr as.stearat
23 HASIL PENELITIAN
Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Lama Bakar Alkohol Gel
2.5
2.7
2.9
3.1
3.3
3.5
3.7
3.9
4.1
4.3
4.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5
La
ma
ny
ala
(m
enit
/5 g
r)
Massa Metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
merk komersial 1
merk komersial 2
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap lama nyala metanol gel
Metanol T (menit/5gr)
Gel 4,13
Produk Pasar 3,28
Cair 3,00
24 HASIL PENELITIAN
3.2
3.4
3.6
3.8
4
4.2
4.4
0 0.5 1 1.5 2 2.5
La
ma
ny
ala
(m
enit
/5 g
r)
massa metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
8.35 gr asam stearat
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap lama nyala etanol gel
Etanol T (menit/5gr)
Gel 4,18
Cair 3,40
25 HASIL PENELITIAN
Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Berat Alkohol Gel Yang Dapat Terbakar
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Ber
at
terb
ak
ar
(gr)
Massa metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
merk komersial 1
merk komersial 2
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap berat metanol gel yang dapat terbakar
Metanol M (gr)
Gel 4,87
Produk Pasar 4,79
26 HASIL PENELITIAN
4
4.2
4.4
4.6
4.8
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Ber
at
terb
ak
ar
(gr)
Massa metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
8.35 gr asam stearat
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap berat etanol gel yang dapat terbakar
Etanol M (gr)
Gel 4,63
27 HASIL PENELITIAN
Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Kalori yang Dipindahkan
• Mengukur suhu awal air
• Memanaskan 100 gr air dengan
membakar 5 gram alkohol gel
• Mencatat waktu hingga nyala
alkohol gel padam
• Menghitung Δ T
• Menghitung nilai kalor
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
220.00
240.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Ka
lori
ya
ng
d
ipin
da
hk
an
ke
med
ia
ya
ng
dip
an
ask
an
(ca
l/m
enit
.gr)
Massa metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
merk komersial 1
merk komersial 2
28 HASIL PENELITIAN
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap kalori yang dipindahkan metanol gel
Metanol Q
(cal/menit.gr)
Gel 228,99
Produk Pasar 123,04
29 HASIL PENELITIAN
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Ka
lori
ya
ng
dip
ind
ah
ka
n k
e m
edia
ya
ng
dip
an
ask
an
(ca
l/m
enit
.gr)
Massa metil selulosa (gr)
4.64 gr asam stearat
5.57 gr asam stearat
6.5 gr asam stearat
7.42 gr asam stearat
8.35 gr asam stearat
Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa
terhadap kalori yang dipindahkan etanol gel
Etanol Q
(cal/menit.gr)
Gel 257,68
30 HASIL PENELITIAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40
La
ma
ny
ala
(m
enit
/5g
r)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
merk
komersial 1
merk
komersial 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40
La
ma
ny
ala
(m
enit
/5r)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaTerhadap
Lama Bakar Alkohol Gel
31 HASIL PENELITIAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40
Ber
at
terb
ak
ar
(gr)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
merk
komersial 1
merk
komersial 2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40 60 B
era
t T
erb
ak
ar
(gr)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaTerhadap
Berat Terbakar Alkohol Gel
32 HASIL PENELITIAN
0
150
300
450
600
750
0 20 40 Ka
lori
ya
ng
d
ipin
da
hk
an
(ca
l/m
enit
.gr)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
merk komersial
1
merk komersial
2
0
150
300
450
600
750
0 10 20 30 40 50
Ka
lori
ya
ng
d
ipin
da
hk
an
(ca
l/m
enit
.gr)
Rasio massa as.stearat/metil selulosa
percobaan
Pengaruh RasioTerhadap Kalori yang Dipindahkan
5167.77
5419.62
4145.12
4196.74
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
metanol
etanol
Q (cal/gr)
gel
cair
33 HASIL PENELITIAN
Perbandingan Nilai Kalor Alkohol Cair dan Alkohol Gel
34 HASIL PENELITIAN
Metanol Cair Etanol Cair Metanol Gel Etanol Gel
Perbandingan Nyala Alkohol Gel Dengan Alkohol Cair
35 KESIMPULAN
Alkohol gel dapat dibuat dengan prosedur pemanasan dan pengadukan
menggunakan gelling agent asam stearat dan metil selulosa
Pada pembuatan alkohol gel, metanol yang hilang rata-rata sebanyak 5,4%
dan etanol yang hilang rata-rata 2,35%
Rasio penambahan asam stearat terhadap metil selulosa, tidak mempengaruhi
berat terbakar, lama bakar dan nilai kalor yang ditransfer alkohol gel secara
signifikan
Produk metanol gel hasil penelitian memiliki struktur gel lebih padat, warna
api yang sama, waktu bakar 11,8% lebih lama dan memiliki nilai kalori yang
dipindahkan ke media yang dipanaskan 25,8% lebih besar daripada produk
metanol gel yang ada di pasar
Metanol gel dan etanol gel yang optimum, terdapat pada variabel dengan
penambahan asam stearat 3% dan metil selulosa 0,1;0,4;0,7 dan 1% dari
komposisi total produk
Terima Kasih