LAPORAN TETAPTEKNOLOGI BIOMASSA

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH

DISUSUN OLEH :

AGUSTIAWAN 0610 4041 1381

ANJAR EKO SAPUTRO 0610 4041 1382

NURUL KHOLIDAH 0610 4041 1393

RAMANTA 0610 4041 1395

RENI AFRIYANI 0610 4041 1396

ROFFINA 0610 4041 1398

SINGGIH EKO PRABOWO 0610 4041 1400

KELAS 6 EGA/ Reguler (Pagi)

DOSEN PEMBIMBING : Ir. Robert Junaidi, M. T

JURUSAN TEKNIK KIMA

PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2013

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH

1. Tujuan Percobaan

Membuat biodiesel dari minyak jelantah

Menganalisa kualitas produk (biodiesel) yang dihasilkan dari minyak jelantah

2. Dasar Teori

Biodiesel merupakan monoalkil ester dari asam-asam lemak rantai panjang yang

terkandung dalam minyak nabati/hewani untuk digunakan sebagai alternatif yang tepat

untuk bahan bakar yang terdiri dari metil ester hasil trans-esterifikasi baik dari trialkil

gliserida atau esterifikasi dari asam lemak bebas.

Pembuatan biodiesel dari minyak tanaman memiliki kasus yang berbeda-beda sesuai

dengan kandungan FFA. Pada kasus minyak tanaman dengan ALB tinggi, dilakukan dua

jenis proses, yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Sedangkan untuk minyak tanaman

yang kandungan asam lemak rendah dilakukan proses transesterifikasi. Proses esterifikasi

dan transesterifikasi bertujuan untuk mengubah asam lemak bebas dan trigliserida dalam

minyak menjadi metil ester (biodiesel) dan gliserol.

Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi

mereaksikan lemak dengan alkohol.

RCOOH + CH3OH RCOOH3 + H2O

Asam lemak Metanol Metil Ester Air

Transesterifikasi (alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida menjadi alkil

ester melalui reaksi dengan alkohol dengan produk samping gliserol.

Faktor – faktor yang mempengaruhi esterifikasi antara lain :

Waktu retensi

Pengadukan

Katalisator, biasanya katalisator memiliki berat 1-4% massa

Suhu reaksi

Tabel Standar/Parameter Biodiesel

KarakteristikStandar Biodiesel

(Menurut ASTM 06751)

Viskositas 1,9 – 5 mm3/s

Densitas 0,815 – 0,875 kg/l

Kadar ALB 0,74%

Kadar Air max. 0,05 (% vol)

Flash Point min. 130oC

Pour Point 8oC

Tabel spesifikasi sifat fisika biodiesel dari minyak goreng segar, minyak goreng

bekas dan diesel (fosil)

Diagram alir proses Trans-esterifikasi

NaOH (0.6% massa sampel) +

methanol (35% massa sampel)

Biodiesel hasil dari esterifikasi Larutan Sodium Metoksida (CH3ONa)

Pengadukan dan pemanasan pada

suhu 60 °C selama 1 jam

Pendinginan dengan corong pemisahan

gliserol dengan corong pisah

Lapisan bawah Lapisan atas

(gliserol) (biodiesel)

Proses Pencucian

Biodiesel yang diperoleh masih mengandung residu, antara lain sisa katalis, soap

stock (sisa sabun), methanol yang tidak bereaksi, dan sisa gliserol yang tidak terpisah setelah

pemisahan awal dengan corong pemisah.

Metode pencucian :

a. Water washing

1. Stir washing

Pencucian biodiesel menggunakan air yang disertai pengadukan

Mencampurkan air dengan biodiesel sehingga impurities terlepas dari

biodiesel dan larut dalam air

2. Bubble washing

Pencucian biodiesel menggunakan gelembung udara yang dihasilkan

oleh pompa aerator

Gelembung udara timbul melalui air menuju biodiesel dilapisan atas

membawa pula air di sekitarnya yang berfungsi mencuci biodiesel di

sekitar gelembung

b. Dry washing

Tidak membutuhkan air, melainkan adsorben untuk menyerap

impurities dalam biodiesel

Adsorben yang digunakan antara lain magnesium silica, zeolit, dan

resin

3. Alat dan Bahan

Alat : a. Gelas kimia 500 mL h. Bola karet

b. Gelas ukur 100 mL i. Erlenmeyer 250 mL

c. Corong pemisah j. Refraktometer

d. Neraca analitik k. Piknometer

e. Hot plate & Magnetic Stirrer l. Buret

f. Pipet ukur 25 mL m. Termometer

g. Viskometer n. Flash point tester

Bahan: a. Minyak jelantah d. Aquadest

b. NaOH p.a. e. NaOH 0,1 N

c. Metanol p.a. f. Indikator phenolphtalein

4. Langkah Kerja

4.1 Pengujian FFA

5 gr minyak jelantah ditambah 50 ml methanol 98% lalu ditambahkan 3 tetes

indikator phenolphthalein

Mentitrasi sampel dengan NaOH 0.1 N

Setelah berubah warna menjadi merah muda, mencatat volume titrasi

Nilai FFA dapat dihitung dengan rumus :

% FFA = 25.6

grmol

xV x N

m

Dimana : V = volume titrasi

N = Normalitas NaOH

m = massa minyak jelantah

4.2 Pembuatan biodiesel secara trans-esterifikasi dimana FFA < 5%

Menimbang 0.85 gr NaOH yang telah dihaluskan dan dilarutkan dengan 80.71 mL

metanol p.a. Mengaduk dengan magnetic stirrer hingga semua NaOH larut.

Tempatkan pada gelas kimia 250 mL.

Sampel minyak jelantah sebanyak 250 mL dipanaskan di atas hot plate dan diaduk

dengan magnetic stirrer dengan kecepatan 300 rpm, hingga mencapai suhu 60 oC.

Menambahkan larutan Natrium Metoksida yang telah dibuat pada langkah ke-1 ke

dalam minyak yang telah dipanaskan dan dipertahankan suhu pengadukan 60oC.

Melakukan penambahan larutan ini sedikit demi sedikit. Waktu pengadukan

dihitung selama satu jam, setelah semua Natrium Metoksida bercampur rata.

Memindahkn metil ester (biodiesel) ke dalam corong pisah dan didiamkan hingga

terbentuk dua lapisan selama 10 – 15 menit, lalu lapisan bawahnya dikeluarkan.

Melakukan pemurnian dengan memanaskan aquadest sebanyak 50% dari volume

metil ester hingga suhu 60oC, aquadest dicampurkan ke dalam biodiesel, diaduk

perlahan selama 10 menit.

Memindahkan metil ester dan aquadest ke dalam corong pisah dan dibiarkan

hingga terbentuk dua lapisan, kemudian lapisan bawahnya dikeluarkan. Lapisan

atasnya ditampung di dalam gelas kimia

Melakukan penimbangan biodiesel yang dihasilkan

Biodiesel dipanaskan di atas hotplate agar kandungan air yang tersisa menguap

Menghitung volume yield yang didapat dan persen konversinya

4.3 Pengujian Densitas

Menimbang piknometer kosong yang telah dibersihkan

Menimbang piknometer berisi aquadest pada suhu 20 oC

Menimbang piknometer berisi biodiesel pada suhu kamar

Menghitung volume piknometer

Menghitung density biodiesel

4.4 Pengujian Viskositas

Menyiapkan gelas ukur 25 ml yang penampangnya sesuai dengan diameter bola

kaca

Memasukkan biodiesel ke dalam gelas ukur

Memasukkan bola kaca ke dalam gelas ukur yang telah berisi biodiesel

Mencatat waktu yang dibutuhkan bola kaca untuk mencapai dasar gelas

Menghidupkan stopwatch saat bola mencapai tanda batas atas dan menyetopkan

stopwatch saat bola mencapai dasar gelas ukur

Menghitung viskositas dari biodiesel

4.5 Pengujian Indeks Bias

Menyiapkan alat refraktometer

Membersihkan kaca pengujian dengan aquadest

Menghidupkan lampu refraktometer, meneteskan biodiesel ke kaca pegujian

Mengamati indeks bias dari biodiesel

4.6 Pengujian Titik Nyala

Menyiapkan alat flash point tester

Memasukkan 50 mL biodiesel ke dalam wadah penampungan

Meletakkan termokopel di dekat wadah dan menyalakan sumber api untuk

memanaskan biodiesel

Mencatat suhu flash point dimana biodiesel mulai menyala

4.7 Pengujian pH

Memasukkan sejumlah biodiesel ke dalam gelas kimia

Mencelupkan kertas lakmus ke dalam biodiesel

Menyamakan nilai pH biodiesel terhadap indikator pH

Mencatat nilai pH dari biodiesel

5. Data Pengamatan

5.1 Pembuatan Biodiesel

No Perlakuan Pengamatan

10.85 gr NaOH + 80.71 mL

CH3OHLarutan bening, larut

2

250 mL minyak jelantah disaring

dari kotoran-kotoran yang besar,

dipanaskan pada suhu 60 oC

Larutan berwarna gelap dan kental

3

NaOH + methanol + minyak

jelantah dicampur sedikit demi

sedikit dan dipanaskan pada suhu

60 oC selama 1 jam

Terdapat gelembung sebelum

bercampur dan berwarna kecoklatan

keruh setelah bercampur

4Memisahkan metil ester dalam

corong pemisah selama 20 menit

Terbentuk dua lapisan, lapisan

bawah terendapkan menjadi padatan

berwarna gelap

5

Melakukan pencucian pertama

dengan penambahan air hangat

50% volume biodiesel

Campuran berwarna kecoklatan

gelap

6Biodiesel hasil pencucian

dipanaskan di atas hotplate

Tujuannya untuk menghilangkan

kandungan air didalamnya

7 Menimbang biodiesel yang

dihasilkan beserta volumenyam = 200 gr, v = 254 mL

5.2 Pengamatan Analisa Biodiesel

Karakteristik Biodiesel Terukur Nilai

Densitas (gr/mL) 0.882

Viskositas (Kg/m.s) 7.2

Titik Nyala 121

pH 6

Indeks Bias 1.458

6. Perhitungan

Minyak jelantah (tripalmintat) = C17H34O2

- Volume Minyak jelantah = 250 mL

- ρ Minyak = 0.89 gr/mL

- Berat Minyak Jelantah = V x ρ

= 250 mL x 0.9224 gr/mL

= 230.6 gr

- Mol minyak jelantah = grMr

= 230.6 gr

806 gr /mol = 0.286 mol

Sumber : wikipedia.org/asam_palmintat.html

Methanol (CH3OH)

- Metanol = 80.71 mL

- ρ Metanol = 0.79 gr/mL

- Berat Metanol = 80.71 mL x 0.7918 gr/mL

= 63.9 gr

- Mr Metanol = 32.04 gr/mol

- Mol minyak jelantah = grMr

= 63.9 gr

32.04 gr /mol = 1.99 mol

Sumber : wikipedia.org/methanol.html

6.1 Perhitungan Neraca Teoritis Biodiesel

Tripalmintat gliserida Metanol Metil palmintat Gliserol

M 0.286 1.99 - - mol

B 0.286 0.858 0.858 0.286 mol

S - 1.132 0.858 0.286 mol

BM 806 32.04 270 92 gr/mol

Gr - 36.26 231.66 26.312 gr

Neraca Massa Teoritis

Komponen Input (gr) Output (gr)

Tripalmintat 230.6 -

CH3ONa 63.9 36.36

Biodiesel - 231.66

Gliserol - 26.312

Total 294.5 294.232

6.2 Perhitungan Neraca Massa secara praktek

% FFA=VNaOH×NNaOH×25 . 6 gr /molgrSampel

×100

% FFA=0 . 0005L×0,1 N×25 .6 gr /mol5 gr

×100

=0 ,0256

Mol biodiesel secara praktek

- Volume biodiesel = 254 mL

- Berat biodiesel = 200 gr

- BM biodiesel = 270 gr/mol

- Mol biodiesel = grMr

= 200 gr

270 gr /mol = 0.74 mol

Tripalmintat gliserida Metanol Metil palmintat Gliserol

m 0.286 1.99 - - mol

b 0.246 0.74 0.74 0.246 mol

s - 1.25 0.74 0.246 mol

BM 806 32.04 270 92 gr/mol

gr - 40.05 199.8 22.6 gr

Neraca Massa Praktek

Komponen Input (gr) Output (gr)

Tripalmintat 230.6 32

CH3ONa 63.9 40.05

Biodiesel - 199.8

Gliserol - 22.6

Total 294.5 294.45

% Konversi

% Konversi=mol PraktekmolTeori

×100

=0.2460.286

×100

=86 %

6.3 Perhitungan Densitas

Berat piknometer kosong = 31.15 gr

ρ air pada 20 °C = 0.984 gr/mL

Berat piknometer + air (25 °C) = 55.38 gr

Volume piknometer = 24.618 mL

Berat piknometer + biodiesel = 52.88 gr

Berat biodiesel = (berat piknometer + biodiesel) – (berat pikno

kosong)

= (52.88 – 31.15) gr

= 21.73 gr

Densitas biodiesel = berat biodiesel

volume biodiesel

= 21.73 gr

24.618 mL = 0.882 gr/mL

6.4 Perhitungan Viskositas

Diameter bola besi = 1.425 cm

Volume bola besi = 1.51 mL

Jarak gelas ukur = 12.8 cm = 0.128 m

Waktu tempuh bola besi = 1.5 sekon

Kecepatan jatuh bola = jarakwaktu

= 0.128 m

1.5 s= 0.0853 m/s

Massa bola besi (m) = 9.78 gr

Massa biodiesel (mo) = ρ biodiesel x V bola besi

= 0.882 gr/mL x 1.51 mL

= 1.33182 gr

Viskositas (η)

η =(m−mo ) . g

6.π . r . v =

(9.78−1.33182 ) gr .9 .8m /s26 x3.14 x 0.007125 m x 0.0853 m /s

= 88.79

0.01145

= 7230,756 gr/m.s = 7.2 kg/m.s

6.5 Pengujian Titik Nyala

Titik nyala biodiesel = 121 °C

6.6 Pengujian Indeks Bias

Indeks Bias biodiesel = 1.458

6.7 Pengujian pH

pH biodiesel = 6

7. Analisa Data

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa biodiesel

merupakan alkyl ester atau rantai panjang asam lemak yang berasal dari minyak nabati

ataupun hewani. Aplikasi dari biodiesel digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.

Pada praktikum kali ini, biodiesel dibuat dari minyak jelantah yang kandungan asam

lemak bebasnya kurang dari 5% yaitu 0.0256% jadi proses pembuatan biodiesel kali ini

dilakukan secara trans-esterifikasi. Proses trans-esterifikasi adalah tahapan konversi

trigliserida (minyak jelantah) menjadi alkyl ester (biodiesel) melalui reaksi dengan

alcohol dengan bantuan katalis basa kuat yaitu NaOH. Proses trans-esterifikasi akan

menghasilkan produk samping berupa gliserol.

Pengamatan yang dilakukan adalah menyaring terlebih dahulu minyak jelantah yang

didapatkan dari minyak goreng bekas dari kantin Politeknik Negeri Sriwijaya. Tujuannya

adalah untuk menyaring kotoran-kotoran yang terdapat pada minyak goreng bekas akibat

dari sisa penggorengan makanan. Setelah disaring, minyak jelantah selanjutnya

dipanaskan di atas hotplate, suhunya dijaga pada 60 °C selama satu jam. Kemudian

larutan metoksida yang telah dibuat dari 0.85 gr NaOH dengan 80.71 mL methanol 95%,

dicampurkan ke dalam minyak jelantah panas sedikit demi sedikit agar tidak bergejolak.

Selain dipanaskan minyak jelantah juga diaduk menggunakan magnetic stirrer agar

larutan tercampur homogeny. Reaksi yang terjadi saat penambahan adalah terjadi letupan

gelembung-gelembung berwarna orange kemerahan akibat tercampurnya minyak panas

dengan CH3ONa. Setelah itu larutan diendapkan di dalam corong pemisah agar terbentuk

dua lapisan. Lapisan atas merupakan biodiesel yang akan dilakukan proses

pemurniandengan cara pencucian menggunakan air hangat. Sedangkan lapisan bawah

merupakan produk samping berupa gliserol yang terendapkan sehingga membentuk

endapan berwarna kecoklatan.

Pada praktikum pencucian biodiesel dilakukan hanya satu kali dikarenakanwaktu

yang kurang. Jadi air untuk pencucian adalah air hangat terukur 60 °C yang volumenya

hanya 50% dari volume biodiesel. Tujuannya agar lapisan tersebut benar-benar

terpisahkan dari biodiesel dan gliserol. Setelah diendapkan di dapat biodiesel sebanyak

254 mL dengan persen konversi 86%.

Untuk pengujian biodiesel hal yang harus diuji adalah densitas biodiesel, viskositas,

titik nyala biodiesel, indeks bias dan nilai pH dari biodiesel yang didapat. Densitas

mrupakan angka yang menyatakan perbandingan berat dari bahan bakar minyak

(biodiesel) terhadap volume pada temperature yang sama. Penentuan berat jenis ini bisa

menggunakan piknometer. Piknometer yang digunakan berukuran 24.618 mL. Faktor

yang sangat berpengaruh dalam menentukan densitas adalah suhu karena biasanya suhu

yang digunakan untuk pengukuran adalah suhu kamar yaitu 25 °C. Oleh karena itu, pada

saat mengisi piknometer, biodiesel yang akan dituangkan harus memiliki suhu 20 °C

sehingga pada saat dimasukkan ke dalam piknometer tidak terjadi perubahan suhu yang

berarti. Nilai densitas dari biodiesel setelah diuji adalah 0.882 gr/mL. Nilai ini

menunjukkan kualitas sifat fisik dari biodiesel ini kurang baik karena memiliki nilai lebih

besar daripada densitas biodiesel dari fosil.

Pengujian viskositas dilakukan untuk mengetahui dan menentukan indeks hambatan

aliran cairan atau kekentalan suatu cairan yang diukur dengan alat viscometer. Tetapi

dalam praktikum kali ini digunakan gelas ukur 25 mL yang memiliki penampangnya

sesuai dengan diameter bola besi yang digunakan. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan

laju jatuh bola di dalam cairan biodiesel yang disebut dengan viskositas. Selanjutnya

mengukur waktu yang dibutuhkan saat bola berada pada batas atas dan mencapai batas

bawah dari gelas ukur. Nilai viskositas yang diperoleh yaitu 7.2 kg/m.s. Nilai ini lebih

tinggi dibandingkan standar ASTM. Hal ini menunjukkan bahwa kekentalan bahan bakar

lebih tinggi sehingga sulit terbakar jika digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.

Kalaupun harus digunakan maka diperlukan perbandingan yang pas agar bisa digunakan

sebagai bahan bakar. Perbandingan yang biasa digunakan adalah 1:10.

Pengujian indeks bias bertujuan untuk melihat kemurnian dari bahan bakar biodiesel

dari minyak jelantah. Kemurnian ini dibandingkan dengan standar ASTM didapatkan data

yang mendekati dengan 1.458. Pengujian titik nyala dari biodiesel minyak jelantah lebih

tinggi daripada biodiesel dari minyak curah yaitu 121 °C. Hal ini menunjukkan suhu yang

harus dicapai oleh bahan bakar sehingga dapat menyala. Sedangkan pH dari biodiesel

adalah 6 yang masih dalam rentang pH yang baik.

Analisa ekonomi dari penggunaan biodiesel dari minyak jelantah dapat dikatakan

cukup ekonomis karena untuk mendapatkan minyak jelantah tidak memerlukan biaya

terlalu banyak. Pembuatan biodiesel yang baik adalah dengan komposisi biodiesel

berbanding dengan solar adalah 20:80%.

8. Kesimpulan

Berdasarkan analisa di atas dapat disimpulkan :

Pembuatan biodesel dari minyak jelantah menggunakan proses trans-esterifikasi

karena kadar ALB nya adalah kurang dari 5%

Volume biodiesel yang didapat dari pembuatan biodiesel minyak jelantah adalah 254

mL dengan persen konversi 86%

Pengujian biodiesel terdiri dari densitas, viskositas, titik nyala, indeks bias dan pH

Nilai densitas biodiesel adalah 0.882 gr/mL

Nilai viskositas biodiesel adalah 7.2 kg/m.s

Nilai titik nyala biodiesel adalah 121 °C

Nilai indeks bias biodiesel adalah 1.458

pH biodiesel adalah 6

Daftar Pustaka

Jobsheet “Teknologi Biomassa” Program Studi D-IV Teknik Energi , 2013, Politeknik

Negeri Sriwijaya: Palembang

http://wikipedia.org/asam_palmintat.html

http://wikipedia.org/metanol.html

GAMBAR PENGAMATAN

Proses pencampuran Metoksida ke dalam Proses pemisahan awal biodiesel dari minyak jelantah gliserol ± 1 jam

Proses pencucian biodisel

Analisa viskositas Analisa indeks bias Analisa densitas

Analisa titik nyala Analisa pH