kPROPOSAL PENELITIAN

HALAMAN JUDUL

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KEMIRI SUNAN

(Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw) MELALUI PROSES

TRANSESTERIFIKASI DUA TAHAP MENGGUNAKAN

KATALIS HETEROGEN (CaO) DARI KULIT TELUR

Oleh:

Agus Kurniawan 21030112130110

M. Kurnia Tri Wardhana S. 21030112140161

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015

HALAMAN PENGESAHANPROPOSAL PENELITIAN

Nama/NIM : Agus Kurniawan 21030112130110

Nama/NIM : M. Kurnia Tri Wardhana S. 21030112140161

Judul : Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Kemiri Sunan (Reutealis

Trisperma (Blanco) Airy Shaw) Melalui Proses Transesterifikasi Dua

Tahap Menggunakan Katalis Heterogen (Cao) Dari Kulit Telur

.

Semarang, Februari 2015

Telah menyetujui,

Dosen Pembimbing

Ir. Diyono Ikhsan, S.U.

NIP. 19511016 197903 1 001

RINGKASAN

Biodiesel adalah bahan bakar alternatif dari minyak nabati atau lemak hewani yang dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Kemiri Sunan (Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw) adalah tanaman penghasil minyak dari tanaman ini. Minyak nabati yang dihasilkan tanaman ini merupakan sumber bahan bakar nabati (BBN) yang sangat potensial dengan berbagai variasi derivasinya seperti bahan bakar nabati, biobriket, biogas, pupuk organik, dan pakan ternak (Dibyo, 2009). Kandungan minyaknya yang relatif tinggi merupakan potensi utama seperti gliserol, asam lemak bebas, dan bahan oleokimia lainya. Program pemerintah tentang penanaman kemiri sunan yang sedang berkembang saat ini akan meningkatkan produksi minyak kemiri sunan dalam jumlah besar di masa mendatang. Oleh karena itu, kebutuhan bahan baku biodiesel dapat dipasok dari minyak kemiri sunan yang ketersediaannya semakin banyak.

Biodiesel merupakan alternatif terbaik pengganti bahan bakar diesel yang bersumber dari fosil. Penelitian ini dilakukan untuk mengarahkan pembuatan biodiesel dari bahan non-edible yang salah satunya adalah kemiri sunan. Proses yang digunakan yaitu melalui transesterifikasi dua tahap, sedangkan katalis yang digunakan yaitu katalis heterogen CaO dari limbah kulit telur supaya dapat menghasilkan yield biodiesel yang besar.

Dalam penelitian ini akan dikaji pembuatan biodiesel dari minyak kemiri sunan melalui proses transesterifikasi dua tahap dengan katalis CaO dari limbah kulit telur. Selain itu akan dikaji pengaruh variabel perbandingan mol campuran minyak dengan metanol pada tahap transesterifikasi tahap kedua yaitu 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, kemudian suhu pemanasan campuran metanol dengan minyak pada tahap kedua yaitu 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC, dan waktu reaksi yaitu 30 menit, 45 menit, 60 menit, 75 menit, 90 menit, pada tahap kedua transesterifikasi terhadap karakteristik biodiesel yang dihasilkan. Karakteristik biodiesel yang diuji pada penelitian ini adalah viskositas, densitas. yield biodiesel, nilai asam, angka iodin, angka penyabunan dan angka setana. Dalam penelitian ini akan didapatkan kondisi operasi terbaik untuk mendapatkan yield biodiesel tertinggi dan karakteristik biodiesel yang diharapkan sesuai dengan standar SNI dan ASTM.

Kata Kunci : biodiesel, minyak kemiri sunan, transesterifikasi dua tahap, katalis

CaO dari kulit telur.

SUMMARY

Biodiesel is an alternative fuel from vegetable oils or animal fats that can be used directly in diesel engines or blended with petroleum diesel. Hazelnut Sunan (Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw) is a plant that produces oil from the seeds. Vegetable oils produced by plants is a source of biofuel (BBN) potential with a variety of derivatives such as biofuels, biobriket, biogas, organic fertilizer, and fodder (Dibyo, 2009). Relatively high oil content is a major potential such as glycerol, free fatty acids, and other oleochemicals material. Government program of planting trees that are being developed at this time will increase oil production in large quantities in the future. Therefore, the need for biodiesel feedstock can be supplied from the availability Sunan pecan oil more.

Biodiesel is the best alternative diesel fuel substitute derived from fossils. This study was conducted to direct the manufacture of biodiesel from non-edible materials, one of which is the Sunan pecan. The process used is through transesterification two stages, while the catalyst used is a heterogeneous catalyst CaO from waste eggshells in order to produce biodiesel yield great.

In this study will be reviewed biodiesel production from Sunan pecan oil through a two-stage process of transesterification with CaO catalyst of waste eggshells. Additionally, it will be assessed the effect of variable mole ratio mixture of oil with methanol in the transesterification of the second stage is 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1: 6, 1: 7, then the temperature of heating a mixture of metanol with oil in the second stage is 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC, and the reaction time is 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 75 minutes, 90 minutes, the second stage transesterification of the characteristics of biodiesel produced. Characteristics of biodiesel tested in this study is the viscosity, density. yield of biodiesel, acid value, iodine number, saponification number and cetane number. In this study we will get the best operating conditions to obtain the highest yield of biodiesel and biodiesel characteristics expected in accordance with ISO and ASTM standards.

Keywords: biodiesel, Sunan pecan oil, two-stage transesterification, CaO catalyst

of eggshells.

PRAKATA

Puji dan syukur kami panjatkan pada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan

rahmat dan karuniaNya, sehingga kami mampu menyelesaikan proposal penelitian ini.

Proposal penelitian yang berjudul “Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Kemiri

Sunan (Reutealis Trisperma (Blanco) Airy Shaw) Melalui Proses

Transesterifikasi Dua Tahap Menggunakan Katalis Heterogen (Cao) Dari Kulit

Telur” bertujuan untuk mendapatkan kondisi operasi yang sesuai untuk mendapatkan

biodiesel berstandar ASTM dan SNI dari minyak kemiri sunan dan katalis . Begitu

banyak orang yang terlibat dalam pembuatan proposal ini, maka dari itu kami

mengucapkan terima kasih dengan tulus kepada:

1. Dr. Ir. Budiyono,M.Si, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas

Diponegoro.

2. Dr. Andri Cahyo Kumoro, S.T., M.T. sebagai koordinator penelitian yang

telah memberikan izin untuk melakukan penelitian.

3. Ir. Diyono Ikhsan,S.U. selaku dosen pembimbing.

4. Semua pihak yang telah membantu terselesainya proposal penelitian ini yang

tidak bisa disebutkan satu persatu.

Peneliti menyadari proposal penelitian ini masih banyak kekurangan, untuk itu

kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan.Peneliti berharap semoga proposal

penelitian ini dapat bermanfaat. Amin.

Semarang, Februari 2015

Penyusun

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL..........................................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN...........................................................................................ii

RINGKASAN..................................................................................................................iii

SUMMARY.......................................................................................................................iv

PRAKATA........................................................................................................................v

DAFTAR ISI....................................................................................................................vi

DAFTAR TABEL...........................................................................................................vii

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................viii

BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................1

1.1. Latar Belakang Masalah...............................................................................................1

1.2. Rumusan Masalah........................................................................................................3

1.3. Tujuan Penelitian..........................................................................................................3

1.4. Manfaat Penelitian........................................................................................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................................4

2.1. Biodiesel............................................................................................................................4

2.1.1. Perbedaan Biodiesel dengan Petroleum Diesel (Solar)...............................................4

2.1.2. Keunggulan Biodiesel................................................................................................5

2.1.3. Karakterisasi Biodiesel...............................................................................................6

2.2. Kemiri Sunan....................................................................................................................8

2.3. Transesterifikasi..............................................................................................................11

2.4. Reaksi Transesterifikasi Dua Tahap................................................................................14

2.5. Katalis.............................................................................................................................15

2.5.1. Katalis CaO dari Kulit Telur.....................................................................................16

BAB III METODE PENELITIAN...................................................................................17

3.1. Prosedur Penelitian...............................................................................................17

3.2. Bahan dan Alat......................................................................................................18

3.3. Variabel Percobaan...............................................................................................20

3.4. Prosedur Pelaksanaan...........................................................................................21

BAB IV RENCANA PELAKSANAAN KEGIATAN...................................................24

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................25

Lampiran

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Syarat Mutu Biodiesel Alkil Ester.....................................................................8

Tabel 2.2 Persebaran Kemiri Sunan Di Indonesia...........................................................10

Tabel 2.3 Karakteristik Minyak Kemiri Sunan..............................................................11

Tabel 2.4 Komponen Minyak Kemiri Sunan..................................................................11

Tabel 3.1 Rancangan Percobaan......................................................................................21

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan..........................................................................24

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Reaksi Transesterifikasi antara Trigliserida dan Metanol...........................12

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kemiri...........17

Gambar 3.2 Rangkaian Alat Transesterifikasi.................................................................18

Gambar 3.3 Rangkaian Alat Distilasi..............................................................................19

Gambar 3.4 Rangkaian Alat Titrasi.................................................................................19

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Kelangkaan bahan bakar minyak yang terjadi saat ini telah memberikan

dampak yang luas di berbagai sektor kehidupan, terutama di sektor transportasi dan

industri. Minyak bumi adalah sumber bahan bakar minyak yang tidak dapat

diperbaharui karena terbentuk dari fosil yang terakumulasi dalam bumi dengan

suhu dan tekanan tinggi serta pada waktu yang sangat lama. Hal ini berimbas pada

kelangkaan bahan bakar minyak karena permintaan bahan bakar minyak semakin

meningkat sedangkan cadangan minyak bumi semakin menipis.

Faktor utama kelangkaan energi di Indonesia dikarenakan peningkatan jumlah

penduduk dan kebutuhan energi, tetapi tidak diimbangi dengan ketersediaan jumlah

cadangan energi. Kebutuhan minyak di Indonesia akan meningkat dari 327 juta barel

di tahun 2011 menjadi 578 juta barel di tahun 2030, sedangkan produksi minyak dalam

negeri akan menurun 60% dari 329 juta barel di tahun 2011 menjadi 124 juta barel di

tahun 2030 (BPPT, 2013). Hal ini akan membuat pemerintah meningkatkan jumlah

impor minyak mentah menjadi 4 kali lipat. Kasus lain konsumsi nasional minyak solar

di tahun 2000 mencapai 21,39 milyar liter dan meningkat menjadi 34,71 milyar liter di

tahun 2010 (Pranowo, 2009). Tetapi hanya 15,5 milyar liter yang dapat dipenuhi dari

produksi dalam negeri dan sisanya melalui impor (Soerawidjaja et al., 2005). Dari

fakta permasalahan tersebut, perlu adanya bahan bakar alternatif pengganti solar

konvensional yaitu biodiesel.

Biodiesel adalah bahan bakar yang dapat terurai, rendah emisi dan dapat

dihasilkan dari minyak nabati atau hewani. Biodiesel terdiri dari alkil ester asam

lemak nabati dan hewani, sedangkan petroleum diesel atau solar adalah

hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan

petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau

dicampur dengan petroleum diesel. Biodiesel memiliki kelebihan antara lain bahan

bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik

(bebas sulfur, smoke number rendah ) (Chen et al., 2012 ) . Asap dari

1

buangan biodiesel tidak hitam, asap gas buang berkurang 75% dibanding solar

biasa, cetane number lebih tinggi (>57) sehingga efisiensi pembakaran lebih baik

dibandingkan dengan minyak solar. Bahan baku biodiesel umumnya masih

menggunakan CPO (Cude Palm Oil) dari kelapa sawit, tetapi hal ini akan terus

menimbulkan masalah ketahanan pangan. Perlu dicari alternatif bahan baku lain, dan

biji buah kemiri sunan (Reutealis trisperma) dapat dijadikan bahan baku yang

potensial serta efektif tanpa menimbulkan masalah ketahanan pangan.

Tanaman kemiri sunan memiliki banyak kelebihan sebagai bahan baku

biodiesel diantaranya produktivitas pertumbuhan relatif cepat, rendeman minyak yang

tinggi, dan cocok kritis untuk vegetasi lahan kritis (Syafaruddin dan Wahyudi, 2012).

Produktivitas biji kemiri sunan mencapai 12 ton/ha tahun (Kementan, 2011) lebih

tinggi dari jarak pagar yang hanya mencapai 10 ton/ha tahun. Rendeman minyak biji

buah kemiri sunan lebih tinggi mencapai 50 %, dibandingkan jarak yang hanya 8 %

(Syafaruddin dan Wahyudi, 2012). Kemiri sunan dapat memproduksi minyak biodiesel

10 ton/tahun dari 100 pohon, 4-5 kali lebih tinggi dari jarak pagar dan 2 kali lebih

tinggi dari minyak kelapa sawit (pphp.deptan.go.id). Pemerintah melalui Balittri telah

membudidayakan kemiri sunan di wilayah kabupaten Sumedang (2.142 pohon),

Majalengka (547 pohon), dan Garut (1.753) (Hadad, 2010) serta program terbaru di

lahan kritis Desa Sumur, Kecamatan Musuk, Kabupaten Boyolali sejak Maret 2013

sebesar 20 hektar (Kompas).

Umumnya pembuatan biodiesel dengan reaksi esterifikasi dan

transesterifikasi membutuhkan waktu selama 1–6 jam pada suhu 50-650C. Proses

transesterifikasi digunakan dalam pembuatan biodiesel dari minyak biji kemiri sunan

karena kandungan minyaknya terdiri dari 99,6 % trigliserida dan 0,4 % FFA (Ditjen

Migas, 2011). Transesterifikasi adalah reaksi antara trigliserida dengan alkohol

sehingga terbentuk metil ester (biodiesel) dan gliserol sebagai produk samping dengan

menggunakan katalis basa

Penelitian yang dilakukan Pranowo (2009) melakukan metode transesterifikasi

dalam pembuatan biodiesel minyak biji kemiri sunan, dan diperoleh biodiesel yang

mampu memenuhi 6 syarat SNI. Penelitian lanjutan dikembangkan metode

transesterifikasi 2 tahap dengan katalis KOH sintesis pabrik oleh Aunillah dan

Pranowo (2012), dihasilkan biodiesel yang mampu memenuhi kriteria baku mutu SNI

2

dan standar USA. Inovasi penelitian ini, akan menggunakan metode transesterifikasi

dua tahap dengan katalis CaO dari limbah kulit telur. Katalis CaO dapat diperoleh dari

cangkang telur dalam bentuk CaCo3. Katalis CaO dapat dibuat melalui proses

kalsinasi CaCO3.(Herry et al., 2013).

1.2. Rumusan Masalah

Biodiesel adalah bahan bakar terbaharui yang tidak akan habis selama masih ada

penanaman pohon minyak nabati. Selama ini, sebagian besar bahan baku yang

digunakan untuk pembuatan biodiesel masih mengggunakan bahan edible oil,

sehingga untuk dilakukan produksi biodiesel dalam skala besar sulit terealisasikan

karena bahan baku tersebut juga banyak digunakan dalam bidang pangan. Oleh

karena itu digunakanlah bahan non edible oil sebagai gantinya, dan salah satu yang

sangat potensial yaitu minyak kemiri sunan. Proses yang digunakan untuk

pembuatan biodiesel dari minyak kemiri sunan yaitu transesterifikasi. Pada penelitian

ini akan dilakukan inovasi dengan mengombinasikan metode transesterifikasi dua

tahap dan pemakaian katalis CaO dari limbah kulit telur. Melalui proses ini

diharapkan minyak biji kemiri sunan dapat menghasikan biodiesel dengan yield

tinggi, harga relatif murah dan tidak mengganggu ketahanan pangan.

1.3. Tujuan Penelitian

1. Mengkaji pengaruh perbandingan mol minyak dan metanol terhadap yield (%

volume) yang dihasilkan.

2. Mengkaji pengaruh waktu reaksi transesterifikasi terhadap yield (% volume)

yang dihasilkan.

3. Mengkaji pengaruh suhu reaksi transesterifikasi terhadap yield (% volume) yang

dihasilkan.

1.4. Manfaat Penelitian

1. Menambah khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi pembuatan biodiesel dari

minyak kemiri sunan melalui transesterifikasi dua tahap.

2. Mengetahui kondisi operasi proses pembuatan biodiesel dari minyak kemiri

sunan melalui transesterifikasi dua tahap untuk pengembangan produksi

biodiesel.

3

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. BiodieselBiodiesel adalah bahan bakar diesel alternatif yang terbuat dari sumber daya

hayati terbarukan seperti minyak nabati atau lemak hewani (Ma dan Hanna, 2001)

sedangkan petroleum diesel atau solar adalah hidrokarbon yang dihasilkan dari .

Minyak nabati memiliki potensi sebagai sumber bahan bakar yang terbarukan,

sekaligus sebagai alternatif bahan bakar minyak yang berbasis petroleum

(petrodiesel). Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan

petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau

dicampur dengan petroleum diesel. Penggunaan biodiesel murni 100% biasa

dikenal dengan B100. Namun harus diperhatikan bahwa biodiesel merupakan ester

yang dapat melunakkan komponen polimer karet, sehingga komponen tersebut

harus diganti dengan bahan yang tahan terhadap ester. Sebagai alternatif dilakukan

pencampuran antara solar dan biodiesel dengan perbandingan antara 95% solar dan

5% biodiesel (B5) hingga 80% solar dan 20% biodiesel (B20). Campuran ini dapat

digunakan secara langsung tanpa memerlukan penggantian komponen mesin yang

terbuat dari bahan karet (Setyadji dan Susiantini, 2007).

2.1.1. Perbedaan Biodiesel dengan Petroleum Diesel (Solar)

Biodiesel mempunyai rantai karbon antara 12 sampai 20 serta

mengandung oksigen. Adanya oksigen pada biodiesel membedakannya

dengan petroleum diesel (solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari

hidrokarbon. Jadi komposisi biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda.

Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum

diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang

serupa dengan petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk

mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Energi yang dihasilkan

oleh biodiesel relatif tidak berbeda dengan petroleum diesel, sehingga engine

torque dan tenaga kuda yang dihasilkan juga sama. Walaupun kandungan

kalori biodiesel serupa dengan petroleum diesel, tetapi karena biodiesel

4

mengandung oksigen, maka flash point-nya lebih tinggi sehingga tidak

mudah terbakar. Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan

pada suhu kamar, maka biodiesel lebih aman daripada petroleum diesel dalam

penyimpanan dan penggunaannya. Di samping itu, biodiesel tidak

mengandung sulfur dan senyawa benzena yang karsinogenik, sehingga

biodiesel merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah

ditangani dibandingkan dengan petroleum diesel (Sipangkar, 2012)

2.1.2. Keunggulan Biodiesel

Biodiesel adalah bahan bakar yang dapat terurai dan hampir tidak

mengandung sulfur. Biodiesel terdiri dari metil atau etil ester, hasil

transesterifikasi baik dari trigliserida atau esterifikasi dari asam lemak bebas

(Leung et al., 2010). Pengembangan produk  biodiesel dari minyak

tumbuhan seperti minyak sawit, juga diarahkan pada sifat bahan bakunya

yang dapat diperbaharui. Disamping itu, penggunaan biodiesel juga dapat

mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon total, partikel, dan sulfur

dioksida. Emisi nitrogen oksida juga dapat dikurangi dengan penambahan

konverter katalitik. Kelebihan lain dari segi lingkungan adalah tingkat

toksisitasnya yang 10 kali lebih rendah dibandingkan dengan garam dapur

dan kemampuan untuk terurainya sama dengan glukosa, sehingga sangat

cocok digunakan di perairan untuk bahan bakar kapal. Biodiesel tidak

menambah efek rumah kaca seperti halnya petroleum diesel karena karbon

yang dihasilkan masih dalam siklus karbon (Sipangkar, 2012).

Selain mereduksi efek rumah kaca, penggunaan biodiesel juga akan

meningkatkan kualitas udara dengan mereduksi emisi gas berbahaya, seperti

karbon monooksida (CO), ozon  (O3) dan hidrokarbon reaktif lainnya, serta 

asap dan partikel yang dapat terhirup. Hasil pengamatan menunjukkan

bahwa kadar emisi gas buang seperti CO, CO2, NOx, SO2, dan hidrokarbon

dari bahan bakar campuran biodiesel dan solar lebih rendah  dibandingkan

dengan bahan bakar solar murni. Penggunaan biodiesel juga dapat

mereduksi polusi tanah, serta melindungi kelestarian  perairan dan sumber

air minum (Sipangkar, 2012).

5

2.1.3. Karakterisasi Biodiesel

Spesifikasi biodiesel dapat dilihat dari berbagai aspek diantaranya:

1. Angka Setana

Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala

sendiri (auto ignition). Skala untuk angka setana biasanya menggunakan

referensi berupa campuran antara normal setana (C16H34) dan alfa metil

naftalena (C10H7CH3) atau dengan hepta metil nonana (C16H34). Normal

setana memiliki angka setana 100, alfa metil naftalena memiliki angka

setana 0, dan hepta metil nonana memiliki angka setana 15. Angka setana

suatu bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai persentase volume dari

normal setana dengan campurannya tersebut.

2. Massa Jenis

Massa jenis menunjukkan perbandingan berat persatuan volume.

Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan

oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar.

3. Viskositas

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa

kapiler terhadap gaya gravitasi. Biasanya dinyatakan dalam waktu yang

diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jika viskositas semakin

tinggi maka tahanan untuk mengalir semakin tinggi. Karakteristik ini

sangat penting karena mempengaruhi kinerja injektor pada mesin diesel.

4. Titik nyala atau titik kilat (Flash Point)

Titik nyala atau titik kilat (Flash Point) adalah titik suhu terendah yang

menyebabkan bahan bakar menyala. Penentuan titik nyala ini berkaitan

dengan keamanan dalam proses penyimpangan dan penanganan bahan

bakar biodiesel tersebut.

5. Titik kabut atau titik awan (Cloud Point)

Titik kabut atau titik awan (Cloud Point) adalah suhu saat minyak mulai

berkeruh seperti berkabut dan tidak lagi jernih pada saat didinginkan.

Jika suhu diturunkan lebih lanjut akan didapat titik tuang.

6. Titik tuang (Pour Point)

6

Titik tuang (Pour Point) adalah suhu terendah yang menunjukkan mulai

terbentuknya kristal parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar.

Titik ini dipengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan (angka iodin). Semakin

tinggi ketidakjenuhan, titik tuang akan semakin rendah. Titik tuang juga

dipengaruhi panjang rantai karbon. Semakin panjang rantai karbon maka

semakin tinggi titik tuangnya.

7. Kadar air (Water Content)

Kadar air (Water Content) yang nilainya diatas ketentuan akan

menyebabkan reaksi yang terjadi pada konversi minyak tidak sempurna

(terjadi penyabunan). Bila terjadi hidrolisis pada biodiesel akan

meningkatkan bilangan asam, menurunkan pH dan meningkatkan sifat

korosif.

8. Gliserol bebas (Free Gliserol)

Gliserol bebas (Free Gliserol) adalah gliserol yang hadir sebagai molekul

gliserol dalam bahan bakar biodiesel. Gliserol bebas ada karena proses

pemisahan antara ester dan gliserol yang tidak sempurna.

9. Gliserol Total (Total Glycerol)

Gliserol Total (Total Glycerol) adalah jumlah gliserol bebas dan gliserol

terikat. Gliserol terikat (bonded glycerol) adalah gliserol yang dalam

bentuk molekul mono-, di- dan trigliserida.

10.Angka Asam Total (Total Acid Number)

Angka Asam Total (Total Acid Number) adalah banyaknya miligram

KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam bebas di dalam 1

gram contoh biodiesel. Angka asam yang tinggi merupakan indikator

biodiesel masih mengandung asam lemak bebas, berarti biodiesel bersifat

korosif dan dapat menimbulkan jelaga atau kerak di injektor mesin

diesel.

11.Angka penyabunan (Saponification Number)

Angka penyabunan (Saponification Number) adalah banyak miligram

KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gram contoh biodiesel.

12.Angka Iodin (Iodine Number)

7

Angka Iodin digunakan sebagai indikator dari kejenuhan biodiesel atau

untuk mengukur jumlah ikatan rangkap dalam biodiesel. Bahan bakar

dengan angka Iodin yang tinggi cenderung terjadi polimerisasi dan

membentuk deposit pada lubang injektor ketika dipanaskan.

13.Kadar Ester (Ester Content)

Kadar ester (Ester Content) adalah banyak kadar ester dalam persentase.

Spesifikasi biodiesel ditentukan oleh Badan Standardisasi Nasional

melalui Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) dan Standar

ASTM D6751-06.

Tabel 2.1 Syarat Mutu Biodiesel Alkil Ester

No. Parameter Satuan ASTM SNI

1. Massa jenis (400C) Kg/m3 860 – 900 850 - 890

2. Viskositas kinematik (400C) Mm2/s 1,9 – 6,0 2,3 – 6,0

3. Angka setana Min. 47 Min. 51

4. Flash point 0C Min. 130 Min. 100

5. Cloud point 0C -3 s.d. 12 Maks. 18

6. Pour point 0C -15 s.d. 10 -

7. Residu karbon % massa Maks. 0,02 Maks. 0,05

8. Gliserol bebas % massa ≤ 0,02 Maks. 0,02

9. Gliserol total % massa ≤ 0,24 Maks. 0,24

10. Kadar ester alkil % massa - -

11. Angka iodium mg I2/g Maks. 115 Maks. 115

12. Kadar fosfor mg.kg ≤ 10,0 Maks. 10

13. Angka asam mg KOH/g Maks. 0,5 Maks. 0,8

14. Angka penyabunan mg KOH/g ≤ 261,26 ≤ 261,26

2.2. Kemiri SunanKemiri Sunan (Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw), tanaman penghasil

minyak nabati berpotensi sebagai bahan bakar nabati, biobriket, biogas, pupuk

organik, dan pakan ternak (Dibyo, 2009). Tanaman ini, berasal dari Philipina,

berkembang di Indonesia khususnya di daerah Jawa Barat. Tanaman ini dapat

8

menghasilkan 300-500 kg biji kering per pohon per tahun dengan kadar minyak 50-

56 persen. Suatu potensi yang sangat menjanjikan. Dengan kadar minyak dan

potensi produksi seperti ini berarti dalam satu hektar dengan populasi 100 pohon

dapat menghasilkan 50 ton biji kering, setara dengan 15-25 ton minyak, lebih tinggi

dibanding potensi produksi yang dihasilkan Kelapa Sawit. Kemiri sunan dapat

ditemukan pada ketinggian hingga 1000 m di atas permukaan laut (Maman, 2009).

Tanaman kemiri sunan yang dibudidayakan secara baik dapat menghasilkan buah

setelah berumur lebih dari 3 tahun, namun tanaman yang berumur lebih dari 10

tahun menghasilkan buah yang lebih banyak (Aguilar dan Oyen, 2002). Ditinjau

dari potensi hasil buah dan bijinya, kemiri sunan memiliki potensi hasil yang relatif

tinggi dibandingkan dengan kemiri sayur (Aleurites moluccana). Bijinya banyak

mengandung minyak dengan rendemen berkisar 40–60%.

Kandungan minyaknya yang relatif tinggi merupakan potensi utama dari

tanaman ini. Minyak nabati yang dihasilkan tanaman ini merupakan sumber bahan

bakar nabati (BBN) yang sangat potensial dengan berbagai variasi derivasinya

seperti gliserol, asam lemak bebas, terpenting, dan bahan oleokimia lainya. Potensi

lainnya yang dimiliki tanaman ini adalah dari kulit buah dan bungkil sisa

ekstraksinya yang berpotensi sebagai sumber atau bahan dasar dalam pembuatan

pupuk organik dan pakan ternak. Sesuai dengan nama umumnya, yaitu kemiri racun

maka buah dari tanaman ini mengandung bahan yang bersifat racun sehingga

mempunyai potensi yang baik untuk dikembangkan sebagai bahan dasar

biopestisida.

Untuk menunjang pengembangan kemiri sunan secara luas, telah dilepas

dua varietas kemiri sunan, yaitu Kemiri Sunan 1 sesuai dengan Keputusan Menteri

Pertanian Nomor 4000/Kpts/SR.120/9/2011 dan Kemiri Sunan 2 sesuai dengan

Keputusan Menteri Pertanian Nomor 4044/Kpts/SR.120/ 9/2011. Kedua varietas

tersebut memiliki keunggulan spesifik masing-masing. Kemiri Sunan 1 memiliki

rendemen sebesar 38,10- 42,00%. Nilai ini lebih kecil dari rendemen minyak

Kemiri Sunan 2, yaitu sebesar 47,21-56,00 %. Selain itu, kualitas minyak Kemiri

Sunan 1 memiliki karakter yang kurang baik untuk digunakan sebagai bahan dasar

biodiesel, dilihat dari lebih tingginya asam lemak bebas dibanding Kemiri Sunan 2.

Tingginya asam lemak bebas pada minyak, dapat mempengarui biaya produksi

9

biodiesel. Oleh karena pengembangan kemiri sunan 1 hanya ditujukan untuk

konservasi lahan, namun jika ingin mengembangkan untuk konservasi sekaligus

digunakan untuk menghasilkan bahan baku biodiesel, disarankan menggunakan

varietas Kemiri Sunan 2. (Pranowo et al.,2014)

Staf Khusus Presiden Bidang Pangan dan Energi tahun 2012 menginformasikan

data sebaran pohon kemiri sunan di Indonesia yang tercantum dalam tabel berikut :

Tabel 2.2 Persebaran Kemiri Sunan Di Indonesia

No Kota Populasi Pohon Kemiri Sunan (pohon)

1 Jakarta 3.5002 Bekasi 30.0003 Kuningan 10.0004 Majalengka 10.0005 Jati Gede 10.0006 Bandung 3.0007 Ngawi 40.0008 Lamongan 13.0009 Nusa Penida Bali 15.00010 Lombok 14.500

Tanaman kemiri sunan, Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw sudah tumbuh 3-4 generasi sebelumnya di Jawa Barat. Tanaman kemiri sunan tergolong tanaman menahun tinggi > 15 meter dengan mahkota yang sangat rindang, kanovi daun lebar, struktur daun sangat rapat, ranting yang banyak, dan memiliki perakaran yang dalam, tanaman berumur panjang lebih dari 30 tahun usianya, tanaman ini dapat tumbuh di lahan datar, bergelombang, bertebing curam, lahan kritis dan buah kemiri sunan beracun terutama bijinya, sehingga tumbuhan ini baik untuk pohon peneduh, konservasi alam dan bahan bakar nabati biodiesel (Dibyo et al., 2009)

Proses bahan dasar biodiesel yang dimiliki oleh Reutealis trisperma

(Blanco) Airy Shaw memperhatikan keunggulan bahan dasar biodiesel sebagai

berikut:

1. Bahan dasar biodiesel tidak digunakan untuk bahan dasar makanan (non

edible oil) sehingga tidak timbul konflik antara bahan dasar makan dan

keamanan sumber energi,

2. Minyak bereaksi cepat tanpa memodifikasi mesin biodiesel,

3. Transesterifikasi bekerja pada katalis basa lebih baik dari katalis asam,

10

4. Kinerja biodiesel meningkat ditandai dengan rendahnya emisi debu, CO dan

HC, (Yaliwal et al., 2011).

Karakteristik dan komponen minyak kemiri sunan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.3 Karakteristik Minyak Kemiri Sunan

No.

Parameter Nilai

Komposisi Asam Lemak Bebas (%)1 Asam Stearat 9 %2 Asam Palmitat 10 %3 Asam Oleat 12 %4 Asam Linoleat 19 %5 Asam α-eleostearic 50 %

Sifat Fisiko Kimia1 Densitas (25 OC) 0,89 2 Bilangan Iod 1603 Bilangan Asam 1,74 Bilangan Penyabunan 192-2005 Titik Leleh 2- 4 OC6 Titik Beku -6, 5 OC

(Vossen dan Umali, 2002)

Tabel 2.4 Komponen Minyak Kemiri Sunan

Komponen Minyak %Trigliserida 99,6FFA 0,4

(Ditjen Migas, 2011)

2.3. TransesterifikasiTransesterifikasi atau alkoholisis adalah reaksi pertukaran gugus alkohol

dari suatu ester dengan ester lain. Penambahan katalis basa akan mempercepat

reaksi transesterifikasi dalam pembentukan ester. Minyak nabati dan hewani

dikenal dengan nama trigliserida. Trigliserida adalah ester dari tiga molekul asam

lemak dan mengandung sejumlah atom oksigen dalam strukturnya, sedangkan

asam-asam lemak tersebut mempunyai perbedaan dalam panjang rantai karbonnya

dan jumlah ikatan gandanya (Istadi, 2011). Alkohol-alkohol yang dapat digunakan

pada proses transesterifikasi trigliserida adalah metanol, etanol, propanol, butanol,

dan amil alkohol.

Biodiesel dapat berupa metil ester atau etil ester tergantung jenis alkohol

yang digunakan. Tetapi yang paling sering diproduksi adalah metil ester karena

11

metanol mudah didapat dan tidak mahal. Metanol lebih reaktif dibandingkan

dengan etanol, sehingga penggunaan metanol menghasilkan mono dan diasilgliserol

yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan etanol pada kondisi

reaksi yang sama (Utami dan Solikhah, 2011). Secara umum reaksi transesterifikasi

antara trigliserida dan alkohol (metanol) dapat digambarkan sebagai berikut:

Trigliserida alkohol gliserida ester-asam lemak

Gambar 2.1 Reaksi Transesterifikasi antara Trigliserida dan Metanol

Secara teoritis perbandingan mol trigliserida dengan alkohol adalah 1 : 3.

Reaksi antara minyak atau lemak dengan alkohol merupakan reaksi yang bersifat

bolak-balik.Oleh karena itu, alkohol harus ditambahkan berlebih untuk membuat

reaksi berjalan ke arah kanan mengikuti pseudo first order. Menurut azas Le

Chatelier bahwa: “Setiap perubahan pada salah satu variabel sistem keseimbangan

akan menggeser posisi keseimbangan ke arah tertentu yang akan

menetralkan/meniadakan pengaruh variabel yang berubah tadi”. Yield biodiesel

akan meningkat ketika perbandingan mol alkohol dengan trigliserida di atas 3.

Namun penambahan alkohol lebih lanjut di atas perbandingan optimal tidak akan

meningkatkan yield, tapi akan meningkatkan biaya recovery alkohol.

Adanya katalis dalam reaksi (asam atau basa kuat) dapat mempercepat

reaksi transesterifikasi. Transesterifikasi trigliserida dapat menghasilkan ester alkil

asam lemak dan gliserol. Fasa gliserol akan terpisah di bagian bawah reaktor.

Mekanisme dasar transesterifikasi dengan katalis basa melalui beberapa tahap

antara lain (Schuchardt et al., 1998):

1) Reaksi katalis basa dengan alkohol, menghasilkan alkoksida dan katalis

terprotonasi.

12

2) Serangan nukleofilik dari alkoksida pada gugus karbonil dari trigliserida

yang menghasilkan senyawa intermediet tetrahedral.

3) Alkil ester dan anion trigliserida terbentuk

4) Pada tahap akhir akan terjadi deprotonasi dari katalis, yang selanjutnya

menghasilkan katalis aktif yang baru, katalis tersebut bereaksi kembali

dengan molekul alkohol lainnya, sampai terbentuk monogliserida dan

mengalami reaksi yang sama hingga menghasilkan alkil ester dan gliserol

Transesterifikasi dengan katalis asam menghasilkan yield alkil ester tinggi,

namun reaksi berjalan lambat sampai beberapa hari pada suhu 600C.

Transesterifikasi dengan katalis asam dapat dijalankan dalam waktu 30-45 menit

dengan pemanasaan 1300C untuk mendapat yield tinggi (Gerpen et al., 2004).

Transesterifikasi umumnya menggunakan katalis basa/alkali seperti CaO, NaOH

atau KOH. Biasanya yield mencapai nilai optimal saat kadar katalis yang digunakan

1,5% berat dan yield akan menurun jika kadar katalis ditambahkan lebih lanjut.

Yield akan turun pada kadar katalis berlebih karena akan banyak trigliserida yang

bereaksi dengan katalis basa membentuk banyak sabun (Leung et al., 2010).

Minyak dan lemak yang mengandung asam lemak bebas dalam jumlah

banyak tidak dapat dikonversi secara langsung menjadi metil ester dengan

menggunakan katalis basa. Pengaruh negatif katalis basa pada reaksi

transesterifikasi minyak yang memiliki kandungan asam lemak bebas tinggi akan

mengakibatkan asam lemak bebas bereaksi dengan katalis yang ditambahkan

13

selanjutnya akan bereaksi menghasilkan sabun, disamping itu sebagian katalis akan

dinetralisasi. Jika terdapat air dalam reaksi, sabun akan terbentuk terlebih dahulu

membentuk emulsi dengan metanol dan minyak, sehingga reaksi metanolisis tidak

dapat terjadi. Adanya sabun akan mengakibatkan naiknya koefisien viskositas dan

pembentukan gel yang akan mengganggu jalannya reaksi transesterifikasi serta

berpengaruh terhadap proses pemisahan gliserol.

Sebagai bahan bakar alternatif, biodiesel terdiri dari Fatty Acid Methyl Ester

(FAME). Selama bahan baku memiliki kandungan trigliserida tinggi, maka bahan

tersebut dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui proses transesterifikasi.

Namun, bilangan asam yang tinggi membutuhkan persiapan terlebih dahulu melalui

proses esterifikasi untuk menghilangkan kadar FFA sebelum melalui proses

transesterifikasi. Penetralan dilakukan untuk menghilangkan FFA yang kadarnya

kurang dari 2,5%, sedangkan untuk kadar FFA lebih dari 2.5 % dibutuhkan proses

esterifikasi asam lemak (Leung et al., 2010).

2.4. Reaksi Transesterifikasi Dua TahapProses transesterifikasi dua tahap berdasarkan dilakukan dengan dua tahap

reaksi dengan pemisahan gliserol pada setiap tahapnya. Gliserol pada

transesterfikasi pertama dipisahkan dari biodiesel menggunakan dekanter

berdasarkan ketidaklarutan metil ester dengan gliserol. Kemudian, setelah gliserol

dipisahkan larutan yang terdiri dari biodiesel, metanol dan minyak yang belum

bereaksi masuk ke dalam reaktor kedua (transesterifikasi tahap kedua) dengan

tambahan metanol dan katalis (Jianchu, 2010). Tahap yang paling menentukan

dalam proses mengubah minyak menjadi metil ester adalah transesterifikasi yang

merupakan reaksi dua arah. Untuk menggeser reksi ke arah kanan dapat dilakukan

dengan menambahkan reaktan berlebih atau dengan cara mengambil produk (Herry

et al., 2013). Pada transesterifikasi dua tahap, pengambilan produk yang terbentuk

pada proses transesterifikasi tahap pertama diharapkan dapat meningkatkan yield

biodisel dari minyak biji kemiri sunan.

Reaksi transesterifiksi dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal. Faktor

internal adalah kondisi minyak itu sendiri misalnya kandungan air, kandungan asam

lemak bebas, dan kandungan zat terlarut maupun tidak terlarut. Faktor eksternal

adalah kondisi yang bukan berasal dari minyak, diantaranya adalah suhu, waktu,

14

kecepatan pengadukan, jenis dan konsentrasi katalis dan jumlah rasio molar

metanol terhadap minyak (Gerpen et al., 2004).

2.5. Katalis

Katalis didefinisikan sebagai zat kimia yang dapat menaikkan laju reaksi

dan terlibat dalam reaksi kimia walaupun zat itu sendiri tidak ikut bereaksi secara

permanen. Peningkatan laju reaksi ini diakibatkan oleh adanya jalur reaksi baru

yang diciptakan dengan energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga katalis dapat

berfungsi mengarahkan reaksi ke arah reaksi yang diinginkan. Katalis tersebut

dapat mengarahkan reaksi untuk mendapatkan produk yang diinginkan dengan

selektivitas yang lebih tinggi (Istadi, 2011). Pada dasarnya katalis dibagi menjadi

tiga bagian yaitu katalis homogen, katalis heterogen dan katalis enzim.

1. Katalis Homogen

Pada sistem katalis homogen, katalis mempunyai fasa yang sama dengan

reaktan dan produk reaksi. Sebagai contoh adalah hidrolisis ester dengan asam

(cair-cair). Proses katalitis terjadi melalui perubahan senyawa komplek dan

terjadi pengubahan susunan molekul dan ligan katalis. Reaksi kimia dapat pula

spesifik dengan yield produk yang tinggi. Saat ini hampir seluruh reaksi

pengolahan biodiesel skala komersial menggunakan katalis basa homogen.

Katalis basa lebih umum digunakan pada reaksi transesterifikasi karena

menghasilkan metil ester yang tinggi dan waktu yang cepat. Konsentrasi katalis

yang umum digunakan adalah 0,5 – 4% dari berat minyak (Mittelbach dan

Remschmidt, 2004).

2. Katalis Heterogen

Pada sistem katalis heterogen, katalis dan pereaktan berbeda fasanya.

Biasanya katalis adalah berupa padatan dengan reaktan berupa cairan atau gas,

atau kadang-kadang fasa cair-gas. Dengan perbedaan fasa antara katalis dan

pereaktan, maka mekanisme reaksi menjadi sangat kompleks. Fenomena

antarmuka menjadi sesuatu yang sangat penting dan berperan. Laju reaksi

dikendalikan oleh fenomena-fenomena adsorbsi, absorbsi dan desorbsi (Istadi,

2011).

3. Katalis Enzim

15

Enzim adalah molekul-molekul protein dengan ukuran koloid yang

berada diantara ranah homogen molekular dan heterogen makroskopik. Enzim

merupakan gaya penggerak di dalam reaksi-reaksi biokimia. Biasanya enzim

merupakan katalis yang sangat efisien dan selektif (Istadi, 2011). Namun, enzim

hanya dapat bereaksi pada rentang suhu tertentu dikarenakan apabila terlalu

tinggi maka protein akan terdenaturasi dan enzim tidak dapat bekerja secara

optimal.

2.5.1. Katalis CaO dari Kulit TelurDalam penelitian ini katalis yang digunakan adalah CaO. Katalis

CaO dapat dibuat melalui proses kalsinasi CaCO3. Salah satu sumber CaCO3

yang mudah diperoleh disekitar kita adalah kulit telur. CaO dibuat dengan

melakukan kalsinasi pada suhu 1000oC selama 2 jam terhadap kulit telur

yang telah dibersihkan dan dihaluskan. Katalis kulit telur yang dihasilkan

memiliki kandungan CaO 98.52%-b, luas permukaan katalis 62,04 m2/g,

total volume pori 0,1596 cc/g, dan radius pori rata-rata 51,44 Å. katalis basa

heterogen seperti CaO, meskipun memiliki kemampuan katalisator yang sedikit

lebih rendah dibandingkan dengan katalis basa homogen, dapat menjadi

alternatif yang baik dalam proses pembuatan biodiesel. Katalis basa heterogen

dapat dengan mudah dipisahkan dari campuran reaksi sehingga dapat

digunakan kembali, mengurangi biaya pengadaan dan pengoperasian peralatan

pemisahan yang mahal serta meminimasi persoalan limbah yang dapat

berdampak negatif terhadap lingkungan.

Meskipun katalis basa memiliki kemampuan katalisator yang tinggi

serta harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan katalis asam,

untuk mendapatkan performa proses yang baik, penggunaan katalis basa

dalam reaksi transesterifikasi memiliki beberapa persyaratan penting,

diantaranya alkohol yang digunakan harus dalam keadaan anhidrous dengan

kandungan air < 0.1 - 0.5 %-berat serta minyak yang digunakan harus

memiliki kandungan asam lemak bebas < 0.5% (Lotero et al., 2005).

Keberadaan air dalam reaksi transesterifikasi sangat penting untuk

diperhatikan karena dengan adanya air, alkil ester yang terbentuk akan

terhidrolisis menjadi asam lemak bebas. Lebih lanjut, kehadiran asam lemak

16

bebas dalam sistem reaksi dapat menyebabkan reaksi penyabunan yang

sangat menggangu dalam proses pembuatan biodiesel. (Herry dkk., 2013)

BAB IIIMETODE PENELITIAN

3.1. Prosedur Penelitian

17

Transesterifikasi I1 Jam (60 OC)

iJam

Lapisan bawah (gliserol)

Filtrasi Katalis

Dekantasi20 Jam

Lapisan atas (metil ester+minyak)

Katalis (CaO) + Metanol (sesuai variabel)

Transtesterifikasi II( suhu dan waktu sesuai variabel)

Filtrasi

Dekantasi20 jam

Lapisan atas (Metil ester)

Metanol

Katalis (CaO)

Metanol

Katalis CaO + Metanol 60 OC OC Minyak Kemiri sunan60 OC

Destilasi

Katalis (CaO)

Destilasi

Lapisan bawah

Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Biodiesel

3.2. Bahan dan Alat:

Bahan yang digunakan:

1. Minyak Kemiri Sunan

2. Metanol

3. Katalis CaO alami

4. Aquadest

5. Kloroform

6. Indikator phenolphtalein

Alat yang digunakan:

1. Rangkaian Alat Transesterfikasi

Gambar 3.2 Rangkaian Alat TransesterifikasiKeterangan:

1. Klem dan statif

2. Labu leher tiga

3. Thermometer

4. Magnetic stirrer

5. Pendingin balik

6. Saliran air masuk

7. Saluran air keluar

8. Water bath

18

2. Rangkaian Alat Distilasi

Gambar 3.3 Rangkaian Alat Distilasi

Keterangan :

1. Labu Distilasi 6. Erlenmeyer

2. Pendingin Balik 7. Kaki Tiga

3. Termometer 8. Statif dan Klem

4. Heater 9. Waterbath

5. Kompok Listrik

3. Rangkaian Alat Titrasi

Gambar 3.4. Rangkaian Alat Titrasi

19

Keterangan :

1. Buret

2. Erlenmeyer

3. Klem

4. Statif

3.3. Variabel Percobaan:

1. Variabel tetap:

Tahap Transesterifikasi I

- Volume minyak kemiri sunan Transesterifikasi I : 200 ml

- Kecepatan putar pengadukan 400 rpm

- Waktu reaksi : 60 menit

- Waktu dekantasi 20 jam

- Suhu reaksi 60OC

- Perbandingan mol (minyak kemiri sunan: metanol) : 1:6

- Persen katalis : 1 % w/w minyak kemiri sunan

Tahap Transesterifikasi II

- Kecepatan putar pengadukan 400 rpm

- Waktu dekantasi 20 jam

- Persen katalis : 1 % w/w minyak kemiri sunan

2. Variabel berubah :

Tahap Transesterifikasi II:

- Suhu reaksi : (30, 40, 50, 60,70) oC

- Perbandingan mol (minyak kemiri sunan : metanol ) : ( 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 )

- Waktu reaksi : (30, 45, 60,75, 90) menit

3. Variabel yang dinilai:

- Yield dalam persen volume biodiesel yang dihasilkan terhadap volume minyak

- Karakteristik biodiesel : massa jenis, viskositas, angka setan, nilai kalor, titik

nyala, dan angka asam

20

Tabel 3.5 Rancangan Percobaan

Run

Perbandingan mol

(minyak : metanol)Suhu (oC) Waktu (menit)

1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 30 40 50 60 70 304

560 75 90

1 ✓ ✓ ✓

2 ✓ ✓ ✓

3 ✓ ✓ ✓

4 ✓ ✓ ✓

5 ✓ ✓ ✓

6

TERBAIK

✓ ✓

7 ✓

8 ✓ ✓

9 ✓ ✓

10

TERBAIK

✓

11 ✓

12 ✓

13 ✓

3.4. Prosedur Pelaksanaana. Pre Treatment bahan baku

i. Minyak kasar kemiri sunan:

- Dilakukan proses penghilangan air, yaitu memanaskan minyak kasar kemiri

sunan pada suhu 90-130 oC.

ii. Katalis CaO dari cangkang telur :

- Hancurkan cangkang telur dan ayakan antara 40-80 Mesh

- Cuci cangkang telur dengan air

- Kalsinasi hasil pencucian dalam furnace dengan suhu 1000OC selama 2 jam

- Simpan di dalam desikator sebelum dipakai

b. Pembuatan biodiesel

21

i. Proses transesterifikasi tahap I

1. Minyak biji Kemiri Sunan yang telah siap, sebanyak 200 ml dimasukkan ke

dalam labu leher tiga.

2. Panaskan metanol yang telah dicampur katalis CaO hingga suhu 60 OC

3. Masukkan metanol yang telah dipanaskan sesuai dengan perbandingan mol

yaitu 1:6

4. Panaskan pada suhu reaksi 60 OC dan waktu 60 menit lalu nyalakan

magnetic stirrer pada kecepatan putar 400 rpm.

5. Proses transesterifikasi selesai, pisahkan katalis dengan menggunakan

corong buchner dan bantuan pompa vakum

6. Diamkan produk untuk proses pendinginan dan pemisahan selama 20 jam

hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas berupa campuran minyak , metanol

dan metil ester sedangkan lapisan bawah berupa gliserol.

7. Kemudian lapisan atas didestilasi untuk memisahkan metanolnya dari

campuran minyak dan ester

8. Analisa kandungan minyaknya menggunakan GC-MS

ii. Proses Transesterifikasi Tahap II

1. Hasil transesterifikasi I dimasukkan ke dalam labu leher tiga lalu panaskan

sesuai variabel.

2. Panaskan metanol dengan perbandingan mol sesuai variabel dan katalis

CaO sebanyak 1% w/w hingga suhu sesuai variabel lalu campurkan ke

dalam labu leher tiga

3. Nyalakan magnetic stirrer pada kecepatan putar 400 rpm sambil

dipanaskan pada suhu dan waktu sesuai variabel yang ditentukan

4. Proses transesterifikasi selesai, pisahkan katalis dengan menggunakan

corong buchner dan bantuan pompa vakum

5. Diamkan produk untuk proses pendinginan dan pemisahan selama 20 jam

hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas berupa metil ester dan lapisan

bawah berupa gliserol.

6. Ambil lapisan atas lalu didestilasi untuk memisahkan ester dan metanol.

7. Hitung yield (% volume) ester yang dihasilkan tiap variabel

22

8. Kemudian ester (biodiesel) dengan yield terbaik dianalisa karakteristik dan

kandungan metil esternya dengan GC-MS.

iii. Uji pembanding dari variabel terbaik melalui transesterifikasi satu tahap.

1. Minyak biji Kemiri Sunan yang telah siap, sebanyak 200 ml dimasukkan ke

dalam labu leher tiga.

2. Panaskan metanol yang telah dicampur katalis CaO hingga suhu sesuai

varabel terbaik.

3. Masukkan metanol yang telah di panaskan sesuai dengan perbandingan mol

sesuai variabel terbaik.

4. Panaskan pada suhu reaksi dan waktu sesuai variabel terbaik dan nyalakan

magnetic stirrer pada kecepatan 400 rpm.

5. Proses transesterifikasi selesai, pisahkan ka.talis dengan menggunakan

corong buchner dan bantuan pompa vakum

6. Diamkan produk untuk proses pendinginan dan pemisahan selama 20 jam

hingga terbentuk 2 lapisan. Lapisan atas berupa campuran minyak , metanol

dan metil ester sedangkan lapisan bawah berupa gliserol.

7. Kemudian lapisan atas didestilasi untuk memisahkan metanol dari campuran

minyak dan ester.

8. Hitung yield (% volume) ester (biodiesel) yang dihasilkan.

23

BAB IVRENCANA PELAKSANAAN KEGIATAN

Penelitian ini dilakukan selama 5 bulan di Laboratorium Proses Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro dengan rincian kegiatan seperti disajikan pada

Tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1. Jadwal Pelaksanaan Kegiatan

BENTUK

KEGIATAN

Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi

literatur

Penyiapan

bahan,

peralatan,d

an

perancanga

n

Percobaan

utama

Pengolahan

data

Penyusun

an

laporan akhir

Evaluasi dan

seminar

24

DAFTAR PUSTAKA

Aunillah, Asif., Pranowo, Dibyo., 2012. Karakteristik Biodiesel Kemiri Sunan [Reutealis

trisperma (Blanco) Airy Shaw] Menggunakan Proses Transesterifikasi Dua Tahap.

Bulletin of Research on Spice and Industrial Crops. ISSN: 2085-1685

Aguilar, NO& Oyen, LPA. 2002. Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw. In van der Vossen HAM, Umali BE (Editors): Plant Resources of South-East Asia No.14. Vegetable Oils and Fats. Bogor (ID): PROSEA. p112-115.

BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi)., 2013. Outlook Energi Indonesia 2013:

Pengembangan Energi dalam mendukung Sektor Transportasi dan Industri., Badan

Pengkajian dan Penerapan Teknologi: Jakarta.

Chen, Kang-Shin., Y Lin., K Hsu., H Wang, 2012. Improving biodiesel yields from

waste cooking oil by using sodium methoxide and a microwave heating system.

Energy, Sun Yat-sen University, Kaohsiung 804, Taiwan

Direktorat Jendral Perkebunan Kementerian Pertanian., 2012. Peningkatan Produksi,

Produktivitas dan Mutu Tanaman Tahunan: Pedoman Teknis Pengembangan Tanaman

Kemiri Sunan Tahun 2013. Kementerian Pertanian: Jakarta

Gerpen, J. Van, Shanks, B., Pruszko, R., Clements, D., & Knothe, G. 2004. Biodiesel

Production Technology. National Renewable Energy Laboratory, Colorado.

Herman, Maman., N. Heryana, dan H. Supriadi. 2009. Prospek Kemiri Sunan Sebagai

Penghasil Minyak Nabati. Kemiri Sunan Penghasil Biodiesel. Bunga Rampai,

Solusi Masalah Energi Masa Depan. Unit Penerbitan dan Publikasi Balittri.

Sukabumi. Hlm. 5-12

Istadi. 2011. Teknologi Katalis untuk Konversi Energi ; Fundamental dan Aplikasi

(1sted.). Yogyakarta: Graha Ilmu.

Kumar, D. & Ali, A., 2012. Nanocrystalline K–CaO for the transesterification of a

variety of feedstocks: Structure, kinetics and catalytic properties. Biomass and

Bioenergy, Thapar University, India

Leung, D.Y.C., Wu, X. & Leung, M.K.H., 2010. A review on biodiesel production

using catalyzed transesterification. Applied Energy, 87(4), pp.1083–1095.

25

Lotero, E., Liu, Y., Lopez, D.E., Suwannakarn, K., Bruce, D.A., & Goodwin, J.G., Jr.,

2005, Synthesis of Biodiesel via Acid Catalysis, Industrial & Engineering

Chemistry Research, 44(14), 5353-5363

Ma F, Hanna MA. Biodiesel production: a review. Biores Technol 1999;70(1):1e15

Maman, Herman., Syakir Muhammad., Pranowo Dibyo., Saefudin, Sumanto. 2013.

Kemiri Sunan (Reutealis Trisperma (Blanco) Airy Shaw) Tanaman Penghasil

Minyak Nabati Dan Konservasi Lahan, Jakarta: IAARD Press,

Mendow, G., N.S. Veizaga, B.S. Sanchez, and C.A. Querini. 2011. Biodiesel production by two-

stage transesterification with ethanol. Elsevier: Bioresource Technology 102 (2011)

Mittelbach, M., Remschmidt, C., 2004. Biodiesel: The Comprehensive Handbook.

Boersedruck Ges. M.B.H, Vienna.

Moch. Setyadji, E.S., 2007. Pengaruh Penambahan Biodiesel Dari Minyak Jelantah

Pada Solar Terhadap Opasitas Dan Emisi Gas Buang Co, Co 2 Dan HC. Batan

Obadiah, Asir., G Ajji, Swaroopa., Samuel V Kumar., 2012. Biodiesel production from

palm oil using calcined waste animal bone as catalyst. Bioresource technology,

116, pp.512–6.

Pranowo, D. 2009. Proses Pembuatan Biodiesel. Dalam: Bunga Rampai, Kemiri Sunan Penghasil

Biodiesel Solusi Masalah Energi Masa Depan. Unit Penerbitan dan Publikasi Balittri.

Sukabumi. Hlm. 137-144.

Pranowo, D., 2012. Penampilan Sifat Agronomi Tanaman Kemiri Sunan [ Reutealis

Trisperma ( Blanco ) Airy Shaw ] Yang Berasal Dari Grafting Dan Biji Agronomic

Performance Of [ Reutealis Trisperma ( Blanco ) Airy Shaw ]. `pp.251–256.

Rachmaniah O. 2009. Produksi Biodiesel Berkemurnian Tinggi Dari Crude Palm Oil

( CPO ) Dengan Tertrahidrofuran- Fast Single-Phase Process. Fakultas Teknologi

Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember : Surabaya

Santoso, Herry., Kristianto, Ivan., Setyadi, Aris., 2013 “Pembuatan Biodiesel Menggunakan

Katalis Basa Heterogen Berbahan Dasar Kulit Telur” Lembaga Penelitian dan

Pengabdian kepada Masyarakat, Bandung

Schuchardt, U., Sercheli, R., & Matheus, R. 1998."Transesterification of Vegetable

Oils : a Review General Aspects of Transesterification Transesterification of

Vegetable Oils Acid-Catalyzed Processes Base-Catalyzed Processes". Journal of

the Brazilian Chemical Society, 9(1), 199–210.

26

Sipangkar, I. A. 2012. Perbandingan Kinerja Biokatalis yang Diimobilisasi melalui

Metode Entrapment Menggunakan Medium Support dari Kitin, Kitosan dan Zeolit

untuk Sintesis Biodiesel Rute Non-Alkohol.

Soerawidjaja, Tatang. 2005. Membangun Industri Biodiesel di Indonesia ‘Beberapa Skenario dan

Persoalan Pengembangan yang Perlu Dicermati’. Forum Biodiesel Indonesia (FBI).

Bandung

Sontag NOV., 1982. Fat Splitting , Esterification, and Interesterification di dalam Bailey,s

Industrial Oil and Fat Products. Ed ke-4. Volume ke-2. New York : John Wiley & Sons.

Syafaruddin & Wahyudi, Agus., (2012). Potensi Varietas Unggul Kemiri Sunan Sebagai Sumber

Energi Bahan Bakar Nabati. Perspektif Vol. 11 No. 1. ISSN: 1412-8004

Vossen, H.A.M. dan B.E. Umali. 2002. Plant Resources of South-East Asia No 14. Proses

Foundation. Bogor. Indonesia.

Utami, I., & Solikhah, R. 2011. Sintesa Katalis Super Asam SO42- / ZnO untuk Produksi

Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit. Universitas Diponegoro.

27