I.
Judul
Proses Pembuatan Biodiesel dari
Minyak Nabati
II.
Tujuan
1.
Untuk membuat biodiesel dari minyak nabati
2.
Untuk melakukan uji mutu biodiesel dan
membandingkannya dengan SNI
III.
Dasar
Teori
Biodiesel merupakan bahan bakar yang
terdiri dari campuran mono alkil ester dari rantai panjang asam lemak yang
dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari
sumber terbaharui sepetri minyak nabati atau lemak hewan (Deli Saputra 2014).
Biodiesel merupakan bahan bakar dari
proses transesterifikasi lipid untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang
diinginkan dan membuang lemak bebas. Biodiesel memiliki sifat pembakaran yang
mirip dengan diesel dari minyak bumi dan dapat menggantikan minyak bumi dalam
banyak kasus. Namun biodiesel lebih sering digunakan sebagai bahan tambahan
untuk diesel petroleum (Deli Saputra 2014).
Secara sederhana
biodiesel didefinisikan sebagai bentuk bahan bakar diesel yang menyebabkan
lebih sedikit kerusakan lingkungan dibandingkan bahan bakar diesel standar.
Biodiesel biasanya dibuat dari minyak nabati melalui proses kimia yang disebut
transesterifikasi
(Gita Desmafianti, 2013).
Pada
prinsipnya, proses transesterifikasi adalah mengeluarkan gliserin dari minyak dan
mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (misalnya metanol) menjadi
alkohol ester (Fatty Acid Methyl Ester/FAME) atau biodiesel. Teknologi yang
digunakan dalam praktikum ini adalah metode transesterifikasi sederhana (Gita
Desmafianti, 2013).
Biodiesel yang dihasilkan dari proses transesterifikasi
memliki karakterisitik yang berbeda dengan minyak jelantah sebelum direksikan.
Adapun karakterisitik biodesel dapat dilihat dari Tabel 1.
Tabel 1. Sifat Fisik dan Kimia Biodiesel
No
|
Parameter
|
SNI Biodiesel
|
1
|
Komposisi
|
Metil ester
|
2
|
Densitas 40◦C
|
0,86-0,89 gr/ml
|
3
|
Viskositas kinematic
|
2,3-6,0 mm/d(cst)
|
No
|
Parameter
|
SNI Biodiesel
|
4
|
Titik nyala
|
Minimal 100◦C
|
5
|
Titik kabut
|
Maksimal 18◦C
|
6
|
Gliserol bebas
|
Maksimal 0,02%
|
7
|
Angka setana
|
Minimal 51
|
Sumber : (SNI
04-7182-2006)
Secara
umum proses transesterifikasi trigliserida dengan metanol untuk
menghasilkan metil ester (biodiesel) digambarkan sebagai berikut:
Reaksi
pembuatan biodisel (reaksi trans-esterifikasi) yaitu sebagai berikut:
(Sumber:
Sutrisno, 2012)
Untuk
mendapatkan hasil yang baik maka diperlukan perhitungan secara teoritis, dimana
jika volume minyak nabati
yang digunakan sebanyak 100 ml ternyata dapat menghasilkan biodiesel sebanyak
107,84 ml jika reaksi berlangsung sempurna, namun pada praktikum untuk membuat
kesalahan sangatlah besar sehingga biodiesel yang dihasilkan dari minyak nabati dengan volume yang sama akan
menghasilkan biodiesel dengan volume yang berbeda maka dari itu biodiesel yang
dihasilkan harus dilakukan perbandingan dengan melakukan persentase rendemen.
Rendemen itu sendiri adalah perbandingan produk
yang kita hasilkan dibanding dengan produk secara teoritis sedang kan untuk
persentase rendemen di fraksionalkan dengan 100%. Adapun rumus yang digunakan
dalam perhitungan rendemen :
Adapun bahan yang digunakan pada
pembuatan Biodiesel:
1.
Minyak Nabati
Minyak nabati berasal dari tumbuhan
seperti kelapa, kedelai, kacang dan sawit.
Minyak nabati adalah minyak yang diekstrak dari berbagai bagian tumbuhan. Minyak ini digunakan sebagai makanan, menggoreng, pelumas, bahan bakar, bahan pewangi (parfum), pengobatan, dan berbagai penggunaan industri lainnya. Bukan hanya minyak zaitun yang berinovasi, minyak yang terbuat dari biji-bijian pun kini mudah ditemui di pasaran. Sama seperti minyak zaitun, minyak dari biji-bijian ini ternyata juga teman yang baik bagi kesehatan tubuh. Pada minyak biji-bijian terkandung banyak asam lemak tidak jenuh, seperti omega 3 dan omega 6. Minyak dengan asam lemak tidak jenuh ini mudah dicerna oleh tubuh dan tidak mudah menggumpal dalam darah. Pada pembuatan biodiesel minyak nabati merupakan bahan baku utama yang akan direaksikan menjadi methyl ester. Minyak nabati yang digunakan pada proses pembuatan biodiesel ini berasal dari kelapa sawit (Zaky Kurniawan, 2013).
Minyak nabati adalah minyak yang diekstrak dari berbagai bagian tumbuhan. Minyak ini digunakan sebagai makanan, menggoreng, pelumas, bahan bakar, bahan pewangi (parfum), pengobatan, dan berbagai penggunaan industri lainnya. Bukan hanya minyak zaitun yang berinovasi, minyak yang terbuat dari biji-bijian pun kini mudah ditemui di pasaran. Sama seperti minyak zaitun, minyak dari biji-bijian ini ternyata juga teman yang baik bagi kesehatan tubuh. Pada minyak biji-bijian terkandung banyak asam lemak tidak jenuh, seperti omega 3 dan omega 6. Minyak dengan asam lemak tidak jenuh ini mudah dicerna oleh tubuh dan tidak mudah menggumpal dalam darah. Pada pembuatan biodiesel minyak nabati merupakan bahan baku utama yang akan direaksikan menjadi methyl ester. Minyak nabati yang digunakan pada proses pembuatan biodiesel ini berasal dari kelapa sawit (Zaky Kurniawan, 2013).
Adapun sifat fisika dan
kimia minyak nabati dapat dilihat pada Tabel
2.
Tabel
2. Sifat Fisika dan Kimia Minyak Nabati
No
|
Parameter
|
Nilai
|
1
|
Densitas relative 50o C/air suhu 25 o
C
|
0.8927 gr/ml
|
2
|
Indeks refraktif n D 50 C
|
1.4533 n D 50 C
|
3
|
Bilangan
penyabunan
|
195.7 mg
KOH/g
|
4
|
Materi tak
tersabunkan
|
0.51 %
|
(Sumber : Febriani Purba, 2012)
2. Methanol
Metanol
merupakan cairan yang jernih, tidak berwarna, dan merupakan cairan yang mudah
terbakar. Metanol dapat dibuat dengan mereaksikan hidrogen dengan
karbon monoksida atau karbon dioksida.
Sejarahnya, dia dibuat dari destilasi kayu, makanya disebut juga alkohol kayu. Metanol
banyak dipakai pada industri sebagai starting material pembuatan berbagai bahan
kimia, seperti formaldehid, asam asetat, metakrilat, etilen glikol, dll.
Metanol juga banyak dipakai sebagai cairan pembersih kaca mobil, pembersih
karburator, antibeku, toner mesin fotokopi, dan bahan bakar. Methanol berfungsi sebagai pelarut
sintetis yang akan direaksikan dengan trigliserida yang akan menghasilkan
methyl ester (Zulia,2010).
Methanol merupakan pelarut polar
yang mudah menguap, adapun sifat-sifat dari methanol terdapat pada Tabel 3.
Tabel
3. Sifat Fisika dan Kimia Methanol
No
|
Sifat
Fisika
|
Sifat Kimia
|
1
|
Cairan tidak berwarna, berbau
tajam
|
Rumus molekul: CH3OH
|
2
|
Kelarutan dalam air, pada suhu 20°C
|
Beracun, mudah terbakar
|
3
|
Densitas 0,792 gr/ml3(20 °C)
|
Sangat mudah terbakar
|
4
|
Titik nyala 11 °C
|
Mudah Menguap
|
5
|
Titik lebur-98°C
|
Angka Evaporasi 5,3
|
6
|
(Sumber:
MSDS Metanol, No.106008/2012)
3.
NaOH
NaOH,
juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah
sejenis basa logam
kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium
Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang
kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Digunakan di berbagai macam bidang
industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur
kayu dan kertas, tekstil, air
minum, sabun
dan deterjen.
Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium
kimia (Hasugian Veranixon, 2012)
Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan
tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran atau pun larutan jenuh 50%. Ia
bersifat lembap cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas.
Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga
larut dalam etanol dan metanol, walaupun
kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut
non-polar lainnya (Hasugian Veranixon, 2012)
NaOH
pada proses pembuatan biodiesel berfungsi sebagai untuk mempercepat proses
esterifikasi atau yang biasa disebut dengan katalis. Katalis adalah suatu zat
yang difungsikan untuk menurunkan energiaktivasi dimana energiaktivasi itu
adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya sebuah reaksi. NaOH
bersifat basa yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia sebagai berikut pada Tabel 4
Tabel
4. Sifat Fisika dan
Kimia NaOH.
No
|
Sifat
Fisika
|
Sifat Kimia
|
1
|
Padatan, berwarna putih,
berbau tajam
|
Rumus molekul: NaOH
|
2
|
Kelarutan larut dalam air, pada suhu 20°C
|
Higroskopis
|
3
|
Berat Molekul: 40 g/mol
|
Tidak mudah terbakar
|
4
|
pH 12,7
|
Korosif, beracun
|
5
|
Densitas: 1 gr/cm3
|
|
6
|
Titik lebur 323°C
|
|
7
|
Titik didih 1388°C
|
(Sumber MSDS NaOH, No.106498/2012)
4.
CaCl2
Kalsium klorida (CaCl2) adalah senyawa ionik yang
terdiri dari unsur kalsium (logam alkali tanah) dan klorin. Ia tidak berbau,
tidak berwarna, solusi tidak beracun, yang digunakan secara ekstensif di
berbagai industri dan aplikasi di seluruh dunia. Berlaku sebagai ion khalida yang khas
dan padat pada suhu kamar. (Esensial, 2010)
Kemampuan klorida kalsium untuk menyerap
banyak cairan merupakan salah satu kualitas yang membuatnya difungsikan sebagai
absorben air pada pembuatan biodiesel sehingga kadar air biodiesel berkurang
(Esensial, 2010)
Sifat Fisika dan Kimia CaCl2 dapat
dilihat pada Tabel 5.
Tabel
5. Sifat Fisika dan
Kimia CaCl2
No
|
Sifat Fisika
|
Sifat Kimia
|
1
|
Padatan, berwarna putih, tidak berbau
|
Rumus molekul CaCl2.
|
2
|
Kelarutan dalam air, pada suhu 20°C
|
Tidak mudah terbakar
|
3
|
Berat Molekul: 40 g/mol
|
Higroskopis
|
4
|
pH 8-10
|
Beracun
|
5
|
Densitas: 2,15 gr/cm3
|
(Sumber: MSDS CaCl2,
No.10043-52-4/2005)
Dalam pembuatan biodiesel untuk
memastikan apakah biodiesel tersebut dapat digunakan secara umum perlu
pengujian dan membandingkan hasil pengujian dengan SNI biodesel. Salah satu
pengujian tersebut yang dapat dilakukan adalah pengujian densitas dimana pada
SNI range densitas biodiesel yang dihasilkan yaitu 0,86 gr/ml - 0,89 gr/ml. Densitas itu sendiri adalah Massa
jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa
jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas
juga merupakan parameter yang menentukan kualitas dari biodiesel yang
dihasilkan dari praktikum tersebut dimana jika densitas mendekati angka satu
dapat dikatan bahwa biodiesel yang dihasilkan masih terdapat kandungan air.
Jika biodiesel memiliki kadar air yang tinggi maka biodiesel yang dihasilkan
jika dipergunakan untuk mesin diesel akan menyebabkan perkaratan (Alliansusmay,
2011)
Adapun rumus yang digunakan
dalam pengujian densitas yaitu :
IV.
Alat dan Bahan
a. Alat
Alat
yang digunakan pada pembuatan biodiesel dapat dilihat pada Tabel 6
Tabel 6. Alat
No
|
Nama Alat
|
Spesifikasi
|
Jumlah
|
Satuan
|
1
|
Batang
Pengaduk
|
30cm
|
1
|
Buah
|
2
|
Botol
Reagen
|
Kaca
|
1
|
Buah
|
3
|
Corong
|
 75mm |
1
|
Buah
|
4
|
Corong
Pisah
|
250ml
|
1
|
Buah
|
5
|
Erlenmeyer
|
250ml
|
1
|
Buah
|
6
|
Gelas
Beaker
|
250ml
|
1
|
Buah
|
1000ml
|
1
|
Buah
|
||
100ml
|
1
|
Buah
|
||
7
|
Gelas
Ukur
|
100ml
|
1
|
Buah
|
8
|
Hot
Plate/Pemanas
|
Box
Heating
|
1
|
Buah
|
9
|
Klam
Statif
|
Set
|
1
|
Buah
|
10
|
Neraca
|
Analitik
|
1
|
Buah
|
11
|
Piknometer
|
5
ml
|
1
|
Buah
|
12
|
Pipet
Volume
|
25
ml
|
1
|
Buah
|
13
|
Magnetic
Stirer
|
Magnetic
|
1
|
Buah
|
14
|
Termometer
|
Raksa
100°C
|
1
|
Buah
|
b. Bahan
Bahan
yang digunakan dalam pembuatan biodiesel disajikan pada Tabel 7.
Tabel
7. Bahan yang digunakan dalam pembuatan biodiesel
No
|
Nama Bahan
|
Spesifikasi
|
Jumlah
|
Satuan
|
1
|
Minyak
Nabati
|
Teknis
|
100
|
mL
|
2
|
Metanol
|
Teknis
|
25
|
mL
|
3
|
NaOH
|
p.a
|
0.5
|
gr
|
4
|
CaCl2
|
p.a
|
2
|
gr
|
5
|
Aquadest
|
Teknis
|
100
|
mL
|
V.
Prosedur kerja
a.
Pembuatan
biodiesel
1.
Mengukur 100 ml minyak nabati
2.
Menimbang NaOH 0,5 gr
3.
Memipet 25 ml methanol
4.
Melarutkan NaOH dalam methanol ( larutan 1 )
5.
Mencampurkan larutan 1 kedalam minyak nabati sedikit demi sedikit
6.
Memanaskan campuran sampai suhu 50-55ºc selama 30 menit
( 30 menit dihitung saat thermometer
menunjukkan angka 55ºc)
7.
Mendiamkan campuran selama 5 menit
8.
Memasukkan campuran kedalam corong pisah
9.
Mendiamkan sampai terbentuk lapisan
10.
Memisahkan antara biodiesel dan gliserol
11.
Mencuci biodiesel dengan air hangat sebanyak 4x
12.
Memindahkan biodiesel kedalam gelas beaker lalu
panaskan selama 15 menit,
dengan suhu 100ºc
13.
Menambahkan CaCl2 2gr kedalam biodiesel
14.
Melakukan penyaringan dengan kertas saring
15.
Mengukur volume biodiesel yang didapatkan
b.
Mengukur
densitas biodiesel
1.
Menimbang piknometer kosong
2.
Memasukkan sampel kedalam piknometer
3.
Menimbang kembali piknometer tersebut
4.
Menghitung densitas dengan rumus:
V. Blok Diagram
Daftar Pustaka
Alliansusmay. 2011. “Densitas”. http://allinsusmay.wordpress.com/2011/03/20/distribusi-densitas/
Badan
Standarisasi Nasionanl.
“SNI 04-7182-2006”
Delisaputra,
2014, “http://delisaputra.blogspot.com/2014_06_01_archive.html”
Desmafianti,
Gita, 2013, “Artikel pengertian biodiesel”,
“http://gitadesmafianti.blogspot.com/2013/03/pengertian-bio-diesel.html”
Esensial,
2010, “https://naynienay.wordpress.com/category/esensial/page/2/”
Febriani Purba, 2012, “http://febrianipurba.blogspot.com/2012/03/kelapa-sawit.html”
Hasugian,
Veranixon, 2012, “Definisi NaOH”, http://tolong-hutarea.blogspot.com/2012/06/definisi-naoh.html
MSDS,No.106008/2012.Material Safety and Data Sheet
Metanol
MSDS, No.106498/2012. Material
Safety and Data Sheet NaOH
MSDS CaCl2,
No.1907/2006.Material Safety and Data Sheet CaCl2
Zaky Kurniawan, 2012, http://meykenpunyablog.blogspot.com/2013/05/manfaat-minyak-nabati.html
