MODIFIKASI PROSES IN-SITU DUA TAHAP UNTUK PRODUKSI BIODIESEL DARI DEDAK PADI LOGO

Transkripsi

1 MODIFIKASI PROSES IN-SITU DUA TAHAP UNTUK PRODUKSI BIODIESEL DARI DEDAK PADI LOGO LABORATORIUM BIOMASSA DAN KONVERSI ENERGI, JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS

2 OUTLINE

3

4 LATAR BELAKANG Harga BBM meningkat Krisis Energi BIODIESEL Dari Dedak Padi

5 KEUNGGULAN PENGGUNAAN BIODIESEL Menurut Kementerian Negara Riset dan Teknologi (2006), BIODIESEL memiliki beberapa KEUNGGULAN, yaitu : 1. Cetane number yg tinggi (>50) 2. Memiliki titik nyala tinggi 3. Tidak mengandung sulfur dan benzene yang bersifat karsinogen serta dapat diuraikan secara alami. 4. Mudah dicampur dengan solar dalam berbagai komposisi dan tidak memerlukan modifikasi mesin. 5. Mengurangi secara signifikan asap hitam dari gas buang mesin diesel, walaupun penambahan biodiesel dalam solar hanya 5-10% 6. Mengurangi pemanasan global.

6 PEMILIHAN PROSES DAN BAHAN BAKU Penyederhanaan Proses Bahan Baku

7 DASAR PEMILIHAN BAHAN BAKU Murah Mudah Didapat Penyederhanaan Proses Dedak Padi Dedak Padi Mengandung lipid 15-19% lipid dimana 90% dari lipid ini adalah neutral lipid yang dapat diubah menjadi biodiesel Bukan Bahan Pangan Melimpah

8 DASAR PEMILIHAN DEDAK PADI Indonesia merupakan negara penghasil padi terbesar ketiga didunia (FAO). Balai Pusat Statistik (BPS) menyatakan bahwa produksi padi tahun 2010 mencapai 65,15 juta ton, maka dapat diperkirakan ada sekitar 6,515 juta ton dedak padi dalam setahun. Selama ini pemanfaatan dedak padi hanya sebagai pakan ternak. NEXT

9 PEMILIHAN PROSES Proses In-situ Dua Tahap 1. In-situ Esterifikasi dengan menggunakan katalis asam ( H2SO4 ) 2. Dilanjutkan dengan In-situ Transesterifikasi menggunakan katalis basa ( NaOH ) Diharapkan diperoleh biodiesel dengan yield dan kemurnian yang tinggi dalam waktu yang relatif singkat

10 PEMILIHAN PROSES Kelebihan Modifikasi In-situ 1. Tidak diperlukan pemisahan antara fase padat dan fase cair. 2. Dapat meminimalisir kebutuhan metanol dan katalis. Kebutuhan metanol dan katalis dapat dikurangi karena reaksi terjadi pada fase liquid(tidak bercampur dengan fase padat). Sehingga biaya distilasi (recovery metanol) berkurang, dan kebutuhan air untuk pencucian (menghilangkan katalis) lebih sedikit. 3. Kehilangan karbohidrat dalam dedak dapat dikurangi karena hanya metanol yang kontak dengan dedak padi dimana karbohidrat yang merupakan komponen utama dalam dedak padi dapat dimanfaatkan untuk proses yang lainnya. BACK

11

12 TUJUAN PENELITIAN Mempelajari kebutuhan katalis basa dan waktu reaksi terhadap yield dan kemurnian produk (biodiesel). Membandingkan kandungan gula residu pada defatted rice bran pada proses modifikasi in-situ dua tahap dengan proses in-situ dua tahap (tanpa modifikasi).

13

14 Pemilihan Variabel Variabel Tetap 1. Dedak padi 10 gram 2. katalis H2SO4 = 4.75% (w/w) 3. Waktu reaksi In-situ esterifikasi 1jam 4. Metanol 150 ml 5. Suhu 65 C dan tekanan atmosfer Variabel Berubah 1. Katalis NaOH 5N ( 1%, 2%, 4%) (w/w) 2. Waktu Reaksi Transesterifikasi (0.5, 1, 2 jam) Variabel Respon 1. Komposisi & Yield FAME 2. Kadar Karbohidrat

15 PRE-TREATMENT BAHAN BAKU Pengayakan: Menghilangkan sekam dan kotoran yang ada pada dedak padi. Menyimpan dedak padi dalam lemari pendingin < 5 C untuk meminimalisir terjadinya kenaikan kandungan FFA Mengurangi kadar air dengan cara dioven selama 2 jam pada suhu 80 C.

16 Diagram Alir Percobaan

17 RANGKAIAN ALAT YANG DI GUNAKAN Kondensor Air masuk Soxhlet Dedak padi Labu Metanol + katalis Air keluar Statif Klem holder Thermometer Waterbath Hot plate + stirrer

18 ANALISA YANG DILAKUKAN Analisa FFA dengan cara titrasi Analisa FAME menggunakan Gas Chromatography Analisa Karbohidrat menggunakan metode Luff Schoorl

19

20 LOGO PRE-TREATMENT BAHAN BAKU Mengurangi kadar air dengan cara dioven selama 2 jam pada suhu 80 C. kadar air yang dapat dihilangkan 6,64%. Menganalisa kandungan awal karbohidrat dalam dedak padi. Kandungan karbohidrat dalam dedak padi sebesar 41,82%

21 Ekstraksi Minyak dalam Dedak Padi Ekstraksi ini dilakukan untuk mengetahui kadar minyak (RBO) yang terkandung dalam dedak padi yang digunakan dan juga kadar FFAnya. Proses ekstraksi ini dilakukan selama 3 jam menggunakan n-hexane sebagai solvent Run 1 Run 2 kandungan RBO: 11,5 % kandungan RBO: 11,3 % FFA: 78,56% FFA: 80,58% Rata-rata: kandungan RBO = 11,4 % FFA = 79,57%

22 Insitu Esterifikasi Pada tahap in-situ esterifikasi ini dengan menggunakan katalis H 2 SO 4 4,75% (w/w) selama 1 jam dapat menurunkan kandungan FFA dari 79,57% menjadi 2,13%. Dengan sisa kadar FFA yang cukup kecil ini maka dapat dilakukan proses in-situ transesterifikasi.

23 Data Hasil Penelitian Modifikasi Proses In-Situ Dua Tahap % NaOH waktu (jam) w crude fame (g) % FAME w FAME (g) Yield (%) % % %

24 Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Yield Grafik Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Yield FAME

25 Pengaruh Jumlah Katalis NaOH Terhadap Yield Grafik Pengaruh Jumlah KatalisTerhadap Yield FAME

26 Pengaruh Waktu Ekstraksi Terhadap Kandungan Karbohidrat Run Sebelum Ekstraksi (%) Setelah Ekstraksi (%) 0,5 jam 1 jam 3 jam I 41,56 38,1 32,84 27,62 II 42,08 37,84 31,66 28,41 Rata-rata 41,82 37,97 32,25 28,02 Berat defatted rice bran (gram) Laju kehilangan pati (%) 9,39 8,50 8,21 9,21 22,88 33,00

27 Laju kehilangan karbohidrat Proses In-situ (Zullaikah,2010) Menggunakan dedak padi 10 gram dengan waktu 0,5 jam, laju kehilangan karbohidrat sebesar 28,17% Modifikasi Proses In-situ Menggunakan 10 gram dedak padi dengan waktu 0,5 jam, laju kehilangan karbohidrat sebesar 9,21% Dengan modifikasi in-situ dua tahap ini, kehilangan karbohidrat dapat diminimalisir, sehingga kandungan karbohidrat yang melimpah ini dapat dimanfaatkan kembali antara lain sebagai bahan baku pembuatan bioethanol.

28 LOGO KESIMPULAN 1. Semakin banyak katalis NaOH yang ditambahkan dan semakin lama waktu reaksi transesterifikasi, maka yield FAME yang diperoleh juga semakin besar. Yield terbesar yang diperoleh yaitu % dengan katalis NaOH 2% dan waktu transesterifikasi 2 jam. 2. Semakin lama proses ekstraksi berlangsung, kandungan karbohidrat dalam dedak padi juga semakin menurun, dari kandungan awal 41,82 % menjadi 37,97 % ; 32,25 % dan 28,02 % berturut turut untuk proses ekstraksi 0,5 ; 1 dan 3 jam.

29