JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-397

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-397 Produksi Biodiesel dari Minyak Nyamplung Menggunakan Katalis Bervariasi ph Ja far As Shodiq, Raka Selaksa C.M., Donny Satria Bhuana dan Mahfud Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia Abstrak Kebutuhan Energi di Indonesia sampai saat ini masih bergantung pada sumber energi fosil yang ketersediannya di dunia semakin menipis. Oleh karena itu, pencarian energi alternatif terbarukan harus dikembangkan, salah satunya biodiesel. Biji nyamplung memiliki kandungan minyak cukup tinggi sekitar 71,4% berat, memiliki potensi yang besar bila digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesa biodiesel dari minyak nyamplung melalui proses transesterifikasi menggunakan katalis basa dan asam dengan bantuan microwave, membandingkan performa katalis asam lemah dan basa lewis terhadap katalis asam basa kuat, mengetahui jumlah katalis yang dibutuhkan untuk mendapatkan biodiesel yang paling baik, serta mengetahui daya optimal dalam pembuatan biodiesel, Langkah awal pembuatan biodiesel nyamplung adalah proses degumming, kemudian dilanjutkan dengan esterifikasi. Proses selanjutnya adalah transesterifikasi, dilanjutkan dengan pemurnian biodiesel. Variabel percobaan adalah konsentrasi katalis 0,5; 0,75; dan 1% berat minyak untuk katalis basa dan 1, 2, dan 3% berat minyak untuk katalis asam. Katalis yang digunakan adalah KOH (basa kuat), CH 3 COONa (basa lewis), H 2 SO 4 (asam kuat), dan CH 3 COOH (asam lemah). Variabel terakhir adalah daya microwave sebesar 150, 300, 450 dan 600 W. Dari hasil penelitian yang dilakukan, minyak nyamplung dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel, kondisi operasi terbaik untuk katalis basa pada daya 300 W, konsentrasi 1% (w/w), dengan yield terbaik pada 96% (untuk katalis KOH) dan 87% (untuk katalis CH 3 COONa). Kondisi operasi terbaik untuk katalis asam pada daya 600 W, konsentrasi 2% (w/w) minyak, dengan yield terbaik pada 82% (untuk katalis H 2 SO 4 ) dan 71% (untuk katalis CH 3 COOH). Kata Kunci Biodiesel, minyak nyamplung, microwave, basa lewis. B I. PENDAHULUAN ERDASARKAN Indonesia Energy Outlook (2016) [1], konsumsi energi final selama tahun masih didominasi oleh BBM (bensin, minyak petrosolar, minyak tanah, minyak bakar, dan avtur). Pada tahun 2000, konsumsi minyak petrosolar mempunyai pangsa terbesar (38,7%) disusul minyak tanah (23,4%), bensin (23,1%), minyak bakar (9,6%), dan avtur (5,2%). Selanjutnya pada tahun 2014 menjadi bensin (45,5%), minyak petrosolar (45,2%), avtur (6,3%), dan minyak tanah serta minyak bakar masing-masing sebesar 1,5% Dari data tersebut, tampak bahwa penggunaan BBM cenderung mengalami peningkatan dari tahun (kecuali minyak tanah dan minyak bakar) dan pada tahun 2014, konsumsi petrosolar dan bensin lebih banyak dibanding BBM yang lain. Peningkatan konsumsi BBM terutama bensin dan solar terutama disebabkan karena jumlah kendaraan yang setiap tahunnya mengalami peningkatan Secara umum cadangan dan umur sumber daya energi fosil nasional adalah sebagai berikut: Jenis energi Tabel 1. Cadangan dan Umur Sumber Energi Nasional [2] Ketersediaan Sisa Umur (Tahun) Minyak bumi 4,7 milyar barel 15 Gas Bumi 9,3 TSCF 35 Batu Bara 4,968 milyar ton 61 Melihat ketersediaan minyak bumi yang semakin menurun dan tingkat konsumsi minyak nasional yang terus meningkat, diperlukan suatu alternatif sumber energi terbarukan sehingga tercapainya ketahanan energi nasional, salah satunya biodiesel [3]. Bahan baku yang dapat digunakan dalam pembuatan biodiesel antara lain minyak nabati yang berasal dari biji tanaman nyamplung. Beberapa keunggulan biodiesel yang dihasilkan dari nyamplung adalah rendemen minyak nyamplung tergolong tinggi dibandingkan jenis tanaman lain (jarak pagar 40-60%, Sawit %; dan Nyamplung 40-73%). Minyak biji nyamplung merupakan sumberdaya energi terbarukan yang cukup potensial sebagai bahan baku biodiesel tanpa harus bersaing dengan kebutuhan pangan [4]. Pemilihan sumber energi untuk proses produksi biodiesel sangatlah penting mengingat biodiesel sendiri merupakan suatu sumber energi baru sehingga proses pembuatannya harus mementingkan efektivitas penggunaan energi. Radiasi gelombang mikro adalah metode yang baik untuk mempercepat terjadinya reaksi dikarenakan energi langsung ditransfer ke reaktan sehingga proses transfer panas lebih efektif bila dibandingkan dengan pemanasan konvensional dan reaksi dapat selesai dalam waktu yang lebih pendek. Oleh karena itu, penggunaan microwave adalah metode terbaik untuk mengurangi waktu reaksi dan menghasilkan yield yang lebih besar pada produksi biodiesel [5]. Biodiesel yang didapatkan dibandingkan dengan standar kualitas biodiesel sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI ). Uji tersebut meliputi densitas, viskositas, dan yield biodiesel. Diharapkan penelitian ini akan memberikan kontribusi yang cukup berarti bagi ilmu pengetahuan,

2 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-398 khususnya di bidang energi, dalam hal penemuan sumber energi alternatif dan dapat lebih dikembangkan lagi sehingga dapat diperoleh kualitas biodiesel yang lebih bagus dengan proses yang lebih mudah dan cepat. A. Minyak Nyamplung Minyak nyamplung adalah minyak hasil ekstraksi dari biji nyamplung menggunakan mesin pres (mekanik). Minyak yang keluar dari mesin pres berwarna hijau gelap karena relatif banyak mengandung pengotor-pengotor dari kulit dan senyawa kimia seperti alkaloid, fosfatida, karotenoid, klorofil, dan lain lain. Agar minyak nyamplung dapat digunakan untuk proses produksi biodiesel maka perlu dilakukan proses degumming untuk menghilangkan pengotor berupa getah (gum). Berikut ini merupakan komposisi minyak nyamplung : Tabel 2. Kandungan Minyak Nyamplung [6] Asam Lemak Kategori Prosentase (%) Asam Miristat Asam lemak jenuh <0,1 Asam Palmitat Asam lemak jenuh 13,7 Asam Stearat Asam lemak jenuh 14,3 Asam Arachidic Asam lemak jenuh 0,6 Asam Behenic Asam lemak jenuh 0,2 Asam Lignoceric Asam lemak jenuh 0,2 Asam Palmitoleat Asam lemak tak jenuh 0,2 Asam Oleat Asam lemak tak jenuh 39,1 Asam Linoleat Asam lemak tak jenuh 31,1 Asam Linolenat Asam lemak tak jenuh 0,3 Asam Gondoic Asam lemak tak jenuh 0,1 Asam Erucic Asam lemak tak jenuh <0,1 Asam Nervonic Asam lemak tak jenuh <0,1 B. Transesterifikasi Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida ataupun digliserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek seperti metanol atau etanol (pada saat ini sebagian besar produksi biodiesel menggunakan metanol dikarenakan lebih ekonomis) menghasilkan Fatty Acids Methyl Esters (FAME) atau biodiesel dan gliserol sebagai produk samping. Katalis yang digunakan biasanya katalis basa homogen seperti Natrium hidroksida (NaOH) atau Kalium hidroksida (KOH). Reaksi transesterifikasi sebagai [7] berikut. perolehan ester dan menyulitkan pemisahan ester dan gliserol. II. METODOLOGI PENELITIAN A. Tahap Pre-treatment Bahan baku yang dipakai adalah minyak nyamplung yang diperoleh dari daerah Cilacap Jawa Tengah. Minyak nyamplung adalah minyak dengan viskositas tinggi (54,13 cst) serta memiliki bilangan asam cukup tinggi, yakni 58,20 mg KOH/g minyak. Karena sifat dasar minyak tersebut, maka diperlukan beberapa pre-treatment sebelum tahap utama (transesterifikasi). Tahap pre-treatment ini terdiri dari degumming yang bertujuan untuk menghilangkan getah (gum) yang terdiri dari fosfatida, impurities dan protein dan tahap esterifikasi yang berfungsi untuk mengkonversi asam lemak bebas (FFA) menjadi metil ester dan air sehingga dapat dilanjutkan ke tahap transesterifikasi. 1) Tahap Degumming Tahap ini diawali dengan pemanasan minyak nyamplung pada suhu 80 0 C kemudian dilanjutkan dengan penambahan asam fosfat 20% sebanyak 0,3% (w/w) minyak nyamplung disertai dengan pengadukan selama 15 menit. Kemudian dilakukan pencucian menggunakan aquades hangat (60 0 C) serta pemisahan didalam corong pemisah. Lapisan atas (minyak) kemudian dipanaskan dalam oven bersuhu C untuk mengurangi kadar air dalam minyak. 2) Tahap Esterifikasi Tahap ini dimulai dengan mencampur minyak dengan metanol (ratio mol minyak-metanol 1:40) dan katalis H2SO4 98% sebanyak 13% (v/v) minyak di dalam reaktor labu leher satu. Kemudian melakukan radiasi di dalam oven microwave berdaya 150 W selama 60 menit disertai pengadukan. Setelah proses radiasi, dilakukan pemisahan antara metanol, minyak dan katalis menggunakan corong pemisah, lapisan atas berupa metanol yang dapat dimurnikan lagi dan lapisan bawah adalah campuran minyak dan metil ester (crude biodiesel) yang selanjutnya dilakukan pencucian dengan aquades hangat (60 0 C). Langkah terakhir adalah proses pengeringan dalam oven bersuhu C B. Deskripsi Peralatan Skema alat pada tahap transesterifikasi dengan oven microwave adalah sebagai berikut: 5 7 Alkohol digunakan secara berlebih untuk meningkatkan yield alkil ester dan untuk memudahkan pemisahan fasanya dari gliserol yang terbentuk [8]. Untuk reaksi transesterifikasi berkatalis basa, trigliserida dan metanol yang digunakan sedapat mungkin anhidrat atau mendekati, karena air menyebabkan terjadinya reaksi saponifikasi yang menghasilkan sabun. Sabun yang terbentuk dapat menurunkan Gambar 1. Skema Transesterifikasi 3 4

3 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-399 Keterangan alat : 1. Reaktor labu leher satu 6. Aliran air pendingin masuk 2. Microwave 7. Aliran air pendingin keluar 3. Kontrol daya 8. Alas labu leher satu 4. Kontrol waktu 9. Magnetic stirrer 5. Kondensor reflux C. Prosedur Penelitian Penelitian ini di mulai dengan melakukan pencampuran antara katalis basa dengan metanol sesuai perbandingan yang ditentukan. Kemudian mencampur crude biodiesel dengan metanol-katalis (ratio mol minyak-metanol 1:9) di dalam reaktor dilanjutkan dengan radiasi dalam oven microwave dengan daya sesuai variabel selama 60 menit. (Untuk katalis asam, crude biodiesel, metanol, dan katalis dicampur bersamaan, serta waktu radiasi selama 2 jam). Kemudian dilakukan pencucian dengan aquades hangat (60 0 C) menggunakan corong pemisah. Minyak hasil cucian kemudian dipanaskan dalam oven bersuhu C untuk mengurangi kadar air. Variabel yang digunakan adalah jenis katalis : Basa kuat (KOH), basa lewis (CH 3 COONa), asam kuat (H 2 SO 4 ), asam lemah (CH 3 COOH), dan konsentrasi katalis (%(w/w) minyak) : 0,5; 0,75; 1 untuk katalis basa dan 1, 2, 3 untuk katalis asam; serta daya microwave (W) : 150, 300, 450, dan 600. D. Besaran yang Diukur Besaran yang diukur meliputi berat jenis dengan menggunakan piknometer pada suhu 40ºC, viskositas dengan menggunakan viskometer pada suhu 40ºC, dan yield yang dihitung berdasarkan pendekatan viskositas. Sebagaimana ditunjukkan dalam persamaan berikut ini : massa Biodiesel Yield massa Minyak Nyamplung Massa sampel Densitas Volume piknometer III. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Degumming Minyak nyamplung setelah mengalami proses degumming mengalami beberapa perubahan seperti yang direpresentasikan pada Tabel 3. Perubahan tersebut yakni penurunan viskositas, dan densitas serta perubahan warna. Perubahan ini terjadi karena adanya pemisahan gum dari minyak. Tabel 3. Karakteristik Minyak Nyamplung Parameter Sebelum Setelah Degumming Degumming Densitas pada 40 0 C (gr/ml) 0,948 0,9307 Viskositas pada 40 0 C (cst) 54,13 45,7 Warna penampilan Hijau kehitaman Cokelat kemerahan B. Esterifikasi Pada proses ini, dituntut agar dihasilkan kadar FFA minyak < 2% sebelum memasuki transesterifikasi agar tidak mengalami penyabunan [7]. Dalam menentukan kondisi operasi esterifikasi yang optimal untuk mendapatkan minyak nyamplung dengan kadar FFA <2% (bilangan asam <4 mg KOH/g minyak) perlu diperhatikan beberapa hal, diantaranya ratio mol minyak-metanol, konsentrasi katalis serta daya microwave. Bilangan asam minyak nyamplung hasil pengujian sangat tinggi (58,20 mg KOH/g minyak). Proses esterifikasi yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan daya tetap 150 watt karena diinginkan suhu operasi berjalan 60 o C dengan waktu reaksi 1 jam [9]. Dari hasil penelitian ini, pada ratio mol minyak-metanol 1:40 dengan kosentrasi katalis H 2 SO 4 13% (v/v) didapatkan minyak dengan bilangan asam akhir 3,8424 mg KOH/g minyak, sehingga proses transesterifikasi dapat dilakukan. Pada tahap esterifikasi ini, kandungan trigliserida dalam minyak tidak mengalami reaksi menjadi metil ester dikarenakan pada akhir proses tidak terbentuk gliserol. Hal ini menunjukkan bahwa pada minyak dengan konsentrasi FFA tinggi bila berada pada kondisi asam, reaksi yang terjadi cenderung antara FFA dan metanol (esterifikasi) bukan antara trigliserida dan metanol (transesterifikasi). C. Transesterifikasi Tahap ini merupakan tahap utama dalam penelitian ini, dimana trigliserida yang merupakan komponen utama minyak dikonversi menjadi biodiesel dan gliserol. 1) Katalis Basa Daya microwave perlu diperhatikan dalam penentuan kondisi operasi transesterifikasi yang optimal. Gambar 2 merepresentasikan pengaruh daya terhadap yield biodiesel pada masing-masing katalis basa dan konsentrasi katalis. Dari hasil uji coba yang direpresentasikan pada gambar tersebut, pola data yang terbentuk pada hubungan daya dan yield, dari daya 150 W ke daya 300 W terjadi kenaikan yield, sedangkan dari daya 300 W hingga 600 W nilai yield justru cenderung menurun. Pada daya di atas 300 W, reaktan menjadi lebih cepat panas dan metanol lebih sering menguap memenuhi kondensor refluks sehingga kontak antara metanol dan minyak pada daya di atas 300 W lebih jarang dibandingkan dengan daya yang lebih rendah. Jika menggunakan katalis basa, penggunaan daya di atas 300 W, akan menimbulkan reaksi saponifikasi. Sebagaimana dalam beberapa penelitian yang sudah ada, pada katalis basa, suhu yang terlalu tinggi justru akan menurunkan yield biodiesel karena adanya reaksi samping (saponifikasi). Kenaikan daya dari 150 W ke 300 W untuk katalis KOH pada konsentrasi katalis 0,5% (w/w) yield meningkat 32% (dari 68% ke 90%), pada konsentrasi katalis 0,75% (w/w), yield meningkat 31% (dari 71% ke 93%), dan pada konsentrasi katalis 1% (w/w), yield meningkat 28% (dari 75% ke 96%). Pada penentuan daya terbaik ditinjau dari yield biodiesel yang dihasilkan ada beberapa faktor yang diperhatikan, diantaranya kenaikan yield, nilai yield serta segi ekonomi. Pada daya rendah (150 W) didapatkan yield terbaik pada variabel konsentrasi katalis 1% (w/w), namun yield masih rendah (75%), dan penambahan daya hingga 300 W meningkatkan yield secara signifikan dengan yield yang terbaik (96%) sehingga dapat disimpulkan bahwa daya 300 W lebih optimal daripada 150 W. Kenaikan daya dari 150 W ke 300 W untuk katalis CH 3 COONa pada konsentrasi katalis 0,5% (w/w) yield meningkat 37% (dari 59% ke 81%), pada konsentrasi katalis 0,75% (w/w), yield meningkat 35% (dari 63% ke 85%), dan pada konsentrasi katalis 1% (w/w), yield meningkat 40% (dari 62% ke 87%). Pada konsentrasi katalis

4 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-400 1% kenaikan daya memberikan peningkatan yield yang signifikan dengan yield yang paling tinggi (87%) untuk daya tinggi (300 W) sehingga dapat disimpulkan bahwa daya 300 W lebih optimal daripada 150 W. meningkatnya konsentrasi. Sehingga dapat dianggap penggunaan konsentrasi katalis basa 1% (w/w), masih bisa menekan reaksi pembentukan sabun. Hal ini sesuai dengan penelitian bahwa penggunaan katalis yang melebihi 2% berat akan mengakibatkan penurunan yield. Selain itu, katalis basa yang berlebih juga akan terikut pada lapisan organik, sehingga asam lemak bebas yang terkandung dalam bahan baku akan bereaksi dengan katalis basa berlebih dan membentuk reaksi saponifikasi yang dapat menghambat pembentukan metil ester yang diharapkan. Sabun dari hasil transesterifikasi akanturunnya yield metil ester [11]. Gambar 2. Pengaruh daya microwave terhadap yield biodiesel Selain daya microwave, konsentrasi katalis juga perlu diperhatikan dalam penentuan kondisi operasi transesterifikasi yang optimal. Dari hasil penelitian ini yang direpresentasikan dalam gambar 3, dapat diketahui pola yang sama, yakni, dari konsentrasi katalis 0,5% hingga 1% nilai yield cenderung meningkat. Pada variabel katalis KOH dan daya optimal 300 W, kenaikan konsentrasi katalis dari 0,5% (w/w) ke 0,75% (w/w) meningkatkan yield 3,3% (dari 90% ke 93%), dan pada kenaikan konsentrasi katalis dari 0,75% (w/w) ke 1% (w/w) meningkatkan yield sebesar 3,2% (dari 93% ke 96%). Kenaikan yield yang terjadi tidak cukup signifikan, namun yield yang dihasilkan tinggi, begitu pula dengan semua variabel daya, didapat yield tertinggi pada konsentrasi katalis 1% (w/w). Pada variabel katalis CH 3 COONa dan daya optimal 300 W, kenaikan konsentrasi katalis dari 0,5% (w/w) ke 0,75% (w/w) meningkatkan yield 4,9% (dari 81% ke 85%), dan pada kenaikan konsentrasi katalis dari 0,75% (w/w) ke 1% (w/w) meningkatkan yield sebesar 2,4% (dari 85% ke 87%). Kenaikan yield yang terjadi tidak cukup signifikan, namun yield yang dihasilkan tinggi, begitu pula dengan semua variabel daya, didapat yield tertinggi pada konsentrasi katalis 1% (w/w). Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa katalis basa dengan kadar 1% (w/w) minyak adalah kadar katalis paling optimal. Dalam hal ini dapat dikatakan bahwa semakin besar konsentrasi katalis maka semakin cepat reaksi itu berlangsung dan penambahan konsentrasi dari katalis memberikan pengaruh yang besar terhadap yield. Namun apabila penggunaan konsentrasi katalis basa terlalu tinggi, justru akan mengurangi yield. Hasil penelitian Ong [10] yang bertajuk perbandingan properti biodiesel dari tiga jenis minyak nabati yang salah satunya adalah minyak nyamplung dengan katalis basa NaOH menunjukkan bahwa kenaikan katalis juga menaikkan yield hingga suatu titik dimana penambahan katalis justru akan mengurangi yield. Hal tersebut dikarenakan pada konsentrasi katalis yang melebihi kadar optimum akan meningkatkan pembentukan sabun sehingga yield berkurang. Pada penelitian ini, reaksi transesterifikasi katalis basa masih berjalan secara baik pada konsentrasi hingga 1% (w/w), ditandai dengan meningkatnya yield biodiesel seiring Gambar 3. Pengaruh konsentrasi katalis terhadap yield biodiesel Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa penggunaan katalis basa lewis (CH 3 COONa) dibandingkan katalis basa kuat (KOH), justru menurunkan yield biodiesel. Pada yield terbaik pada kondisi operasi paling optimal (daya 300 W, konsentrasi katalis 1% (w/w) minyak), menurunkan yield hingga 9,375% (dari 96% ke 87%). Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa performa katalis KOH lebih baik dari katalis CH 3 COONa. Gambar 4. Pengaruh variasi katalis basa terhadap yield biodiesel pada daya microwave 300 W 2) Katalis Asam Gambar 5 merepresentasikan pengaruh daya terhadap yield biodiesel pada masing-masing katalis asam dan konsentrasi katalis. Dari hasil uji coba yang direpresentasikan pada gambar tersebut, pola data yang terbentuk pada hubungan daya dan yield, dari daya 150 W ke daya 600 W cenderung terjadi kenaikan yield. Jika menggunakan katalis basa, penggunaan daya di atas 300 W, akan menimbulkan reaksi saponifikasi. Sementara transesterifikasi menggunakan katalis asam pada

5 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-401 suhu tinggi tidak menimbulkan reaksi saponifikasi, sehingga yield yang dihasilkan semakin tinggi. Transesterifikasi katalis basa reaksi berlangsung pada suhu kamar sedangkan dengan katalis asam reaksi baru berjalan baik pada suhu sekitar 100 C. Bila tanpa katalis, reaksi membutuhkan suhu minimal 250 C [12]. Pada variabel katalis H 2 SO 4 3%, kenaikan daya dari 150 W ke 300 W meningkatkan yield 9% (dari 70% ke 76%), kenaikan daya dari 300 W ke 450 W, yield meningkat 8% (dari 76% ke 82%), dan pada kenaikan daya dari 450 W ke 600 W, yield meningkat 2% (dari 82% ke 84%). Sedangkan pada variabel katalis CH 3 COOH 3%, kenaikan daya dari 150 W ke 300 W meningkatkan yield 10% (dari 62% ke 68%), kenaikan daya dari 300 W ke 450 W, yield meningkat 6% (dari 68% ke 72%), dan pada kenaikan daya dari 450 W ke 600 W, yield meningkat 3% (dari 72% ke 74%). Baik pada katalis H 2 SO 4 maupun CH 3 COOH, peningkatan yield yang terjadi tidak cukup signifikan, dengan yield yang dihasilkan juga tidak cukup tinggi (<90%). Namun yield terbaik (tertinggi) pada semua variabel konsentrasi katalis, didapatkan saat daya microwave 600 W, sehingga dapat disimpulkan 600 W adalah daya yang paling optimal. penelitian ini dapat disimpulkan bahwa katalis asam dengan kadar 2% (w/w) minyak adalah kadar katalis paling optimal. Dalam hal ini dapat dikatakan bahwa semakin besar konsentrasi katalis asam maka semakin cepat reaksi itu berlangsung dan penambahan konsentrasi dari katalis memberikan pengaruh yang besar terhadap yield. Gambar 6. Pengaruh konsentrasi katalis terhadap yield biodiesel Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa penggunaan katalis asam lemah (CH 3 COOH) dibandingkan katalis asam kuat (H 2 SO 4 ), justru menurunkan yield biodiesel. Pada yield terbaik pada kondisi operasi paling optimal (daya 600 W, konsentrasi katalis 2% (w/w) minyak), menurunkan yield hingga 13,4% (dari 82% ke 71%). Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa performa katalis H 2 SO 4 lebih baik dari katalis CH 3 COOH. Gambar 5. Pengaruh daya microwave terhadap yield biodiesel Dari hasil penelitian ini yang direpresentasikan dalam gambar 6, dapat diketahui pola yang sama, yakni, dari konsentrasi katalis 1% hingga 3% nilai yield cenderung meningkat. Pada variabel katalis H 2 SO 4 dan daya optimal 600 W, kenaikan konsentrasi katalis dari 1% (w/w) ke 2% (w/w) meningkatkan yield 17% (dari 70% ke 82%), dan pada kenaikan konsentrasi katalis dari 2% (w/w) ke 3% (w/w) meningkatkan yield sebesar 2% (dari 82% ke 84%). Pada variabel katalis CH3COOH dan daya optimal 600 W, kenaikan konsentrasi katalis dari 1% (w/w) ke 2% (w/w) meningkatkan yield 15% (dari 62% ke 71%), dan pada kenaikan konsentrasi katalis dari 2% (w/w) ke 3% (w/w) meningkatkan yield sebesar 4% (dari 71% ke 74%). Baik pada katalis H 2 SO 4 maupun CH 3 COOH, kenaikan yield yang terjadi dari konsentrasi 1% (w/w) ke 2% (w/w) relatif signifikan, dengan yield yang relatif tinggi pada konsentrasi katalis 2%. Peningkatan konsentrasi katalis dari 2% (w/w) ke 3% (w/w) tidak menghasilkan peningkatan yang relatif signifikan terhadap yield biodiesel, begitu pula dengan semua variabel daya, sehingga didapat yield terbaik pada konsentrasi katalis 2% (w/w). Dari hasil Gambar 7. Pengaruh variasi katalis asam terhadap yield biodiesel pada daya microwave 600 W Tabel 4 dan 5 menunjukkan karakteristik kualitas biodiesel atau FAME dari minyak nyamplung pada variabel terbaik dengan katalis basa (konsentrasi katalis 1%(w/w) minyak, daya 300 W) dan katalis asam (konsentrasi katalis 2%(w/w) minyak, daya 600 W). Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa viskositas kinematik, dan densitas memenuhi parameter SNI, kecuali untuk variabel katalis asam lemah (CH 3 COOH) di mana viskositas kinematik tidak memenuhi parameter SNI. Tabel 4. Kualitas Biodiesel (FAME) dengan Katalis Basa Pengujian Densitas pada 40 o C (gr/cm 3 ) Viskositas Kinematik pada 40 o C (cst) SNI ,85 0,89 2,3 6,0 KOH 0, ,772 4 Katalis Basa CH 3COON a 0,8713 4,7678

6 JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-402 Tabel 5. Kualitas Biodiesel (FAME) dengan Katalis Asam Pengujian Densitas pada 40 o C (gr/cm 3 ) Viskositas Kinematik pada 40 o C (cst) SNI ,85 0,89 2,3 6,0 Katalis Asam H 2SO 4 CH 3COO H 0,879 0, ,763 6, IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Berdasarkan hasil penelitian yang kami peroleh maka dapat disimpulkan bahwa radiasi gelombang mikro (microwave) dengan katalis asam dan basa dapat digunakan dalam proses pembuatan biodiesel dari minyak nyamplung. Kondisi operasi terbaik untuk katalis basa pada daya 300W, kadar katalis 1% (w/w) minyak. Yield terbaik yang dihasilkan adalah 96% (untuk katalis KOH) dan 87% (untuk katalis CH 3 COONa). Bila ditinjau dari SNI, viskositas kinematik produk sebesar 3,7724 cst (untuk katalis KOH) dan 4,7678 cst (untuk katalis CH 3 COONa) sudah memenuhi. Parameter lain seperti densitas (0,8676 g/ml untuk katalis KOH dan 0,8713 g/ml untuk katalis CH 3 COONa) juga sudah memenuhi standar. Sementara kondisi operasi terbaik untuk katalis asam pada daya 600W, kadar katalis 2% (w/w) minyak. Yield terbaik yang dihasilkan adalah 82% (untuk katalis H 2 SO 4 ) dan 71% (untuk katalis CH 3 COOH). Bila ditinjau dari SNI, viskositas kinematik produk sebesar 5,7631 cst (untuk katalis H 2 SO 4 ) dan 6,6381 cst (untuk katalis CH 3 COOH), hanya katalis H 2 SO 4 yang viskositasnya memenuhi. Parameter lain seperti densitas (0,8797 g/ml untuk katalis H 2 SO 4 dan 0,8852 g/ml untuk katalis CH 3 COOH) juga sudah memenuhi standar. Hal ini menunjukkan bahwa minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum) adalah salah satu sumber daya yang potensial bila digunakan sebagai bahan baku biodiesel mengingat jumlahnya yang melimpah. [9] Atabani, A.E., A.S. Silitonga, T.M.I. Mahlia, H.H. Masjuki dan I.A. Badrudin Calophyllum inophyllum L. as a Potential Feedstock for Biodiesel Production. Department of Mechanical Engineering. Kuala Lumpur : Universiti of Malaya. [10] Ong, H.C., A.S. Silitonga, H.H. Masjuki, T.M.I. Mahlia, W.T. Chong dan M.H. Boosroh Production and Comparative Fuel Properties of Biodiesel From Non-Edible Oils : Jatropa curcas, Sterculia foetida and Ceiba pentandra. Kuala Lumpur : University of Malaya. [11] A. S. Ramadhas, S. Jayaraj, C. Muraleedharan. 2005, Biodiesel Production from High FFA Rubber Seed Oil. [12] Kirk, R.E. and Othmer, D. F Encyclopedia of Chemical Technology 3rd ed. Vol.9. John Wiley and Sons : New York. DAFTAR PUSTAKA [1] Indonesia Energy Outlook,July Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) : Pusat Teknologi Sumber Daya Energi dan Industri Kimia (PTSEIK). [2] Statistical Review of World Energi, June [3] Soerawidjaja, Tatang.H., Pengembangan Industri Biodiesel di Indonesia. Beberapa Skenario dan Persoalan Pengembangan yang Perlu Dicermati. Forum Biodiesel Indonesia (FBI). Bandung. [4] Mahsyud, Tanaman Nyamplung Berpotensi Sebagai Sumber Energi Biofuel, Kementrian Kehutanan. Jakarta 22 September [5] Motasemi, F. dan F.N. Ani A Review on Microwave-Assisted Production of Biodiesel. Johor Bahru : Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Teknologi Malaysia [6] Crane S, Aurore G., Joseph H., Mouloungui Z., Bourgeouis P Composition of Fatty acids triacylglycerols and unsaponifiable matter in Calphyllum calaba L. Oil from Guadeloupe. [7] Sudrajat, R., Sahirman, A. Suryani dan D. Setiawan Proses Trans-Esterifikasi Pada Pembuatan Biodiesel Menggunakan Minyak Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) yang telah dilakukan Esterifikasi. Bogor : Pusat Litbang Hasil Hutan. [8] Freedman, B., Butterfield R.O., dan Pryde E.H Transesterification Kinetics of Soybean Oil. Amerika: J. Am. Oil Chem. Society.