TRANSESTERlFlKASl MINYAK GORENG BEKAS UNTUK PRODUKSI METlL ESTER

Transkripsi

1 TRANSESTERlFlKASl MINYAK GORENG BEKAS UNTUK PRODUKSI METlL ESTER Oleh : MERY TAMBARIA DAMANIK AMBARITA IPN PROGRAM STUD1 ILMU PANGAN PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2002

2 TRANSESTERIFICATION OF USED FRYING OIL FOR PRODUCING METHYL ESTER Under Supervision of Tien R. Muchtadi, Sugiyono and Jenny Elisabeth ABSTRACT The increasingly public awareness about food safety on used frying oil and the increasingly serious environmental destruction have made biodiesel from used frying oil to become an alternative fuel for replacing diesel fuel position in most conventional diesel engines. Transesterification of used frying oil with methanol, in the presence of 1% sodium, hydroxide catalyst (base on weight of oil) was applied in this work. Conditions producing the highest concentrations of methyl ester were molar ratio 1:7 (used frying oillmethanol), reaction time 10 minutes, temperature 60%. In order to have a good result of transesterification reaction, the used frying oil should have i; 4% free fatty acid and I 7% water content. Total polar content (I 29,7%) and peroxide value (I meqlkg) didn't affect transesterification reaction. Most of the biodiesel characteristics (such as density, viscosity, cloud point, flash point, cetane index, Conradson carbon residue, water & sediment, ash content, and free fatty acid and fatty acid composition) that achieved were in accordance with those obtained for biodiesel standard (ASTM PS 121).

3 SURAT PERNYATAAN Dengan ini Saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul : TRANSESTERlFlKASl MINYAK GORENG BEKAS UNTUK PRODUKSI METlL ESTER Adalah benar merupakan hasil karya Saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, Juni 2002 MERY TAMBARIA DAMANIK AMBARITA Nrp : PN

4 TRANSESTERlFlKASl MINYAK GORENG BEKAS UNTUK PRODUKSI METlL ESTER MERY TAMBARIA DAMANIK AMBARITA Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi llmu Pangan PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2002

5 Judul : TRANSESTERlFlKASl MINYAK GORENG BEKAS UNTUK PRODUKSI METlL ESTER Nama : Mery Tambaria Damanik Ambarita NRP : Program Studi : llmu Pangan Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing Prof. Dr. Tien R. Muchtadi, MS. Ketua Komisi Anggota ~ r lr.. ~e\;;yei:;beth, MS. Mengetahui : 2. Ketua Program Studi llmu Pangan ur Program Pasca Sarjana PI. -. e Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS. Tanggal lulus 5 Juni 2002

6 Penulis dilahirkan di Pematangsiantar, 10 Desember 1975 dari pasangan R. 0. Damanik dan T. Sihombing (+), sebagai putri ketiga dari enam bersaudara. Penulis berhasil menyelesaikan pendidikan menengah atas dari SMAN I Pematangsiantar pada tahun 1994 dan pada tahun yang sama diterima di Jurusan Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan dan llmu Kelautan, lnstitut Pertanian Bogor. Pada bulan Pebruari 1999, penulis berhasil menyelesaikan pendidikan tingkat sarjana (SI). Penulis melanjutkan pendidikan ke Program Studi llmu Pangan, Program Pascasarjana, lnstitut Pertanian Bogor dengan program khusus Rekayasa Proses Pangan. Penulis melaksanakan penelitian di Pusat Penelitian Kelapa Sawit - Meuan pada bulan Juli 2001 hingga April 2002.

7 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat yang telah diberikan-nya, sehingga tesis yang berjudul 'Transesterifikasi Minyak Goreng Bekas Untuk Produksi Metil Ester" ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Komisi Pembimbing, yaitu Ibu Prof. Dr. Tien R. Muchtadi, MS. selaku Ketua Komisi dan Bapak Dr. Ir. Sugiyono, M. App. Sc serta lbu Dr. Ir. Jenny Elisabeth, MS. sebagai Anggota Komisi atas perhatian, pengarahan dan bimbingannya yang tak putus-putusnya kepada penulis dalam rangka penyusunan tesis ini. Penulis bersyukur atas keluarga (Bapak, k' Itien, K' Ika, Oehoem, Omi, Yaya) yang selalu memberikan perhatian, cinta kasih, nasihat, sukacita dan segala sesuatu yang telah diperoleh. Juga kepada Kel. Uda A. Damanik, Kel. Dr. Eko W. S. SpB yang selalu memperhatikan penulis. Juga kepada Yayasan Rudang yang membantu dan mengarahkan penulis untuk melanjutkan kuliah di PPS-IPB (Bapak Prof. Dr. Bintan Saragih, Bapak Dja Sarlim Sinaga dan Bapak Prof. Dr. Bungaran Saragih, MEc). Terima kasih juga kepada seluruh staf Peneliti dan karyawan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit - Medan (lembaga yang mendanai penelitian), terutama buat Kak Ida, Pak Warnoto, Pak Mariadi, K' Mega, Mba Ijah, Pak Warso, Pak Abas, Novrida & Yanti. Terutama buat persahabatan yang menarik dengan teman-teman lainnya (Marini & Keluarga, K' Duma, Eben, Anton, Ivan dkk.). Penulis sangat berbahagia memiliki teman-teman terbaik yang ada di Programstudi llmu Pangan, buat segala kebersamaan, baik suka maupun duka, yang walaupun sibuk tetap memberikan perhatian yang terbaik buat penulis. Khusus buat Yani, Nenoi, Ria, Rita, Icha, K' Lince, Pak Mur, Mba Dian, Mba Rahma dan juga Mas Ade. Terima kasih juga kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tesis ini. Penulis berharap tesis ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat kepada siapa saja yang membutuhkan. Bogor, Juni 2002 Penulis

8 DAFTAR IS1 DAFTAR IS1... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... I. PENDAHULUAN... A. Latar Belakang... B. Tujuan Dan Manfaat Penelitian... II. TINJAUAN PUSTAKA... A. Perubahan Minyak Selama Proses Penggorengan... B. Metil Ester... C. Minyak Diesel D. Biodiesel... Ill. METODOLOGI... A. Bahan Dan Alat... B. Waktu Dan Tempat... C. Metode Penelitian... D. Proses Transesterifikasi E. Rancangan Percobaan IV. HASlL DAN PEMBAHASAN... A. Karakteristik Minyak Goreng Bekas dari Beberapa Sumber... B. Faktor Eksternal B.1. Pengaruh rasio molar dan waktu reaksi pada proses transesterifikasi minyak goreng bekas Pengaruh suhu dan waktu reaksi pada proses transesterifikasi minyak goreng bekas... C. Faktor Internal... C.1. C.2. C.3. C.4. Pengaruh total senyawa polar terhadap proses transesterifikasi minyak goreng bekas Pengaruh kandungan senyawa peroksida terhadap proses transesterifikasi minyak goreng bekas... Pengaruh kandungan asam lemak bebas terhadap proses transesterifikasi minyak goreng bekas... Pengaruh kandungan air terhadap proses transesterifikasi minyak goreng bekas... E. Karakteristik Metil Ester Untuk Biodiesel Kesimpulan Saran V. KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... xi xii xiii xiv i 1 3

9 DAFTAR TABEL Halaman Syarat mutu minyak goreng... 4 Karakteristik minyak diesel Sifat biodiesel sawit dan standar biodiesel yang diperlukan (B 100) Sifat-sifat bahan bakar dari minyak nabati Komposisi asam lemak (%blb) dari minyak goreng bekas yang diperoleh dari beberapa sumber Karakteristik mutu biodiesel... 54

10 DAFTAR GAMBAR No. Halaman 1. Reaksi transesterifikasi antara lemak atau minyak dengan metanol (May & Cheah, 2001) Diagram hasil pengolahan minyak beserta turunannya (Miyawaki, 1998) Proses produksi metil ester (modifikasi Karosmanoglu, eta/., 1999) Bilangan peroksida dari minyak goreng bekas yang diperoleh dari 3 1 beberapa sumber Kadar asam lemak bebas (ALB) dari minyak goreng bekas yang diperoleh 32 dari beberapa sumber Kadar air dari minyak goreng bekas yang diperoleh dari beberapa sumber Viskositas dari minyak goreng bekas yang diperoleh dari beberapa sumber Kandungan senyawa polar dari minyak goreng bekas yang diperoleh dari 35 beberapa sumber Pengaruh rasio molar.substrat (metanol dan minyak goreng bekas, mlm) terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (suhu reaksi 600C, laju pengadukan 300 rpm) Pengaruh waktu reaksi pada proses transesterifikasi minyak goreng bekas terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (suhu reaksi 600C, laju pengadukan 300 rpm) Pengaruh interaksi antara rasio molar substrat dengan waktu reaksi terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (suhu reaksi 600C, laju pengadukan 300 rpm) Pengaruh rasio molar substrat terhadap kandungan asam lemak bebas (ALB) pada produk transesterifikasi (suhu reaksi 600C, laju pengadukan 300 rpm, 120 menit) Pengaruh suhu reaksi pada proses transesterifikasi terhadap terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (rasio substrat minyak goreng bekas: metanol reaksi =7:1, laju pengadukan 300 rpm) Pengaruh waktu reaksi pada proses transesterifikasi terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (rasio molar substrat minyak goreng bekas: metanol reaksi = 73, laju pengadukan 300 rpm) Pengaruh suhu reaksi pada proses transesterifikasi terhadap kandungan ALB metil ester (rasio molar substrat= 7:l;laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 120 menit)

11 Hubungan antara kandungan senyawa polar pada minyak goreng bekas terhadap persentase ester dari metil ester minyak goreng bekas (rasio molar substrat : 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara total senyawa polar (TSP) pada minyak goreng bekas terhadap kandungan ALB metil ester (rasio molar substrat= 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kandungan senyawa peroksida pada minyak goreng bekas terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (rasio molar substrat= 7:l; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kandungan senyawa peroksida pada minyak goreng bekas terhadap kandungan ALB metil ester (rasio molar substrat= 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kandungan ALB pada minyak goreng bekas terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (rasio substrat= 7:1; suhu 70%; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kandungan ALB pada minyak goreng bekas terhadap kandungan ALB metil ester (rasio molar substrat = 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kandungan ALB pada minyak goreng bekas terhadap rendemen metil ester yang dihasilkan (rasio molar substrat = 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kadar air pada minyak goreng bekas terhadap persentase metil ester dalam produk transesterifikasi (rasio molar substrat 7:l; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kadar air pada minyak goreng bekas terhadap kandungan ALB pada produk transesterifikasi (rasio molar substrat 7:1; suhu 700C; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit)... Hubungan antara kadar air pada minyak goreng bekas terhadap rendemen metil ester produk transesterifikasi (rasio molar substrat = 7:1; suhu 70%; laju pengadukan 300 rpm; waktu reaksi 40 menit) Minyak goreng bekas (kiri) dan metil ester (kanan yang dibandingkan dengan minyak solar Pertamina (tengah); Sumber minyak goreng bekas : K : kantin; W : penjual pisang goreng; S3 : restoran cepat saji untuk menggoreng kentang; S4 : restoran cepat saji untuk menggoreng ayam...

12 DAFTAR LA'MPIRAN No. Halaman Pengujian Sifat Fisiko Kimia Minyak dan Metil Ester Pengujian Sifat Biodiesel (ASTM) ANOVA Hasil Uji Lanjut dengan Uji Duncan... 73