KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl

Transkripsi

1 KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : ROBBY ADMIRAL SAPUTRA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016

2 LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl Oleh: Robby Admiral Saputra Pembimbing I Palembang, Juli 2016 Pembimbing II Ir. Mustain Zamhari, M.Si Ir. Muhammad Taufik,M.Si NIP NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia Adi Syakdani, S.T., M.T. NIP

3 ABSTRAK KONVERSI MINYAK JELANTAH MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT TERAKTIVASI HCl (Robby Admiral Saputra, halaman, 12 Tabel, 13 Gambar, 4 Lampiran) Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari variasi konsentrasi senyawa aktivasi zeolit dan penggunaan katalis zeolit teraktivasi HCl terhadap biodiesel dari minyak goreng bekas. Pembuatan biodiesel dari bahan baku minyak goreng bekas ini sebelumnya dilakukan proses esterifikasi yang bertujuan untuk menurunkan %FFA > 5% menjadi < 5% dengan bantuan pelarut yang sama yaitu metanol dan katalis zeolit yang diaktivasi oleh HCl, kemudian dilanjutkan ke tahap selanjutnya yaitu proses transesterifikasi. Proses transesterifikasi minyak goreng bekas dalam metanol untuk menghasilkan biodiesel menggunakan katalis basa (KOH). Peninjauan konsentrasi HCl dan jumlah katalis yang digunakan terhadap produk biodiesel yang dihasilkan perlu dilakukan untuk mendapatkan produk biodiesel yang memenuhi standar. Proses esterifikasi minyak goreng bekas yang menggunakan katalis zeolit teraktivasi HCl dan jumlah zeolit yang digunakan dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi senyawa aktivasi zeolit ( HCl) yaitu 0,5 M, 1 M, 1,5 M, 2 M, 2,5 M dan variasi zeolit yang digunakan sebesar 0,5 gr, 1 gr, 1,5 gr. Penelitian ini dilakukan dengan cara mencampurkan minyak goreng bekas, metanol dan zeolit yang telah diaktivasi dalam gelas kimia 250 ml dengan kondisi operasi 60 0 C selama 3 jam dan hasilnya dipisahkan didalam corong pisah lalu didiamkan selama 24 jam. Dari penelitian diperoleh kondisi optimum pada penggunaan senyawa aktivasi HCl dengan konsentrasi 1 M dan massa zeolit sebesar 0,5 gr. Hasil analisis sifat fisik dan kimia biodiesel yang diperoleh %konversi 88%, densitas 0,8782 gr/ml, bilangan asam 0,6182 mgkoh/gr, titik nyala 187,8 0 C, viskositas 2,7797 cst, dan % FFA 0,2871. Produk biodiesel yang dihasilkan telah memenuhi standar mutu biodiesel indonesia. Kata kunci : Biodiesel, Esterifikasi, Katalis Zeolit, Minyak goreng bekas, Senyawa aktivasi HCl, Transesterifikasi iii

4 ABSTRACT THE CONVERSION OF WASTED COOKING OIL TO BIODIESEL USING CATALYST ZEOLITE ACTIVATED BY HCl (Robby Admiral Saputra, pages, 11 Tables, 13 Pictures, 4 Enclosures) This research aim is to know the influence from various concentration on the activation of the zeolites and various usage of zeolites catalyst activated by HCl to biodiesel from wasted cooking oil. The production of biodiesel from waste cooking oil as raw material this before all was done by using esterification process with purpose to reduce %FFA > 5% becomes < 5% with some help of the same solvent that is methanol and catalyst zeolites that are activated by HCl, then is continued to phase hereinafter is processing Transesterification. The transesterification process of wasted cooking oil in methanol to yield biodiesel applies alkaline catalyst (KOH). Sighting of concentration HCl and the number of catalyst used to product biodiesel yield need to be done to get product biodiesel fulfilling standard. Process esterification of wasted cooking oil catalyst zeolites activated by HCl and the number of catalyst zeolites used with various concentration HCl that is 0,5 M, 1 M, 1,5 M, 2 M, 2,5 M and various number of catalyst used equal to 0,5 gr, 1 gr, 1,5 gr. This research done by the way of mixing wasted cooking oil, methanol and zeolites that has been activated in beaker glass 250 ml with operating condition 60 0 C during 3 hour and result of his it s dissociated in separatory funnel then is hushed during 24 hours. From the research was received by the optimum condition in the use activation compound HCl with the concentration 1 M and the mass of zeolites 0,5 gr. Results of the analysis of the physical characteristics and chemistry biodiesel that was received %rconversion 88%, density gr/ml, acid number of mgkoh/gr, flashpoint 187,8 0 C, viscosity cst, and %FFA 0,2871. The biodiesel product that have got has been fulfill the Indonesian standard biodiesel quality. Keywords : Activation Compound HCl, Biodiesel, Catalyst Zeolites, Esterification,, Transesterification, Wasted cooking oil iv

5 KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim Syukur alhamdulillah penulis hanturkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir dengan judul Konversi Minyak Jelantah menjadi Biodiesel menggunakan Katalis Zeolit Teraktivasi HCl ini tepat pada waktunya. Laporan Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III sesuai dengan kurikulum yang ditetapkan oleh Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan Akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan dan penulisan laporan ini, penulis mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan hormat penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada : 1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Adi Syakdani, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Ahmad Zikri, S.T., M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Ir. Mustain Zamhari, M.Si., Dosen Pembimbing I Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Ir. Muhammad Taufik, M.Si., Dosen Pembimbing II Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Seluruh staf pengajar dan Administrasi di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Seluruh Teknisi Laboratorium Jurusan Teknik Kimia. 8. Orang tua dan keluarga yang tercinta yang selalu mendoakan, memotivasi, dan mendukung penulis dalam menyelesaikan laporan akhir. v

6 9. Teman-teman yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Penulis menyadari dengan kerendahan hati bahwa laporan ini jauh dari sempurna. Untuk itu, sangat diharapkan kritik dan saran membangun dari semua pihak untuk menyempurnakan Laporan Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Palembang, Juli 2016 Penulis vi

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv MOTTO v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Manfaat Perumusan Masalah... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Kelapa Sawit Minyak Nabati Komposisi dalam Minyak Nabati Trigliserida Asam Lembak Bebas Minyak Nabati dari Kelapa Sawit Minyak Goreng Bekas (Minyak Jelantah) Biodiesel Pengertian Biodiesel Karakteristik Biodiesel Manfaat Biodiesel Proses Pembuatan Biodiesel Esterifikasi Transesterifikasi Katalis Pengelompokan Katalis Alkohol Zeolit Pengertian Zeolit Zeolit sebagai Katalis Karakteristik Bahan Bakar Biodiesel vii

8 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Alat yang digunakan Bahan yang digunakan Perlakuan dan Rancangan Penelitian Prosedur Percobaan Tahap Preparasi Zeolit Alam Tahap Reaksi Esterifikasi menggunakan Katalis Zeolit Asam Teraktivasi HCl Tahap Reaksi Transesterifikasi menggunakan Katalis Homogen Kalium Hidroksida (KOH) Tahap Analisa Bahan Baku dan Hasil Analisa Densitas Analisa % FFA dan Bilangan Asam Analisa Titik Nyala Analisa Viskositas BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Bahan Baku Hasil Pembahasan Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Volume Biodiesel Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Densitas Biodiesel Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Titik Nyala Biodiesel Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Viskositas Biodiesel Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap %FFA Biodiesel Analisa Biodiesel Trbaik BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit... 8 Tabel 2 Karakteristik Minyak Sawit... 9 Tabel 3 Tanaman Penghasil Minyak Nabati serta Produktifitasnya Tabel 4 Kandungan Asam Lemak Bebas dari Minyak Kelapa Sawit Tabel 5 Komposisi Asam Lemak di Dalam Minyak Bunga Matahari, Minyak Kedelai dan Minyak Bekas Tabel 6 Mutu Minyak Jelantah Tabel 8. Keunggulan masing masing golongan katalis Tabel 9. Sifat fisik beberapa zeolit alam Tabel 10. Tabel data massa jenis bola yang digunakan pada pengukuran viskositas Tabel 11. Data Analisa Bahan Baku Tabel 12. Hasil Analisa Uji Biodiesel ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Kelapa Sawit dan Olahannya... 7 Gambar 2. Struktur molekul monogliserida, digliserida, dan trigliserida Gambar 3. Struktur molekul asam lemak bebas Gambar 4. Reaksi Esterifikasi Dari Asam Lemak Menjadi Metil Ester Gambar 5. Reaksi Transesterifikasi dari Trigliserida menjadi ester metil Gambar 6. Tahapan reaksi transesterifikasi Gambar 7. Sisi Asam Broensted and Lewis Gambar 8. Diagram alir proses pembuatan Biodiesel Gambar 9. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Volume Biodiesel Gambar 10. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Densitas Biodiesel Gambar 11. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Titik Nyala Biodiesel Gambar 12. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap Viskositas Biodiesel Gambar 13. Pengaruh penambahan Zeolit dan konsentrasi Senyawa Aktivasi HCl terhadap %FFA Biodiesel x

11 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A Data Lampiran B Perhitungan Lampiran C Dokumentasi Lampiran D Surat-Menyurat xi