PENGARUH STIR WASHING, BUBBLE WASHING, DAN DRY WASHING TERHADAP KADAR METIL ESTER DALAM BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum) Disusun oleh : Dyah Ayu Resti N. Ali Zibbeni 2305 100 023 2305 100 104
LATAR BELAKANG Kebutuhan terhadap bahan bakar alternatif Biodiesel dari biji nyamplung Proses pemurnian biodiesel Proses Pencucian Water Washing Dry Washing
BATASAN MASALAH Mendapatkan biodiesel dari biji nyamplung. Parameter pengujian terdiri dari kadar metil ester dalam biodiesel, densitas, viskositas, titik nyala (flash point), titik tuang (pour point), dan cetane index. TUJUAN PENELITIAN Mempelajari pengaruh pencucian dengan metode stir washing, bubble washing dan dry washing, terhadap kadar metil ester dalam biodiesel dari biji nyamplung.
BIODIESEL Senyawa metil-ester hasil dari proses esterifikasi atau transesterifikasi minyak nabati atau lemak hewani. Sumber : Tim Penulis Badan Riset Desain dan Sistem Teknologi, 2008 NYAMPLUNG Kandungan minyak dalam bijinya mencapai 45-73% berat kering. Sumber : Soerawidjaja, Tatang, dkk. 2005
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG ESTERIFIKASI Reaksi antara asam lemak bebas dengan alkohol yang menghasilkan metil ester dan air Katalis yang digunakan adalah H2SO4 TRANSESTERIFIKASI Reaksi antara trigliserida dengan alkohol yang menghasilkan metil ester dan gliserol. Katalis yang digunakan adalah basa berupa NaOH yang dilarutkan dalam methanol sehingga membentuk CH3ONa. Sumber : Knothe, G, dkk. 2007
PROSES PEMURNIAN BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG PEMISAHAN GLISEROL Metil ester dan gliserol tidak saling larut membentuk dua lapisan Pemisahan menggunakan corong pemisah Sumber : Hambali, Erliza, dkk. 2007
PROSES PEMURNIAN BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG PROSES PENCUCIAN Biodiesel yang diperoleh masih mengandung residu, antara lain : sisa katalis, soap stock (sisa sabun), methanol yang tidak bereaksi, dan sisa gliserol yang tidak terpisah setelah pemisahan awal dengan corong pemisah. Metode pencucian : a. Water washing Paling umum digunakan - stir washing - bubble washing b. Dry Washing Menggunakan adsorben
PROSES PEMURNIAN BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG STIR WASHING Pencucian biodiesel menggunakan air disertai pengadukan. Mencampurkan air dengan biodiesel sehingga impurities terlepas dari biodiesel dan larut dalam air. Sumber : Hambali, Erliza dan Armansyah. 2008 BUBBLE WASHING Pencucian biodiesel menggunakan gelembung udara yang dihasilkan oleh pompa aerator. Gelembung udara timbul melalui air dan menuju biodiesel di lapisan atas, membawa film air di sekitarnya yang berfungsi mencuci biodiesel di sekitar gelembung Sumber : www.gbanalysts.com
PROSES PEMURNIAN BIODIESEL DARI BIJI NYAMPLUNG DRY WASHING Tidak membutuhkan air, melainkan menggunakan adsorben untuk menyerap impurities dalam biodiesel. Adsorben yang biasa digunakan antara lain magnesium silikat, zeolit, dan resin. Sumber : www.gbanalysts.com
VARIABEL PENELITIAN 1. Variabel Tetap Rasio Asam Fosfat (H3PO4) 0,2% dari volume minyak biji nyamplung. Waktu reaksi esterifikasi dan transesterifikasi 60 menit Temperatur reaksi esterifikasi dan transestrifikasi 60 C Rasio berat katalis H2SO4 0,6% dan NaOH sebesar 0,8% terhadap berat minyak biji nyamplung Rasio molar minyak biji nyamplung terhadap methanol 1:6
VARIABEL PENELITIAN 2. Variabel Berubah Metode pencucian yang digunakan : stir washing, bubble washing, dan dry washing Rasio berat magnesium silikat terhadap berat biodiesel : 0,5%; 0,6%; 0,7%; 0,8%; 0,9%; dan 1,0% Lama waktu pencucian bubble washing : 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam 3. Variabel Respon Kadar metil ester dalam biodiesel
SEPERANGKAT ALAT TRANSESTERIFIKASI Keterangan : 1. Kondensor 2. Air keluar 3. Statif 4. Air masuk 5. Thermometer 6. Labu leher tiga 7. Magnetic stirrer 8. Water bath 9. Hot plate stirer
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Tahap Persiapan Biji nyamplung Pengeringan biji nyamplung Pengepresan biji nyamplung Minyak biji nyamplung
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Tahap Degumming Minyak biji nyamplung Pemanasan hingga suhu 50 C Penambahan H3PO4 0,2% dari volume minyak disertai pengadukan dan pemanasan Pendinginan dan pemisahan gum dengan corong pemisah Lapisan bawah adalah impurities minyak Lapisan atas adalah refined oil
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Tahap Esterifikasi Refined oil H2SO4 (0,6% berat minyak) + metanol (rasio molar minyak dan methanol 1:6 ) Pengadukan dan pemanasan pada suhu reaksi 60ºC selama 60 menit Pendinginan dan pemisahan air dengan corong pemisah Lapisan bawah adalah air Lapisan atas adalah Metil Ester (Crude Biodiesel)
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Tahap Transesterifikasi NaOH (0,8% berat minyak) + metanol (rasio molar minyak dan methanol 1:6 ) Crude Biodiesel hasil esterifikasi Larutan sodium methokside (CH3ONa) Pengadukan dan pemanasan pada suhu reaksi 60ºC selama 60 menit Pendinginan dan pemisahan gliserol dengan corong pemisah Lapisan bawah adalah gliserol Lapisan atas adalah Metil Ester (Crude Biodiesel)
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Tahap Pencucian Stir Washing Crude biodiesel hasil transesterifikasi Air hangat 50% dari volume biodiesel Pengadukan selama 5 menit Pemisahan biodiesel dan impurities Lapisan atas adalah biodiesel Pengurangan kandungan air Lapisan bawah adalah impurities
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Bubble Washing Crude biodiesel hasil transesterifikasi Air 25% dari volume biodiesel Penyalaan pompa aerator untuk menghasilkan gelembung Pemisahan biodiesel dan impurities Lapisan atas adalah biodiesel Pengurangan kandungan air Lapisan bawah adalah impurities
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Dry Washing Crude biodiesel hasil transesterifikasi Adsorben Magnesium silikat Pengadukan 15 menit pada suhu 55 C Pemisahan biodiesel dan impurities dengan vacuum pump
HASIL PENELITIAN No Rasio Berat (%) Kadar Metil Ester (%) 1 2 3 4 5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 82,12 82,98 84,02 86,91 89,93 No Parameter Satuan 1 Massa jenis pada 15 0C kg/m3 Hasil Analisa 871,17 2 Viskositas kinematik pada 40 0C mm2/s 4,9 3 4 Titik nyala (flash point) 0C 140 9915,83 Heating value No Waktu Pencucian Kadar Metil Ester (jam) (%) 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 kcal/kg 82,13 82,27 83,48 85,67 83,53
Kadar Metil Ester (%) 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 0 1 2 3 4 5 6 Waktu Pencucian (jam) Gambar 1. Pengaruh waktu pencucian terhadap kadar metil ester pada metode bubble washing Kadar Metil Ester (%) 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 % Berat Magnesium Silikat Gambar 2. Pengaruh berat adsorben terhadap perolehan kadar metil ester dengan metode dry washing
KESIMPULAN Biodiesel dari minyak biji nyamplung diperoleh dengan proses esterfikasi dan transesterifikasi melalui metode pencucian stir washing, bubble washing dan dry washing. Dari hasil pengujian karakteristik biodiesel didapatkan bahwa biodiesel dari minyak biji nyamplung memenuhi standar SNI sebagai bahan baku alternative untuk mesin diesel. Kadar metil ester dalam biodiesel dari minyak biji nyamplung yang dicuci dengan metode stir washing sebesar 85,47%. Kadar metil ester terbesar dalam biodiesel dari minyak biji nyamplung yang dicuci dengan metode bubble washing diperoleh pada waktu pencucian selama 4 jam, yaitu sebesar 85,67%. Kadar metil ester terbesar dalam biodiesel dari minyak biji nyamplung yang dicuci dengan metode dry washing diperoleh dengan rasio berat magnesium silikat sebesar 0,9 % berat biodiesel yaitu sebesar 89,93 %.