LAPORAN SKRIPSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS PADAT BERPROMOTOR GANDA DALAM REAKTOR FIXED BED Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Achmad Roesyadi, DEA Oleh : M Isa Anshary 2309 106 010 Oktavia Damayanti 2309 106 014 LABORATORIUM TEKNIK REAKSI KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Latar Belakang Kebutuhan bahan bakar semakin meningkat tetapi cadangan sumber daya minyak bumi semakin menipis. Biodiesel termasuk bahan bakar yang paling banyak digunakan dan salah satu alternatif sumber energi. Proses pembuatan biodiesel selama ini menggunakan katalis homogen yang memiliki beberapa kelemahan diantaranya: Rumitnya pemisahan produk biodiesel yang dihasilkan dengan katalis Adanya limbah alkali yang memerlukan proses lanjutan. Dengan adanya kesulitan kesulitan ini maka diadakan penelitian biodiesel dari minyak sawit dengan katalis padat.
BATASAN MASALAH 1. Bahan baku pembuatan biodiesel yang digunakan adalah minyak kelapa sawit yang telah melewati proses RBD (Refined, Bleaching and Deodorized). 2. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol menggunakan katalis padat (CaO/KI / -Al 2 O 3 ). 3. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawit dilakukan dalam reactor batch dan Fixed Bed Continue.
TUJUAN PENELITIAN 1. Untuk mengetahui kondisi optimum kalsinasi katalis CaO/KI / -Al 2 O 3 pada muffle furnace. 2. Untuk mempelajari pengaruh berat katalis dan temperatur terhadap yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol pada reaktor kontinu. 3. Untuk mengetahui analisa yang tepat untuk yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak sawit dengan katalis (CaO/KI / -Al 2 O 3 ) pada reaktor kontinu.
MANFAAT PENELITIAN 1. Menghasilkan biodiesel yang ramah lingkungan, karena biodisel bersifat biodegradable dan renewable dengan emisi CO2 yang sangat kecil 2. Mengetahui pengaruh berat katalis dan temperatur minyak dan metanol terhadap yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol pada reaktor kontinu 3. Mendapatkan yield Fatty Acid Metil Ester terbaik dari kombinasi variabel penelitian.
METODE PENELITIAN Bahan yang digunakan 1. Minyak Kelapa Sawit yang sudah melewati proses RBD (Refined, Bleaching and Deodorized), dengan kadar FFA maksimal 0,08 % 2. Metanol (bratachem) 3. KIpowder (merk) 4. CaO powder (merk) 5. CH 3 COOH (bratachem) 6. -Al 2 O 3 powder (merk) 7. Aquadest
Peralatan Kalsinasi RANGKAIAN ALAT
RANGKAIAN ALAT Peralatan Peletisasi Katalis 1 Keterangan : 1. Cetakan 2. Hidrolik 2
RANGKAIAN ALAT Peralatan Kalsinasi Transesterifikasi batch
RANGKAIAN ALAT Peralatan Transesterifikasi kontinyu 6 5 4 2 3 1 7 8 11 10 9 Keterangan : 1. Tangki Penampung 1 2. Pompa 3. Pengaduk 4. Valve 1 5. Valve 2 6. Rotameter 7. Thermocouple 8. Reaktor 9. Heater 10. Pendingin 11. Tangki penampung 2
Variabel Penelitian Untuk uji preparasi katalis dalam reaktor batch dengan pengaruh kondisi kalsinasi katalis (powder) pada muffle furnace meliputi : Suhu kalsinasi ( 0 C) : 500, 550, 600, 650, 700 Waktu kalsinasi (jam) : 3; 3,5; 4; 4,5; 5 Untuk uji katalitik produksi biodiesel dalam reactor fixed bed continue (katalis berbentuk tablet) menggunakan variabel variabel berikut : Suhu Reaksi ( 0 C) : 125, 150, 175, 200 C Berat katalis (gram) : 10, 15 dan 20 Ratio molar : 1 : 36 Rate konstan : 250 ml/jam
Preparasi Katalis - Melarutkan CaO + 50 ml aquadest. - Menambahkan asam asetat. - Menambahkan -Al 2 O 3 kemudian diaduk selama 3 jam Setelah pengadukan CaAsetat + -Al 2 O 3 selama 3 jam menambahkan larutan KI dan diaduk kembali selama 3 jam dengan suhu ruangan kemudian diuapkan hingga menjadi pasta Kalsinasi pada variabel suhu dan waktu yang ditentukan Membuat larutan KI dengan kadar 35% berat terhadap -Al 2 O 3 Mengoven katalis pada suhu 120 C selama 12 jam Karakterisasi katalis (BET, XRD dan SEM)
Transesterifikasi Reaktor Batch Memasukkan minyak kelapa sawit ke dalam labu leher tiga Memanaskan minyak hingga suhu 65 0 C Memasukkan katalis dengan jumlah 6% (% berat terhadap minyak) dan methanol secara bersamaan kedalam labu leher tiga yang berisi minyak. Mengaduk dengan magnetic stirer dan menjaga suhu konstan 65 0 C Setelah 5 jam, proses dihentikan. Memisahkan produk
Transesterifikasi Reaktor Kontinyu Katalis padat minyak sawit + methanol Pemanasan katalis padat dalam reaktor fixed bed sesuai dengan variabel suhu. Pemanasan dan reaksi pada reaktor fixed bed (T = 125, 150, 175, 200 C, dan berat katalis 10, 15 dan 20 gram) Metanol, Gliserol Pemisahan metil ester dari metanol, dan gliserol dengan pengendapan. Metil Ester
Hasil Analisa Hasil Analisa SEM CaO /KI/ϒ-Al 2 O 3 pada suhu 650 0 C selama 5 jam
UJI KATALIS PADAT CaO/KI/γ-Al 2 O 3 Hasil Analisa XRD Hasil Analisa CaO KI -Al 2 O 3 CaO/KI/ -Al 2 O 3
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor batch Grafik hubungan antara suhu kalsinasi dengan % yield biodiesel ( 5 jam, 65 0 C, ratio molar 1:42 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor batch Grafik hubungan antara waktu kalsinasi dengan % yield biodiesel ( 5 jam, 65 0 C, ratio molar 1:42 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor kontinyu Grafik Hubungan antara suhu reaktor ( o C) dengan viskositas (cp) ( 250 ml/jam, ratio molar 1: 36 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor kontinyu Grafik Hubungan antara berat katalis dengan % yield biodiesel ( 250 ml/jam, 200 0 C, ratio molar 1: 36 )
Kesimpulan Transesterifikasi pada reaktor batch 1. Katalis padat CaO/KI/ -Al 2 O 3 dapat digunakan dalam proses transesterifikasi minyak kelapa sawit sehingga menghasilkan metil ester dengan kemurnian mencapai 93,98% dengan perbandingan mol minyak dan metanol adalah 1:42 dengan pemisahan katalis dan biodiesel yang mudah. 2. Semakin lama waktu kalsinasi, semakin tinggi pula %yield metil ester sehingga menghasilkan yield sebesar 93,38%. 3. Semakin tinggi suhu kalsinasi, semakin tinggi pula % yield metil ester sehingga menghasilkan yield sebesar 57,62%. Transesterifikasi pada reaktor kontinyu 1. Semakin tinggi suhu reaksi transesterifikasi, maka semakin kecil pula viskositas metil ester sehingga terjadi korelasi antara cp dan % yield. 2. Semakin banyak berat katalis, semakin besar % yield yang dihasilkan maka nilai yield yang didapat sebesar 15,51%..