Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum) SKRIPSI JY Nurin Andyna I. NIM 10504056 PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum) (The Manufacture Of Biodiesel From Nyamplung (Calophyllum inophyllum) Seed Oil) SKRIPSI JY Nurin Andyna I. NIM 10504056 PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
ABSTRACT The process of nyamplung oil in biodiesel manufacturing are by impurity and some compounds; such as : alkaloid, phosphatide, carotenoid, chlorophyll, and many others which are usually called gum. There are three steps of biodiesel manufacturing : degumming, preestherification, and trans-estherification. Degumming process started by the addition of phosphoric acid 1% wt and wait for 1 x 24 hours. And then, the oil is washed by methanol : water : hexane until it has brownish color and separated, where the oil will be dissolved in hexane. While for the pre-estherification process is done by mixing methanol and oil which has the ratio methanol : oil = 20 : 1 by using pitch HCl 6% wt for about two hours in 60 C. The separated oil will be used in the step three. In the trans-estherification, it is done by mixing the oil with methanol and NaCH 3 O with the ratio of oil : methanol : NaCH 3 O = 10 : 60 : 2 for about two hours in 60 C. As the result, biodiesel oil has a yellowish color and 45% of rendemen. Keywords : biodiesel, nyamplung seed oil, Calophyllum inophyllum, degumming.
ABSTRAK Pengolahan biodiesel minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum) terkendala oleh banyaknya kandungan kotoran dan senyawa kimia seperti : alkaloid, fosfatida, karotenoid, klorofil dll yang dikenal dengan getah (gum). Pada penelitian ini, pembuatan bidoesel dilakukan melalui 3 (tiga) tahap yang terdiri dari : degumming, praesterifikasi, dan transesterifikasi. Proses degumming dimulai dengan penambahan asam fosfat 1 % wt dan didiamkan selama minimal 1x24 jam. Selanjutnya minyak dicuci dengan metanol : air : heksana sampai berwarna kecoklatan dan dipisahkan, dimana minyak akan terlarut dalam heksana. Praesterifikasi dilakukan dengan pencampuran metanol : minyak = 20 : 1 dengan katalis HCl pekat 6%wt selama 2 jam pada suhu 60 0 C. Minyak yang terpisah dari metanol digunakan pada tahap ketiga. Transesterifikasi dilakukan dengan pencampuran minyak : metanol : NaCH 3 O 10 : 60 : 2 selama 2 jam pada suhu 60 0 C. Setelah tahap ketiga ini diperoleh biodiesel berupa minyak kekuningan sedikit keruh dengan rendemen sebesar 45 %. Kata kunci : Biodiesel, minyak biji nyamplung, Calophyllum inophyllum, degumming.
Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung Menerangkan bahwa skripsi yang disusun oleh : JY Nurin Andyna I. NIM 10504056 telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Kimia Bandung, Oktober 2009 Pembimbing Dr. Cptati MS. M,Sc. 131 404 254
Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. (Q.S. Al-Insyirah 5-6) Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya (Q.S. Al-Baqarah 286) Untuk Ibu, ibu, ibu.., Ayah. Qowwam terkasih Dan permata jannah.
UCAPAN TERIMAKASIH Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt karena berkat limpahan anugerah dan kekuasaan-nya, penulis dapat melaksanakan Tugas Akhir serta menyusun skripsi ini tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini secara khusus penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dr. Ciptati MS. M,Sc. atas semua bimbingan, arahan, dukungan, saran dan kritik, kesabaran, dan kepercayaan yang telah diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir dan skripsi ini. Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada pihak pihak yang sangat membantu baik moril maupun materil dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan skripsi ini, diantaranya : 1. Dr. Ahmaloka., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, dan Dr. Indra Noviandri selaku Ketua Program Studi Kimia. 2. Dra. Samitha D. D., selaku dosen wali akademik atas segala dukungan dan arahan selama duduk dibangku kuliah. 3. Suami, Bobo Harianto dan putri tercinta, Anna Aulia Az-Zahra atas semua hari-hari indah yang telah dan akan kita lalui bersama. Ma afkan ibu, sayang. 4. Ibu, ayah dan adik-adik tersayang, umar, andzara, allam, farras, maziya, nabila, nafies dan faiza. Atas semua pengertian, bimbingan dan dukungannya selama ini. Penulis sangat bersyukur telah dibesarkan ditengah-tengah kehangatan keluarga yang telah kalian ciptakan. 5. Keluarga Sudiarto, kelurga besar Ghozali, dan keluarga besar Ponidi. Terimakasih atas semua dukungan dan semangatnya 6. Bu A ih, pak dudung, dan pak toyo. Terimakasih atas semua bantuannya dalam menyelesaikan penelitian. 7. My Soulmate, Fani, Viera, Dhian, Shofia, Tiin, Rini, Afnia, Lia, Diniyyah. Terimakasih atas persahabatan indah yang telah kalian berikan
8. Temen-temen seperjuangan di lab bioorganik, dwita, enny, iis siti, iis fatmawati, wisa, mbak ida, teh ijah, bu nurul, bu juni, bu ketis. Terimakasih atas diskusi, canda dan kebersamaan selama penulis memjalani penelitian. 9. Teman-teman Kimia 2004. terimakasih telah memberikan begitu banyak perhatian dan kebersamaan selama penulis kuliah, 10. Para GLOWSERS. Ranti, Amanda, Oki, Yudho, Deva, serta glows mania lainnya. Karena kita adalah satu, viva GLOWS. 11. Bu Eti (mamanya syifa dan fauzi), bu yeni dan bu guru di RAB Al-Firdaus. Terimakasih atas kesediaannya menjaga zahra, selama penulis menyelesaikan kuliah. Semoga Allah SWT membalas setiap kebaikan dengan kebaikan yang berlipat ganda. Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, tak ada gading yang tak retak. Penulis menerima saran ataupun feed back untuk menyempurnakan skripsi ini. Penulis berharap bahwa skripsi ini dapat mendorong penelitian penelitian lain yang meneruskan penelitian penulis sehingga diperoleh hasil yang lebih baik untuk dapat diaplikasikan dalam kehidupan Bandung, Oktober 2009 Penulis
DAFTAR ISI Abstract... ii Abstrak... iii Ucapan Terima Kasih... vi Daftar Isi... viii Daftar Tabel... xi Daftar Gambar... xii Daftar Lampiran... xiii 1. Pendahuluan... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penelitian... 3 2. Tinjauan Pustaka... 4 2.1. Tanaman nyamplung (Calophyllum inophyllum)... 4 2.2. Biodiesel... 6 2.2.1. Sintesis biodiesel... 7 2.3. Bahan baku biodiesel... 8 2.3.1. Minyak sawit... 8 2.3.2. Minyak jarak pagar... 9 2.3.3. Minyak jarak kepyar... 11 2.3.4. Minyak nyamplung... 12 2.4. Pemurnian minyak... 13 2.4.1. Getah... 13 2.4.2. Proses degumming... 14 2.4.2.1. Water degumming... 14
2.4.2.2. Acid degumming... 15 2.5. Karakterisasi biodiesel... 16 2.5.1. Viskositas... 17 2.5.2. Cloud point (titik awan)... 18 2.5.3. Bilangan iod... 19 2.5.4. Bilangan asam... 19 2.5.5. Angka penyabunan... 19 3. Metodologi Penelitian... 21 3.1. Persiapan sampel... 21 3.2. Alat dan bahan... 21 3.2.1. Alat... 21 3.2.2. Bahan... 22 3.3. Degumming... 22 3.4. Pra-esterifikasi... 22 3.5. Trans-esterifikasi... 22 3.6. Karakteriasi hasil... 23 3.7. Karakterisasi sampel minyak (crude oil) dan biodiesel nyamplung.... 23 3.7.1. Massa jenis... 23 3.7.2. Viskositas... 23 3.7.3. Bilangan asam... 24 3.7.4. Bilangan iod (cara Hanus)... 25 3.7.5. Bilangan penyabunan... 25 3.7.6. Titik awan (cloud point)... 25 4. Pembahasan... 26 4.1. Degumming... 26
4.2. Reaksi pra-esterifikasi atau esterifikasi... 27 4.3. Reaksi transesterifikasi... 29 4.4. Karakterisasi hasil... 30 4.4.1. Kromatografi lapis tipis (KLT)... 31 4.4.2. Spektrum Infra Red... 32 4.4.3. Karakterisasi biodiesel... 34 Daftar Pustaka... 37 Lampiran... 39
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit... 9 Tabel 2.2. Sifat fisiko kimia minyak sawit sebelum dan sesudah pemurnian... 9 Tabel 2.3. Komposisi asam lemak dari minyak jarak pagar... 10 Tabel 2.4. Sifat fisiko kimia minyak jarak pagar... 10 Tabel 2.5. Karakteristik biodiesel dari jarak pagar... 11 Tabel 2.6. Kandungan asam lemak minyak biji jarak kepyar... 11 Tabel 2.7. Sifat fisiko kimia minyak jarak kepyar... 12 Tabel 2.8. Kandungan asam lemak minyak nyamplung... 12 Tabel 2.9. Karakteristik biodisel dari minyak nyamplung... 13 Tabel 2.10. Beberapa karakteristik biodiesel berdasarkan RSNI EB 020551... 17 Tabel 4.1. Puncak serapan penting spektrum IR biodiesel nyamplung... 33 Tabel 4.2. Karakteristik crude oil dan biodiesel nyamplung... 34 Tabel 4.3. Perbandingan biodiesel eksperimen dengan literatur... 35 Tabel 4.4. Karakterisasi minyak mentah dan biodiesel nyamplung... 36
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bagian-bagian tanaman nyamplung... 5 Gambar 2.2. Reaksi trans-esterifikasi... 8 Gambar 2.3. Proses water degumming... 15 Gambar 2.4. Proses acid degumming... 16 Gambar 2.5. Reaksi pembentukan sabun... 20 Gambar 3.1. Viskometer Ostwald... 24 Gambar 4.1. Sampel minyak nyamplung (crude oil)... 26 Gambar 4.2.Minyak hasil degumming... 27 Gambar 4.3. Reaksi penyabunan... 28 Gambar 4.4. Minyak hasil praesterifikasi... 28 Gambar 4.5. Biodiesel dari minyak nyamplung... 30 Gambar 4.6. Profil KLT minyak... 31 Gambar 4.7. Spektrum IR crude oil minyak nyamplung... 32 Gambar 4.8. Spektrum IR biodiesel nyamplung... 33 Gambar 4.9. Struktur metil oleat... 33
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : Diagram alir proses degumming... 39 LAMPIRAN B : Diagram alir proses praesterifikasi... 40 LAMPIRAN C : Diagram alir proses transesterifikasi... 41 LAMPIRAN D : Pembuatan reagen... 42