PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN PEMANASAN GELOMBANG MIKRO Dosen Pembimbing : Dr. Lailatul Qadariyah, ST. MT. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA. Safetyllah Jatranti 2310100001 Fatih Ridho Muhammad 2310100094
LATAR BELAKANG Nyamplung sebagai bahan baku biodiesel Indonesia memiliki tegakan alami nyamplung seluas 225.400 Ha, bila 10% termanfaatkan akan menghasilkan 255 juta liter
TUJUAN PENELITIAN 1. Mensintesa biodiesel dari minyak nyamplung 2. Mempelajari daya optimal dalam proses 3. Mempelajari jumlah katalis terbaik dalam proses 4. Mempelajari yield dari biodiesel yang dihasilkan 5. Mempelajari pengaruh penambahan ratio mol minyak-metanol terhadap kualitas biodiesel
BIODIESEL Metil Ester Biodiesel biasa disebut sebagai fatty acid alkil ester, yaitu bentuk ester dari asam lemak.
KELEBIHAN BIODIESEL Biodesel menghasilkan lebih sedikit asap dan partikulat Mempunyai angka setana yang lebih tinggi Menghasilkan emisi karbon monoksida dan hidrokarbon lainnya lebih sedikit Dapat diperbarui dan biodegradable Tidak beracun
BIODIESEL Standar Biodiesel berdasarkan SNI 04-7182-2006 Parameter SNI 04-7182-2006 Massa jenis pada 40 C (g/cm 3 ) 0,85 0,89 Viskositas Kinematik pada 40 C, (cst) 2,3 6,0 Angka Setana Min. 51 Titik Nyala ( C) Min. 100 Titik Kabut ( C) Min.18 Kadar Air (%volume) Max. 0,05 Bilangan Iodin (g-i2/100 g) Max. 115
POTENSI MINYAK NYAMPLUNG No. Jenis Asam Lemak Presentase (%) 1. Asam lemak jenuh 29,415 -Asam Palmitat (C16:0) 14,318 -Asam Stearat (C18:0) 15,097 2. Asam lemak tidak jenuh 70,325 -Asam Palmitoleat (C16:1) 0,406 -Asam Oleat (C18:1) 35,489 -Asam Linoleat (C18:2) 33,873 -Asam Linoleat (C18:3) 0,557 Sumber : Wahyudi dan Anggoro, 2009
DEGUMMING Degumming adalah suatu proses perlakuan awal terhadap crude dari minyak nabati berupa proses penghilangan kotoran seperti getah atau lendir yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air dan resin tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak.
ESTERIFIKASI Esterifikasi adalah reaksi asam lemak bebas dengan alkohol membentuk alkil ester dan air. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan katalis asam dan disertai pemanasan. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :
TRANS-ESTERIFIKASI Trans-esterifikasi adalah proses reaksi trigliserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek seperti metanol atau etanol menghasilkan biodiesel dan gliserol sebagai produk samping.
PARAMETER DALAM BIODIESEL Beberapa parameter yang digunakan dalam penentuan karakteristik biodiesel antara lain : Viskositas Kinematik Flash Point Densitas Titik Kabut dan Titik Tuang Bilangan Iodin Kadar Air Angka Setana
GELOMBANG MIKRO Merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 1 mm 1 m dan frekuensi 300 MHz 300 GHz. Gelombang ini mampu membangkitkan panas dari dalam bahan. a) Perbandingan Temperatur Microwave dengan Pemanasan Konvensional. b) Kondisi thermal Pemanasan pada Microwave dan Pemanasan Konvensional
GELOMBANG MICROWAVE Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan, yaitu: 1. Pemanasan lebih merata karena membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut. 2. Pemanasannya bersifat selektif artinya tergantung dari konstanta dielektrik bahan. 3. Waktu reaksi pemanasan dengan Gelombang Mikro jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan waktu reaksi pemanasan konvensional. 4. Pemanasan dengan microwave memiliki panas hilang lebih kecil dibandingkan dengan pemanasan konvensional.
KATALIS Katalis CaO teknis (basa padat) dipilih dalam penelitian ini karena katalis basa mampu menghasilkan biodiesel dengan yield besar (>90%), ekonomis serta katalis padat memiliki umur lama (dapat diregenerasi kembali)
PENELITIAN SEBELUMNYA Rahayu Wilujeng dan Ayyu Fityatin (T. Kimia ITS) Pembuatan Biodiesel dengan gelombang mikro secara kontinyu. Daya terbaik 400 watt, yield 91,77% 2011 2012 Giar Pradipta dan Lukerintaningdinar (T. Kimia ITS) Pembuatan Biodiesel dari minyak kelapa dengan gelombang mikro secara batch dengan katalis CaO yield 93 % pada konsentrasi katalis 3%, ratio mol minyak : mol methanol 1:9 2013 Gria Armando dan Rhesa Purnama (T. Kimia ITS) Pembuatan Biodiesel dengan gelombang mikro secara batch dengan katalis CaO yield 60,11 %
DESKRIPSI PERALATAN 1 2 5 3 4 Keterangan gambar : 1. Microwave 2. Reaktor ( Labu Leher Satu ) 3. Pengatur daya 4. Pengatur waktu 5. Kondensor Reflux
VARIABEL PERCOBAAN Konsentrasi Katalis CaO : 2%, 3%, 4%, 5%, dan 6% Daya Microwave : 100 W, 264 W, dan 400 W Ratio Mol minyak-metanol : 1:9 dan 1:12 Dalam penelitian ini digunakan variabel tetap waktu 1 jam dengan kondisi operasi berada pada tekanan atmosferik
Pencucian dengan Air hangat PROSEDUR PERCOBAAN Tahap Degumming + H 3PO 4 Refined Oil Air+asam fosfat+gum
PROSEDUR PERCOBAAN Tahap Esterifikasi Refined Oil + H 2 SO 4 + Campuran Minyak dan Metil Ester Air Uji kadar FFA Pencucian dengan Air hangat
PROSEDUR PERCOBAAN Tahap Trans-Esterifikasi Minyak hasil esterifikasi + + Campuran katalis dan Metanol Biodiesel Biodiesel dianalisa sentrifugasi Pencucian Biodiesel dan pemisahan Gliserol
ANALISA DATA
HASIL PENELITIAN Parameter Sebelum Degumming Setelah Degumming Viskositas (40 0 C)/Cst 54,281 45,500 Densitas (gr/ml) 0,951 0,9337 Warna Hijau Cokelat Kemerahan
HASIL PENELITIAN 25 20 FFA (%) 15 10 5 Ratio 1:20 Ratio 1:30 Ratio 1:40 0 0,00 5,00 10,00 15,00 Kadar Katalis (% (v/v) ) Pengaruh ratio dan kadar katalis terhadap kadar FFA produk
HASIL PENELITIAN Pengaruh Daya Microwave terhadap Viskositas Biodiesel 14 14 12 12 Viskositas (Cst) 10 8 6 4 2% katalis 3% katalis 4% katalis Viskositas (Cst) 10 8 6 4 2% katalis 3% katalis 4% katalis 2 2 0 0 100 200 300 400 Daya (W) 0 0 100 200 300 400 Daya (W) ratio mol minyak-metanol 1:9 ratio mol minyak-metanol 1:12
HASIL PENELITIAN Pengaruh Daya Microwave terhadap Yield Biodiesel 100 100 90 90 80 80 Yield (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 Daya (W) 2% katalis 3% katalis Yield (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 2% katalis 3% katalis 0 100 200 300 400 Daya (W) ratio mol minyak-metanol 1:9 ratio mol minyak-metanol 1:12
HASIL PENELITIAN Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Viskositas Biodiesel 14 14 12 12 Viskositas (Cst) 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 % Katalis Daya 100 W Daya 264 W Viskositas (Cst) 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 % Katalis Daya 100 W Daya 264 W ratio mol minyakmetanol 1:9 ratio mol minyakmetanol 1:12
HASIL PENELITIAN Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Yield Biodiesel 100 100 90 90 80 80 70 70 Yield (%) 60 50 40 Yield (%) 60 50 40 30 30 20 10 Daya 100 W 20 10 Daya 100 W 0 0 2 4 6 0 0 1 2 3 4 5 6 % Katalis % Katalis ratio mol minyak-metanol 1:9 ratio mol minyak-metanol 1:12
HASIL PENELITIAN Pengaruh Penambahan Ratio Mol minyak-metanol terhadap Viskositas Biodisel Viskositas (Cst) 15 10 5 0 0 2 4 6 % Katalis Daya 100 W Viskositas (Cst) 15 10 5 0 Ratio 1:9 Ratio 1:12 Minyak Nyamplung 14 12 10 8 6 4 2 0 Viskositas (Cst) 0 2 4 6 % Katalis Daya 400 0 2 4 6 % Katalis Ratio 1:9 Daya 264 W Ratio 1:12 Minyak Nyamplung Ratio 1:9
Yield (%) 100 80 60 40 20 0 HASIL PENELITIAN 0 2 4 6 % Katalis Pengaruh Penambahan Ratio Mol minyak-metanol terhadap Yield Biodisel Daya 100 W Yield (%) Ratio 1:9 Ratio 1:12 100 80 60 40 20 0 Yield (%) 100 80 60 40 20 0 2 4 6 % Katalis Daya 400 0 0 2 4 6 % Katalis Daya 264 W Ratio 1:9 Ratio 1:12 Ratio 1:9 Ratio 1:12
Perbandingan Biodiesel Hasil Penelitian dengan SNI Parameter SNI 04-7182- 2006 Produk Biodiesel Massa jenis pada 40 C 0,85 0,89 0,8860 (g/cm 3 ) Viskositas Kinematik pada 40 C, (cst) 2,3 6,0 4,545 Cetane Number Min. 51 - Cetane Index Min. 45* 46,95 Titik Nyala ( C) Min. 100 > 200 Keterangan : *Acuan berdasarkan keputusan Dirjen Migas tahun 2006 tentang spesifikasi bahan bakar solar 48 Data merupakan variabel terbaik (kadar katalis 4% (w/w), ratio mol minyak-metanol 1:9 serta daya 100W)
KESIMPULAN 1. Minyak nyamplung dapat digunakan menjadi bahan baku pembuatan biodiesel menggunakan katalis CaO dengan menggunakan radiasi gelombang mikro. 2. Daya microwave optimal yang digunakan untuk proses trans-esterifikasi adalah 100W. 3. Jumlah katalis yang digunakan untuk menghasilkan biodiesel dengan kualitas terbaik adalah 4% (w/w) bahan baku (minyak nyamplung). 4. Yield biodiesel terbaik yang dihasilkan adalah 94% pada variabel ratio mol minyak-metanol 1:9; kadar katalis 4% (w/w) minyak nyamplung dan Daya microwave 100W. 5. Penambahan ratio mol minyak-metanol dari 1:9 menjadi 1:12 tidak menghasilkan perubahan yang signifikan terhadap kualitas produk biodiesel yang dihasilkan, sehingga ratio mol minyak-metanol yang optimal adalah 1:9.
SARAN Penelitian lebih lanjut tentang optimasi proses esterifikasi sehingga didapatkan kondisi operasi yang optimal mengingat kadar FFA yang tinggi pada minyak nyamplung. Penelitian lebih lanjut tentang pembuatan biodiesel dari minyak nyamplung menggunakan metode lain untuk pencarian kondisi operasi yang optimal dan ekonomis.
THANK YOU!
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK NYAMPLUNG MENGGUNAKAN PEMANASAN GELOMBANG MIKRO Dosen Pembimbing : Dr. Lailatul Qadariyah, ST. MT. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA. Safetyllah Jatranti 2310100001 Fatih ridho muhammad
Kadar FAME = 83,49 %