LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER PEMBUATAN GEL FUEL BERBAHAN DASAR ALKOHOL DENGAN GELLING AGENT ASAM STEARAT DAN METIL SELULOSA DOSEN PEMBIMBING : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini NIP. 1961 08 02 1986 01 1001 NIP. 1958 08 22 1983 03 2001 DISUSUN OLEH : Riasya Siltafani Ardiana 2307100104 Henny Cut Irnawati 2307100150
2 LATAR BELAKANG Metanol dan etanol dapat digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga alternatif Alkohol dapat diaplikasikan pada industri katering Namun mudah tumpah dan sifatnya yang volatil, alkohol tidak praktis digunakan Metanol dan Etanol diubah menjadi Alkohol gel menggunakan gelling agent
3 TUJUAN PENELITIAN Mempelajari cara pembuatan gel fuel metanol dan etanol dengan gelling agent asam stearat dan metil selulosa. Mempelajari pengaruh rasio berat asam stearat dan metil selulosa terhadap kualitas gel fuel alkohol. Membandingkan kualitas antara gel fuel alkohol yang telah dibuat dengan produk gel fuel yang ada di pasaran.
4 TINJAUAN PUSTAKA METANOL Bentuk alkohol paling sederhana, mudah menguap, mudah terbakar, digunakan sebagai pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri. Flash Point : 12 C Titik didih : 64.7 C ALKOHOL ETANOL Etanol berupa cairan tidak berwarna, berbau khas, digunakan untuk pelarut pada industri obat, cat, bahan bakar, bahan baku pembuatan etanal dan asam etanoat. Flash Point : 16 C Titik didih : 78 C
5 TINJAUAN PUSTAKA Martin, 1993 Gel adalah sistem padat atau setengah padat yang terdiri dari massa seperti agar yang rapat dan diisi oleh cairan. Gel terdiri dari 2 fase kontinyu yang saling berpenetrasi. Fase yang satu berupa padatan tersusun dari partikel-partikel yang sangat tidak simetris dengan luas permukaan, sedang yang lain adalah cairan
6 TINJAUAN PUSTAKA GELLING AGENT bahan tambahan untuk mengentalkan dan menstabilkan gel yang dibuat, serta memberikan tekstur melalui pembentukan gel. Tambunan, 2008 Untuk membuat Biofuel gel dibutuhkan pengental berupa tepung, seperti kalsium asetat, atau pengental lainnya seperti Xanthan gum, carbopol, HPMC, dan berbagai material turunan selulosa. Nitro Selulosa Metil selulosa Natrium Stearat Kalsium Asetat Karbopol
7 TINJAUAN PUSTAKA Metanol Gel LPG Kayu Bakar Minyak Tanah
8 PENELITIAN TERDAHULU NO PENELITI JUDUL PENELITIAN HASIL PENELITIAN 1. Paul Fessock & Barney Zmoda, 2001 Fuel Gel For Charcoal or Wood Fires Fuel gel dari metanol dan isopropanol dengan Na stearat, menghasilkan bahan bakar yang tidak meleleh, tidak menghasilkan asap dan bau. 2. Experimental Search Platform for World Patent, 2003 Solid Methanol & method for preparing the same 3. Mulyono, 2010 Pembuatan Etanol Gel Sebagai Bahan Bakar Padat Alternatif Pembuatan gel fuel berbahan 93% berat metanol, 4-6% asam lemak keras dan NaOH, dipanaskan & diaduk selama 3 jam menghasilkan gel fuel dg biaya murah, tanpa bau, tanpa jelaga Kadar etanol berpengaruh pada stabilitas nyala, dan lama waktu nyala. Penambahan karbopol berpengaruh pada sifat gel
9 METODE PENELITIAN Peralatan yang digunakan : Hot Plate Beaker Glass Magnetic Stirer Bahan yang digunakan : Metanol teknis Etanol teknis Asam Stearat Metil Selulosa NaOH Air
10 PROSEDUR PENELITIAN 1 Memanaskan 65 C dan mengaduk 100 gr Metanol dan asam stearat hingga larut 2 Memanaskan 50 gr Metanol + NaOH 1 N di beaker glass yang berbeda 3 Memasukkan metanol-naoh ke dalam beaker glass Metanol-asam stearat, menambahkan metil selulosa dan air 4 Memanaskan dan mengaduk campuran selama 3-5 menit hingga campuran mengental
11 Kondisi Operasi Tekanan atmosferik Temperatur ruangan, 30 C Sistem operasi batch Variabel Penelitian o Berat Natrium stearat : o Berat metil selulosa : 2,5 % 3,0 % 3,5 % 4,0 % 4,5 % 0,2 % 0,4 % 0,6 % 0,8 % 1,0 %
12 ANALISA DATA Analisa Kualitatif - Stabilitas nyala alkohol gel - Warna nyala dari pembakaran alkohol gel - Gelembung ketika alkohol gel dibakar - Sisa pembakaran alkohol gel Analisa Kuantitatif - Menghitung lama nyala alkohol gel - Menghitung Jumlah Panas yang ditransfer ke media yang dipanaskan - Menghitung berat alkohol gel yang dapat terbakar - Mengukur densitas alkohol gel - Mengukur ph - Menghitung loss produk Membandingkan data analisa metanol gel hasil Percobaan dengan data analisa produk metanol gel yang beredar dipasaran.
13 HASIL PENELITIAN Alkohol Padat Api berwarna biru kemerahan Tidak berasap dan tidak berjelaga
14 HASIL PENELITIAN Penambahan Gelling Agent Terhadap Densitas Alkohol Gel 1.20 1.00 Densitas (gr/ml) 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) 4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat merk komersial 1 merk komersial 2 Densitas Metanol Gel : 0,92 gr/ml Grafik Densitas Metanol Gel Terhadap Penambahan Massa Metil Selulosa
15 HASIL PENELITIAN 1.20 1.00 Densitas (gr/ml) 0.80 0.60 0.40 0.20 4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat 8,35 gr as.stearat 0.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) Densitas Etanol Gel : 0,88 gr/ml Grafik Densitas Etanol Gel Terhadap Penambahan Massa Metil Selulosa
16 HASIL PENELITIAN etanol 0.789 0.88 gel metanol 0.792 0.92 cair 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 Densitas (gr/ml) Grafik Perbandingan Densitas Alkohol Gel Terhadap Alkohol Cair
17 HASIL PENELITIAN Terbentuknya Gelembung Selama Pembakaran Gelembung terjadi pada saat pembakaran alkohol gel, terbentuk layer atau lapisan elastis dari gelling agent di sekitar droplet yang mencegah proses vaporisasi bahan bakar gel pada permukaan luar droplet. Hal ini menyebabkan bahan bakar gel tervaporisasi di bawah permukaan droplet.
18 HASIL PENELITIAN Metanol Gel 15.4% 1 Tidak Terbentuk Gelembung 46.2% 2 Terbentuk Sedikit Gelembung 38.5% 3 Terbentuk Banyak Gelembung
19 HASIL PENELITIAN Etanol Gel 11.8% 1 Tidak Terbentuk Gelembung 52.9% 35.3% 2 Terbentuk Sedikit Gelembung 3 Terbentuk Banyak Gelembung
20 HASIL PENELITIAN Sisa Pembakaran Alkohol Gel Sisa Pembakaran alkohol gel berupa air dan Natrium Stearat yang kembali memadat ketika suhu mulai turun Jelaga yang terbentuk merupakan sisa pembakaran tidak sempurna dari metil selulosa
21 HASIL PENELITIAN Pengaruh ph Terhadap Terbentuknya Alkohol Gel 11 10 ph 9 8 7 6 4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat 5 0.2 0.8 1.4 2 Massa metil selulosa (gr) Grafik Hubungan ph Metanol Gel dengan penambahan Massa metil Selulosa
22 HASIL PENELITIAN 10 9 ph 8 7 6 4,64 gr as.stearat 5,57 gr as.stearat 6,5 gr as.stearat 7,42 gr as.stearat 8,35 gr as.stearat 5 0.2 0.8 1.4 2 Massa metil selulosa (gr) Grafik Hubungan ph Etanol Gel dengan penambahan Massa metil Selulosa
23 HASIL PENELITIAN Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Lama Bakar Alkohol Gel Lama nyala (menit/5 gr) 4.5 4.3 4.1 3.9 3.7 3.5 3.3 3.1 2.9 2.7 2.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa Metil selulosa (gr) 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat merk komersial 1 merk komersial 2 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap lama nyala metanol gel Metanol T (menit/5gr) Gel 4,13 Produk Pasar 3,28 Cair 3,00
24 HASIL PENELITIAN 4.4 Lama nyala (menit/5 gr) 4.2 4 3.8 3.6 3.4 3.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 massa metil selulosa (gr) 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat 8.35 gr asam stearat Etanol T (menit/5gr) Gel 4,18 Cair 3,40 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap lama nyala etanol gel
25 HASIL PENELITIAN Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Berat Alkohol Gel Yang Dapat Terbakar Berat terbakar (gr) 5 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat merk komersial 1 merk komersial 2 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap berat metanol gel yang dapat terbakar Metanol M (gr) Gel 4,87 Produk Pasar 4,79
26 HASIL PENELITIAN 4.8 Berat terbakar (gr) 4.6 4.4 4.2 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat 8.35 gr asam stearat 4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) Etanol M (gr) Gel 4,63 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap berat etanol gel yang dapat terbakar
27 HASIL PENELITIAN Pengaruh Penambahan Gelling Agent Terhadap Kalori yang Dipindahkan Mengukur suhu awal air Memanaskan 100 gr air dengan membakar 5 gram alkohol gel Mencatat waktu hingga nyala alkohol gel padam Menghitung Δ T Menghitung nilai kalor
28 HASIL PENELITIAN Kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan (cal/menit.gr) 240.00 220.00 200.00 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat merk komersial 1 merk komersial 2 Metanol Q (cal/menit.gr) Gel 228,99 Produk Pasar 123,04 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap kalori yang dipindahkan metanol gel
29 HASIL PENELITIAN Kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan (cal/menit.gr) 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Massa metil selulosa (gr) 4.64 gr asam stearat 5.57 gr asam stearat 6.5 gr asam stearat 7.42 gr asam stearat 8.35 gr asam stearat Etanol Q (cal/menit.gr) Gel 257,68 Grafik pengaruh penambahan asam stearat dan metil selulosa terhadap kalori yang dipindahkan etanol gel
30 HASIL PENELITIAN Lama nyala (menit/5gr) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 percobaan merk komersial 1 merk komersial 2 Lama nyala (menit/5r) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 percobaan 1 0 20 40 Rasio massa as.stearat/metil selulosa 1 0 20 40 Rasio massa as.stearat/metil selulosa Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaterhadap Lama Bakar Alkohol Gel
31 HASIL PENELITIAN Berat terbakar (gr) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 40 Rasio massa as.stearat/metil selulosa percobaan merk komersial 1 merk komersial 2 Berat Terbakar (gr) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 Rasio massa as.stearat/metil selulosa percobaan Pengaruh Rasio Asam Stearat/Metil selulosaterhadap Berat Terbakar Alkohol Gel
32 HASIL PENELITIAN Kalori yang dipindahkan (cal/menit.gr) 750 600 450 300 150 0 0 20 40 Rasio massa as.stearat/metil selulosa percobaan merk komersial 1 merk komersial 2 Kalori yang dipindahkan (cal/menit.gr) 750 600 450 300 150 0 0 10 20 30 40 50 Rasio massa as.stearat/metil selulosa percobaan Pengaruh RasioTerhadap Kalori yang Dipindahkan
33 HASIL PENELITIAN Perbandingan Nilai Kalor Alkohol Cair dan Alkohol Gel etanol metanol 4196.74 4145.12 5419.62 5167.77 gel cair 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Q (cal/gr)
34 HASIL PENELITIAN Perbandingan Nyala Alkohol Gel Dengan Alkohol Cair Metanol Cair Etanol Cair Metanol Gel Etanol Gel
35 KESIMPULAN Alkohol gel dapat dibuat dengan prosedur pemanasan dan pengadukan menggunakan gelling agent asam stearat dan metil selulosa Pada pembuatan alkohol gel, metanol yang hilang rata-rata sebanyak 5,4% dan etanol yang hilang rata-rata 2,35% Rasio penambahan asam stearat terhadap metil selulosa, tidak mempengaruhi berat terbakar, lama bakar dan nilai kalor yang ditransfer alkohol gel secara signifikan Produk metanol gel hasil penelitian memiliki struktur gel lebih padat, warna api yang sama, waktu bakar 11,8% lebih lama dan memiliki nilai kalori yang dipindahkan ke media yang dipanaskan 25,8% lebih besar daripada produk metanol gel yang ada di pasar Metanol gel dan etanol gel yang optimum, terdapat pada variabel dengan penambahan asam stearat 3% dan metil selulosa 0,1;0,4;0,7 dan 1% dari komposisi total produk
Terima Kasih