TRANSESTERIFIKASI (PROSES PRODUKSI BIODISEL)
I. TUJ TUJUAN UAN PERC PERCOB OBA AAN
1.1 1.1
Mema Memahhami prose rosess tran transe sest steerifi rifika kasi si dalam lam
pem pembua buatan tan
alkil lkil este ster
(Biodiesel).
II.
2.1
1.2
Membu Membuat at alkil alkil ester ester dari dari asam asam lemak lemak melalui melalui prose prosess transes transester terifi ifikas kasi. i.
1.3 1.3
Mene Menent ntuk ukan an visk viskos osit itas as biod biodie iese sel. l.
PRINSIP PERCOBAAN
Reaksi Tr Transesterifikasi Reaksi antara suatu alkohol dengan katalis asam atau basa membentuk suatu senyawa ester.
2.2
Distilasi Suatu Suatu teknik teknik pemisa pemisahan han atau atau pemur pemurnia niann suatu suatu campu campuran ran berdas berdasark arkan an perbdaaan titik didih. •
Hukum Dalton Teka Tekana nann tota totall dari dari suat suatuu laru laruta tann adal adalah ah juml jumlah ah teka tekana nann pars parsia iall masing- masing komponen penyusunnya. penyusunnya. P tot = Pa + Pb + …+ Pn dimana: P tota totall
= tek tekana anan uap uap tota totall / mmHg mHg
Pa,Pb,Pn Pa,Pb,Pn = tekanan tekanan uap parsial parsial kompon komponen en penyusun penyusunnya nya •
Hukum Roult Tekanan Tekanan uap suatu suatu larutan larutan sebandin sebandingg dengan dengan tekanan tekanan uap pelarut murni dikalikan dengan fraksi molnya. Pa = P°a . Xa dimana : Pa = tekanan tekanan uap larutan a / mmHg Xa = fraksi fraksi mol a
1
•
Aturan Fase Gibbs Hubungan derajat kebebasan suatu sistem dengan komponendan fase. F=C–P+2 Keterangan : F= derajat kebebasan C= jumlah komponen suatu sistem P =fase pembentuk sistem
•
Titik Didih Suatu keadaan dimana terjadi kesetimbangan antara fase cair dan fase gas. Pada keadaan ini senyawa mulai berubah dari fase cair ke gas.
2.3
Ekstraksi •
Hukum Distribusi Nernst Jika ke dalam dua pelarut yang tidak bercampur ditambahkan suatu zat ketiga, maka zat tersebut akan terdistribusi sedemikian rupa pada masing-masing pelarut dengan perbandingan konsentrasi pada suhu tertentu adalah tetap.
dimana :
•
Kd
= koefisien distribusi
Corg Co rg
= kon konse sent ntra rasi si sua suatu zat da dalam lam pe pelaru larutt org orgaanik nik
Cair
= konsentras rasi suatu zat dalam pelarut air
Like Dissolve Like Suatu senyawa cenderung mudah larut dalam pelarut yang memilki kepolaran relatif sama.
2
III. REAKSI
3
IV. TEORI DASAR
Di alam ini terdapat berbagai jenis bahan bakar yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Secara umum, bahan bakar dapat dibedakan atas beberapa kelompok, yaitu : 1. Bahan bakar padat
Ada berbagai jenis bahan bakar. Bahan bakar padat termasuk batu termasuk batu bara dan kayu. Seluruh jenis tersebut dapat terbakar, dan menciptakan api dan panas. Batu bara dibakar dengan kereta uap untuk memanaskan air sehingga menjadi uap untu untukk meng mengge gera rakk kkan an pera perala lata tann dan dan meny menyed edia iaka kann ener energi gi.. Kayu Kayu umum umumny nyaa digunakan untuk pemanasan domestik dan industri. 2. Bahan bakar cair dan gas
Bahan bakar yang non-solid (padat) termasuk minyak dan minyak dan gas (keduanya mempunyai subjenis yang beragam diantaranya adalah bahan bakar alam dan bensin). bensin). 3. Bahan bakar nuklir
Dalam Dalam suatu suatu reaksi reaksi nuklir nuklir , bahan bakar yang radioaktif akan akan melalui melalui pemecah pemecahan an nuklir nuklir . Hasil Hasil dari dari pro proses ses ini adalah adalah sumber sumber energ energii tanpa tanpa pro prose sess pembakaran. Untuk Untuk lebih lebih menge mengetah tahui ui secara secara lebih lebih terper terperinc incii tentan tentangg bahan bahan bakar bakar,, dibawah ini dijelaskan secara lebih mendalam tentang jenis-jenis bahan bakar, yaitu :
1. Minyak
Minyak Minyak adalah adalah istila istilahh umum umum untuk untuk semua semua caira cairann organik yang tidak larut/bercampur larut/bercampur dalam air . Dalam arti sempit, kata 'minyak' biasanya mengacu ke
4
minya minyakk bumi bumi ( petroleum petroleum ) atau atau bahk bahkan an prod produk uk olah olahan anny nya: a: minya minyakk tanah tanah (kerosene ). Namun demikian, kata ini sebenarnya berlaku luas, baik untuk minyak sebagai bagian dari diet makanan (misalnya minyak goreng), sebagai bahan bakar (misa (misalny lnyaa minyak minyak tanah) tanah),, sebag sebagai ai peluma pelumass (misal (misalnya nya minyak minyak rem), rem), sebaga sebagaii medium pemindahan energi, maupun sebagai wangi-wangian (misalnya minyak nilam). Jenis-jenis minyak
Dilihat dari asalnya terdapat dua golongan besar minyak: a.
Miny Minyak ak tum tumbu buha han n dan dan hewa hewan n
Minyak tumbuhan dan hewan semuanya merupakan lipida. lipida. Dari Dari sudu sudutt pandang kimia, kimia, minyak kelompok ini sama saja dengan lemak. Minyak dibedakan dari lemak berdasarkan sifat fisiknya pada suhu ruang: minyak berwujud cair sedangkan lemak berwujud padat. Penyusunnya bermacam-macam, tetapi yang banyak dimanfaatkan orang hanya yang tersusun dari dua golongan saja: o
Gliserida dan atau asam lemak , yang mencakup minyak makanan
(minyak masak atau masak atau minyak sayur serta minyak ikan), bahan baku industri sabun, sabun, bahan bahan campur campuran an minyak minyak peluma pelumas, s, dan bahan bahan baku baku biodiesel. Golongan ini biasanya berwujud padat atau cair pada suhu ruang tetapi tidak mudah menguap. o
Terpena dan terpenoid, terpenoid, yang dikenal sebagai minyak atsiri, atsiri, atau
minyak eteris, atau minyak esensial dan merupakan bahan dasar wangiwangian ( parfum) parfum) dan minyak gosok. (Anonymous, 2005). Minyak bumi
Minyak bumi merupakan campuran berbagai macam zat organik, tetapi komponen komponen poko pokoknya knya adalah adalah hidrokarbon. hidrokarbon. Minyak bumi disebut juga minyak mineral karena diperoleh dalam bentuk campuran dengan mineral lain. Minyak
5
bumi tidak dihasilkan dan didapat secara langsung dari hewan atau tumbuhan, melainkan dari fosil. fosil. Komponen kimia dari minyak bumi dipisahkan oleh proses distilasi, distilasi, yang kemudian, setelah diolah lagi, menjadi minyak tanah, tanah, bensin, bensin, lilin, aspal, aspal, dll. Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon. karbon. Empat alkana teringan— CH4 (metana), metana ), C2H6 (etana), etana), C3H8 ( propana), propana), dan C4H10 ( butana) butana) — semuan semuanya ya adalah adalah gas yang yang mendid mendidih ih pada pada -16 -161.6 1.6°C, °C, -88 -88.6° .6°C, C, -42 -42°C, °C, dan -0.5°C, -0.5°C, berturut-turut berturut-turut (-258.9°, (-258.9°, -127.5°, -127.5°, -43.6°, -43.6°, dan +31.1° F). Rantai Rantai dalam wilayah C5-7 semuanya ringan, dan mudah menguap, menguap , nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut, cairan pencuci kering ( dry clean ), dan produk cepat-kering lainnya. Rantai dari C 6H14 sampai C12H26 dicampur dicampur bersama bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai di wilayah C 10 sampai C15, diikuti oleh minyak diesel (C10 hingga C20) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan. Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaseline®) Vaseline®) berada di antara C 16 sampai ke C 20. Rantai di atas C 20 berwujud padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal. aspal. Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer fraksi distilasi dalam derajat Celcius: Celcius: •
minyak eter : 40 - 70 °C (digunakan sebagai sebagai pelarut) pelarut)
•
minyak ringan: minyak ringan: 60 - 100 °C (bahan bakar mobil bakar mobil))
•
minyak berat: 100 - 150 °C ( bahan ( bahan bakar mobil) mobil )
•
minyak tanah ringan: ringan : 120 - 150 °C (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)
•
kerosene: kerosene : 150 - 300 °C (bahan ( bahan bakar mesin bakar mesin jet) jet)
•
minyak gas: gas: 250 - 350 °C (minyak ( minyak diesel/pemanas) diesel/pemanas)
•
minyak pelumas: pelumas : > 300 °C (minyak ( minyak mesin) mesin)
•
sisanya: tar , aspal, aspal , bahan bakar residu
6
2. Petrol
Petrol (biasa disebut gasoline di Amerika Serikat dan Kanada; Kanada; di Indonesia bia biasa sa dise disebu butt bens bensin in)) adal adalah ah cair cairan an camp campur uran an yang yang bera berasa sall dari dari petroleum sebagaian besar terdiri dari hidrokarbon, digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin pembakaran dalam. dalam .
3. Pertamax
Pertamax adalah bahan bahan bakar bakar minyak minyak andalan Pertamina. Pertamina. Pertam Pertamax ax biasanya biasanya digunakan digunakan untuk untuk kenderaa kenderaann high-end atau atau tahun tahun tinggi tinggi.. Pertam Pertamax ax pertama kali diluncurkan pada tahun 1999 sebagai pengganti Premix 98 karena unsur MTBE unsur MTBE yang berbahaya bagi lingkungan. Keunggulan Pertamax dan Pertamax Plus : •
Bebas timbal
•
RON atau Research Octane Number tinggi 92 untuk Pertamax dan 96 untuk Pertamax Plus
•
Mesin lebih awet karena pembakaran lebih sempurna
Kelemahan Pertamax dan Pertamax Plus : •
Harga per liter relatif mahal karena diproduksi untuk kendaraan high-end
•
Kualitas terkadang tidak sesuai dengan yang dijanjikan (terkontaminasi)
4. Gas
Seperti cairan, cairan, gas mempun mempunyai yai kemamp kemampua uann untuk untuk menga mengalir lir dan dapat dapat berubah bentuk. Namun berbeda dari cairan, gas yang tak tertahan tidak mengisi suatu volume yang telah ditentukan, sebaliknya mereka mengembang dan mengisi ruang apapun di mana mereka berada. Karena penambahan energi kinetis ini,
7
atom-atom gas dan molekul sering memantul antara satu sama lain, apalagi jika energi kinetis ini semakin bertambah.
5. Diesel
Diesel, di Indonesia lebih dikenal dengan nama solar, adalah suatu produk akhir yang digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin diesel yang diciptakan oleh Rudolf Diesel, Diesel, dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering. Kettering.
6. Bahan bakar fosil
Bahan Bahan bakar bakar fosil, fosil, juga juga dikena dikenall seba sebagai gai bahan bahan bakar bakar minera mineral, l, adalah adalah sumber daya alam yang mengandung hidrokarbon seperti batu bara, bara, petroleum, dan gas alam lam. Pen Penggun ggunaaan bahan han bak bakar fosi fosill ini ini tela telahh men mengger ggeraakan kan pengemb pengembanga angann industri industri dan menggant menggantikan ikan kincir kincir anging anging tenaga tenaga air, dan juga pembakaran kayu atau peat untuk panas. Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon dioksida yang merupakan salah satu gas rumah hijau yang dipercayai menyebabkan pemanasan global. global . Sejumlah kecil bahan bakar hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang diperoleh dari karbon dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon dioksida di udara (Anonymous 1, 2009).
7. Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono--alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar bakar dari mesin diesel diesel dan terbuat dari sumber sumber terbaharu terbaharuii seperti seperti minyak minyak sayur sayur atau lemak hewan. Sebuah Sebuah pro proses ses dari dari transe transeste sterifi rifika kasi si lipid lipid diguna digunakan kan untuk untuk mengub mengubah ah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas.
8
Setela Setelahh melewa melewati ti pro proses ses ini, ini, tidak tidak seper seperti ti minyak minyak sayur sayur langsu langsung ng,, biodie biodiesel sel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dan dapat dapat mengg menggant antika ikanny nnyaa dalam dalam banya banyakk kasus kasus.. Namun, Namun, dia lebih lebih sering sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas (Mahar et al .,., 2006).
Gambar 4.1 Reaksi Transesterifikasi Trigliserida dengan Metanol (Ma and Hanna, 1999). Biodiese Biodiesell merupakan merupakan kandidat kandidat yang paling paling dekat dekat untuk menggantikan menggantikan bahan bahan bakar bakar fosil fosil sebaga sebagaii sumber sumber energ energii transp transport ortasi asi utama utama dun dunia, ia, karena karena ia merupaka merupakann bahan bahan bakar bakar terbaharu terbaharuii yang dapat mengganti menggantikan kan diesel diesel petrol petrol di mesi mesinn seka sekara rang ng ini ini dan dan dapa dapatt dian diangk gkut ut dan dan diju dijual al deng dengan an meng menggu guna naka kann infrastruktur sekarang ini. Bahan bakar yang berbentuk cair ini bersifat menyerupai solar, sehingga sangat prospektif untuk dikembangkan. Apalagi biodiesel memiliki kelebihan lain dibandingkan dengan solar, yakni (Hambali et al .,., 2007):
9
•
Bahan bakar ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik ( free sulphur , smoke number rendah) sesuai dengan isu-isu global,
•
Cetane number lebih tinggi (>57) sehingga efisiensi pembakaran lebih baik
dibandingkan dengan minyak kasar, •
Memi Memili liki ki sifa sifatt pelu peluma masa sann terh terhad adap ap pist piston on mesi mesinn dan dan dapa dapatt teru terura raii (biodegredable ),
•
Merupakan renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui, dan
•
Meningkat Meningkatkan kan independe independensi nsi suplai suplai bahan bahan bakar bakar karena karena dapat dapat diproduks diproduksii secara lokal. Katalis yang biasa digunakan dalam memproses biodiesel adalah Nase
catalyst (NaOH, KOH, NaMeO), acid catalyst (H 2SO4, PTSA, H 3PO4, CaCO3), atau bisa menggunakan heterogeneous catalyst seperti sulfated zeolites & clays, HPA, MO, etc (Adi, 2009). Proses Pembuatan Biodiesel Minyak Sawit
Bahan bakar diesel, selain berasal dari petrokimia juga dapat disintesis dari ester asam lemak yang berasal dari minyak nabati. Bahan bakar dari minyak naba nabati ti (bio (biodi dies esel el)) dike dikena nall seba sebaga gaii prod produk uk yang yang rama ramahh ling lingku kung ngan an,, tida tidak k mencemari mencemari udara, udara, mudah terbiodeg terbiodegradas radasi, i, dan berasal berasal dari bahan baku baku yang dapat diperbaharui. Pada umumnya biodiesel disintesis dari ester asam lemak dengan rantai karbon antara C 6-C22. Minyak sawit merupakan salah satu jenis minya minyakk nabati nabati yang yang mengan mengandun dungg asam asam lemak lemak dengan dengan rantai rantai karbon karbon C 14-C20, sehingga mempunyai peluang untuk dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel. Di PPKS, biodiesel dibuat melalui proses transesterifikasi dua tahap, dilanjutkan dengan pencucian, pengeringan dan terakhir filtrasi, tetapi jika bahan baku dari CPO maka sebelumnya perlu dilakukan esterifikasi (Harpini, 2006).
10
Gambar 4.1 Reaksi Pembuatan Biodiesel (Adi, 2009)
Gambar 4.1 Proses Pembuatan Biodiesel (Anonymous3, 2009)
11
Produk biodiesel harus dimurnikan dari produk samping, gliserin, sabun sisa methanol dan soda. Sisa soda yang ada pada biodiesel dapat henghidrolisa dan memecah biodiesel menjadi FFA yang kemudian terlarut dalam biodiesel itu sendiri. Kandungan FFA dalam biodiesel tidak bagus karena dapat menyumbat filter atau saringan dengan endapan dan menjadi korosi pada logam mesin diesel (Anonymous2, 2009). Hidrolisis ester dengan penggunaan katalis asam mengikuti rute parallel yang berbeda, penyerangan nukleofilik dilakukan oleh basa lemah, daripada oleh ion ion hidr hidrok oksi sida da yang yang meru merupa paka kann basa basa kuat kuat.. Teta Tetapi pi terj terjad adii dala dalam m este esterr yang yang terprotonasi lebih mudah dibanding pada ester bebas (Scharf and Malerich, 2000). Sekali Sekali lagi, transeste transesterifika rifikasi si dipengaru dipengaruhi hi oleh konsentras konsentrasi: i: keberada keberadaan an alkohol alkohol akan mempengaruhi produk akhirnya (Wintner, 2002). V. ALAT DAN BAHAN 5. 1 Alat
1. Batan Batangg Penga Pengaduk duk
5. Labu Labu Erlenm Erlenmeye eyer r
2. Beak Beaker er Glas Glasss
6. Nera Neraca ca
3. Hot Plate Plate / Pemana Pemanass Elektr Elektrik ik 7. Spatul Spatulaa 4. Kondenso Kondensorr Refluks Refluks
8. Viskomete Viskometerr Brook Brookfield field
5.2 Bahan
1. Air suling 2. Asam Asetat 3. Metanol 4. Minyak Sawit 5. Natrium Hidroksida
12
5.3 Gambar Alat
5.1 Gambar Gambar Rangka Rangkaian ian Alat Alat Refluk Reflukss
5.2 Gambar Gambar Rangka Rangkaian ian Alat Alat Ekstra Ekstraksi ksi
5.3 Gambar Rangkaian Alat Distilasi
5.4 Gambar Viskometer Brookfield
VI. DATA PENGAMATAN
6.1 Tabel Data Hasil Pengamatan Senyawa 1,6165 gram NaOH
•
•
Perlakuan larutkan dalam 1 liter
Hasil Katalis sodium metoksida
akuades
yang homogen
campurkan dengan 123,07 mL metanol
13
Minyak goreng
•
aduk
Terbentuk biodiesel,
•
ambil sebanyak 250 mL
campuran berwarna
panaskan pada reaktor
kuning kecoklatan
•
leher tiga sampai suhu kurang lebih 55˚C •
tambahkan katalis sodium metoksida
•
panaskan pada suhu 60˚C selama 1 jam sambil diaduk dengan magnetic stirrer
•
dinginkan
•
keluarkan dan tempatkan pada corong
Campuran biodiesel
pisah •
dicuci dengan 250 mL campuran akuades -asam asetat sebanyak 4 kali
Lapisan bawah Lapisan atas Biodiesel
VI.
•
buang lapisan bawah
•
distilasi lapisan atas
•
tentukan viskositasnya
Terbentuk dua fasa, lapisan atas biodiesel serta lapisan bawah gliserin dan air Biodiesel bebas gliserin dan air Biodiesel bebas NaOH
Biodiesel murni, bebas metanol dan air
LANGKAH KERJA
7.1 Pembuatan Katalis Sodium Metoksida
Sebanyak 1,6165 gram NaOH dilarutkan dalam 1 liter akuades yang telah dididihkan sebelumnya. Selanjutnya, sebanyak 123,07 mL metanol dicampurkan ke dalam larutan NaOH. Campuran tersebut diaduk sehingga mendapatkan katalis sodium metoksida yang homogen.
14
7.2 Reaksi Transesterifikasi Transesterifikasi
Sebanyak Sebanyak 250 mL minyak minyak goreng goreng dipanask dipanaskan an sampai sampai suhu suhu kurang kurang lebih lebih 55˚ C pada reaktor leher tiga yang dilengkapi dengan kondensor dan corong tetes. Larut Larutan an sodium sodium metok metoksid sidaa dimasu dimasukka kkann melal melalui ui coron corongg tetes tetes sampa sampaii habis. habis. Campuran tersebut dipanaskan sampai suhu mencapai 60˚ C selama 60 menit, sambil diaduk dengan magnetic stirrer . Selanjutnya campuran dikeluarkan dari reaktor dan didinginkan. 7.3 Pemisahan, Pencucian, dan Pengeringan
Campuran ditempatkan di dalam corong pisah. Setelah dibiarkan beberapa lama, maka akan terbentuk dua lapisan. Lapisan atas merupakan biodiesel (metil ester, air, NaOH, minyak yang tidak terkonversi, metanol) dan lapisan bawah merupakan gliserin dan air. Lapisan bawah dibuang. Lapisan atas dicuci dengan mengguna menggunakan kan 250 mL campuran campuran akuades-asam akuades-asam asetat sebanyak sebanyak 4 kali. Produk biodiesel yang telah dicuci didistilasi pada suhu 100˚ sampai semua air menguap dan dan dida didapa patk tkan an biod biodie iese sell murn murni. i. Sete Setela lahh didi diding ngin inka kann pada pada suhu suhu kama kamar, r, viskositasnya diukur dengan menggunakan viskometer Brookfield. VII VII. PERH PERHIITUNG TUNGAN AN 8.1 Penentuan Katalis
Menentukan Jumlah Katalis
Metanol : Minyak goreng 4
:
1
Volume minyak goreng : 250 mL Massa minyak goring
: 225,70 gram
Mr minyak goreng
: 300 g/mol
15
Mol metanol = 4 × 0,75 mol = 3 mol
Massa metanol metanol = 3 mol × 32 g/mol g/mol = 96 gram Massa jenis metanol = 0,78 g/mL
Menentukan persen metanol
= 29, 84 %
Mencari Berat NaOH
(1,6085) + (5×10 -3 berat NaOH) = berat NaOH 1,6085 = (berat NaOH) – (5×10 -3 berat NaOH) 1,6085 = 0,9950 berat NaOH
8.2 Perhitungan Ekonomi
16
a. Hitung Biaya Investasi Modal tetap •
Timbangan
:
•
Reakto aktorr (dru (drum m bek bekas 100 L) :
Rp
200. 200.00 000, 0,--
•
Motor pengaduk
:
Rp
500.000,-
•
Sistem pemanas & kontrol
:
Rp
700.000,-
•
Wadah-wadah
:
Rp
275.000,-
•
Perlengkapan Perlengkapan lainnya
:
Rp
250.000,-
Total
Rp 800.000,-
+
Rp 2.775.000,-
Modal kerja •
Persediaan bahan bahan baku & kemasan kemasan : Rp 3.860.000,3.860.000,-
•
Persediaan bahan jadi
: Rp 2.200.000,-
Total
+
Rp 6.060.000,-
b. b. Tota Totall Inv Inves esta tasi si Total Modal = Modal Tetap + Modal Kerja = Rp 2.775.000,- + Rp 6.060.000,6.060.000,= Rp 8.835.000,-
c. Biay Biayaa Opera Operass ssio iona nall (1 bula bulan) n) •
Biaya bahan baku & kemasan :
•
Penyusutan peralatan Rp
•
:
:
200.000,-
Biaya operasi penjualan Rp
Tota Totall Biay Biayaa Oper Operas asio iona nall
Rp 4.500.000,-
350.000,-
:
+
Rp 5.05 5.050, 0,00 000, 0,--
d. Perh Perhit itun unga gann HPP HPP Harga pokok bahan baku
: Rp 8.040.000,-
17
Biaya HPP/liter produk
: Rp 6.700,-
e. Keuntungan Keun Keuntu tung ngan an/l /lit iter er
= HPP/ HPP/li lite terr – harg hargaa penj penjua uala lan/ n/li lite ter r = Rp 6.700,- - Rp 4.500,= Rp 2.200,-
Keuntungan/bulan Keuntungan/bulan
= keuntungan/liter keuntungan/liter x kapasitas produksi/bulan = Rp 2.200,-/liter x 1.200/bln = Rp 2.640.000,-
f. BEP BEP
= Biaya operasional/bln : harga jual = Rp 5.050.000,-/bln 5.050.000,-/bln : Rp 4.500,-/liter = 1122 liter
BEP BEP per per hari hari = BEP BEP : 25 hari hari = 1122 liter : 25 hari = 45 liter/hari g. Perhit Perhitung ungan an Pay Pay Bac Backk Perio Periodd (PBP) (PBP) PBP = [(Total [(Total Investas Investasi) i) : ((Target ((Target Penjuala Penjualan/ha n/hari ri - BEP/hari) BEP/hari) x (Keuntungan/liter x Hari Kerja/bulan)] = [Rp 6.060.000,- : ( 60 60 – 45) 45) x ( Rp 2.200,- x 25 )] = 7 bulan IX. PEMBAHASAN
Percob Percobaa aann ini bertuj bertujua uann untuk untuk membua membuatt biodie biodiesel sel dari dari minyak minyak gor goreng eng (minyak sawit). Prosedur pembuatan biodiesel ini disebut transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi dengan alkohol juga dikenal dengan nama alkoholisis. Karena reaksi reaksi dalam dalam percobaa percobaann ini mengguna menggunakan kan metanol metanol maka disebut disebut metanolis metanolisis. is.
18
Tanpa adanya katalis, reaksi akan berlangsung sangat lambat, oleh karena itu dalam reaksi ini digunakan katalis. Katalis dapat berupa zat yang bersifat basa, asam, atau enzim. Katalis yang umum digunakan untuk reaksi transesterifikasi adalah adalah katalis katalis asam dan basa. Untuk katalis katalis asam biasanya biasanya digunaka digunakann asam sulfonat dan asam sulfat sedangkan katalis basa digunakan natrium hidroksida, kalium hidroksida dan natrium etoksida. Reaksi transesterifikasi dengan katalis basa lebih cepat 4000 kali dibandingkan katalis asam, dan juga katalis alkali tidak sekorosif katalis asam. Logam alkali alkoksida (seperti natrium etoksida untuk metan metanoli olisis sis)) adalah adalah katali kataliss yang yang paling paling aktif aktif denga dengann membe memberik rikan an hasil hasil yang yang sangat tinggi (>98%) pada waktu reaksi yang singkat yaitu selama 30 menit dan konsentrasi katalis yang rendah (0,5 % mol) . Efek kelancaran reaksi dari katalis basa adalah yang paling besar, sehingga katalis inilah yang sekarang paling umum diterapkan dalam praktek. Pada pembuatan biodiesel ini, hal pertama yang dilakukan adalah penyiapan laru laruta tann natr natriu ium m meto metoks ksid ida. a. Laru Laruta tann natr natriu ium m meto metoks ksid idaa ini ini dibu dibuat at deng dengan an mencampu mencampurkan rkan natrium natrium hidroksida hidroksida dan metanol. metanol. Pencampu Pencampuran ran ini dilakuka dilakukann hingga semua natrium hidroksida larut dalam metanol. Natrium hidroksida larut dalam dalam metan metanol ol karen karenaa memil memiliki iki kepol kepolara arann yang yang sama. sama. Sambil Sambil melaru melarutka tkan, n, campuran diaduk agar natrium hidroksida lebih cepat larut. Pengadukan disini dapat dapat menamb menambah ah kelaru kelarutan tan karen karenaa denga dengann penga pengaduk dukan an maka maka intera interaksi ksi atau atau tumbukan tumbukan antar antar partikel partikel larutan larutan meningka meningkat. t. Dengan Dengan adanya adanya pengaduk pengadukan, an, energi energi kinetik masing-masing partikel akan bertambah sehingga partikel-partikel mudah ber berge gera rakk dan dan inte intera raks ksii sert sertaa tumb tumbuk ukan anny nyaa sema semaki kinn kuat kuat.. Peng Pengad aduk ukan an ini ini merupakan metode konvensional yang dapat meningkatkan kelarutan. Reaksi antara semua natrium hidroksida dengan metanol merupakan reaksi eksoterm (menghasilkan panas) membentuk molekul polar (Na +ŌCH3). Setelah larutan larutan natrium natrium metoksida metoksida disiapkan disiapkan,, selanjut selanjutnya nya minyak minyak goreng goreng dipanask dipanaskan an hingga 50-60°C dan dicampurkan dengan larutan natrium metoksida. Persamaan stoikiometri reaksi transesterifikasi trigliserida dengan methanol adalah sebagai berikut:
19
Mekanisme reaksi pembentukan produk ester metil asam lemak dengan menggunakan menggunakan ion metilat adalah sebagai berikut :
Dengan katalis basa reaksi metanolisis berlangsung cepat dalam temperatur relatif rendah (temperatur kamar sampai titik didih normal metanol, yaitu 65°C) Biodiesel dihasilkan melalui proses pemecahan molekul trigliserida yaitu dengan melepaskan tiga buah asam lemak dari ”tulang punggungnya”. Pemecahan ini dila dilaku kuka kann deng dengan an meta metano noll dan dan diba dibant ntuu deng dengan an kata katali lisa sato torr yait yaituu natr natriu ium m hidroksida. Tiga buah asam lemak itu bereaksi dengan metanol menjadi ester meti metill yang yang sifa sifatt fisi fisikn knya ya miri miripp deng dengan an miny minyak ak sola solar. r. Rang Rangka kaia iann ”tul ”tulan angg
20
punggung” ini akan menjadi gliserin. Terpecahnya trigliserida menjadi tiga ester asam lemak akan menurunkan sepertiga dari berat awal molekul,selain itu akan menurunkan viskositas 5 – 10 %. Setelah itu dilakukan prosedur pemisahan, yaitu larutan minyak goreng dan natrium hidroksida yang terbentuk didiamkan pada suatu corong pisah, hal ini dilakukan agar lapisan biodiesel terpisah dengan gliserin dan air. Terbentuk dua lapisan : lapisan atas biodiesel yaitu metil ester, air, natrium hidroksida, minyak yang tidak terkonversi terkonversi dan metanol, sedangakan sedangakan lapisan bawah bawah yaitu gliserin dan air. Selanjut Selanjutnya nya dilakuka dilakukann proses proses pencucia pencuciann (ekstraks (ekstraksi) i) dengan dengan mengguna menggunakan kan 250 mL campuran air dan asam asetat sebanyak 4 kali, hal ini dilakukan untuk mengambil sisa natrium hidroksida yang masih ada pada larutan. Larutan bawah yang yang berup berupaa sisa-s sisa-sisa isa laruta larutann yang yang tidak tidak terca tercampu mpurr dibuan dibuang. g. Setela Setelahh dicuci dicuci,, pro produ dukk didi didist stil ilas asii pada pada suhu suhu 100º 100ºC C sela selama ma ± 1 jam, jam, yang yang bert bertuj ujua uann untu untuk k menghilangkan air yang masih ada. Biodiesel yang dihasilkan berwarna kuning madu. Biodiesel yang dihasilkan dapat diuji kualitasnya dengan pengujian secara visual yaitu dengan uji nyala. Bila penguji pengujian an ini memberika memberikann warna nyala, maka pembuata pembuatann biodiesel biodiesel ini dapat dapat dikata dikatakan kan berhas berhasil. il. Tetap Tetapii dalam dalam percob percobaan aan ini laruta larutann diuji diuji hanya hanya dengan dengan viscometer Brookfield, dengan nilai viskositas yang didapat yaitu sebesar 9,2 centipois centipoise. e. Kekentala Kekentalann merupaka merupakann paramete parameterr penting penting dalam dalam menentuk menentukan an metil ester dapat digunakan atau tidak sebagai bahan bakar alternatif, semakin tinggi kekentalan maka semakin sukar biodiesel mengalir. Kekentalan adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak terten tertentu. tu. Jika Jika keken kekental talan an semaki semakinn tinggi tinggi,, maka maka tahan tahanan an untuk untuk menga mengalir lir akan akan semakin tinggi. Kekentalan juga menunjukkan sifat pelumasan atau lubrikasi dari bahan bakar. Kekentalan yang relatif tinggi mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik. Pada umumnya, bahan bakar harus mempunyai kekentalan yang relatif rendah agar dapat mudah mengalir dan teratomisasi.
21
X. KESIMPULAN
10.11 Proses 10. Proses transe transeste sterifi rifikas kasii dalam dalam pembu pembuata atann alkil alkil ester ester (biodi (biodiese esel) l) dapat dapat dipahami melalui percobaan yang dilakukan. 10.2
Alkil ester dapat dibuat dari asam lemak melalui proses
transesterifikasi. 10.3 10.3 Sifat Sifat fisika fisika biodiese biodiesell sepert sepertii viskos viskosita itass dapat dapat diuji diuji dengan dengan viskomet viskometer er Brookfield sebesar 9,2 centipoise.
22
DAFTAR PUSTAKA
Adi, E. 2009. Biodiesel . http://ekoadi.com/blog/?p=52 http://ekoadi.com/blog/?p=52.. Anonymous1. 2009 2009.. Fue Fuell and and Gase Gasess. http://freespace.virgin.net/roger.hewitt/ iwias/ fuelgases.htm. fuelgases.htm . Anonymous2. 2009. Biodiesel . http:// http://id.wiki id.wikipedia.or pedia.org/wiki/ g/wiki/ biodiesel biodiesel.. Anonymous3. 2009. Making Biodiesel . http://www.hydrotechnik.co.uk . Anonymous4, 2007. What is Biodiesel . http://www.propelbiofuels.com http://www.propelbiofuels.com.. Hambali, E., Siti M., Armansyah H. T., Abdul W. P., dan Roy H. 2007. Teknologi Bioenergi . Agromedia Pustaka. Tangerang.
Harp Harpin ini, i, B. 2006 2006.. Biodi Biodiese esell Berbah Berbahan an Baku Baku Minyak Minyak Kelapa Kelapa Sawit Sawit . Wart Wartaa Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Pertanian, 28 (3), 3. Ma, F. R. and M. A. Hanna. 1999. Biodiesel Production: a review . Bioresource Technology, Technology, 70 (1), 1-15. Meher, L. C., D. V. Sagar, and S. N. Naik. 2006. Technical aspects of biodiesel production by transesterification - a review. Renewable & Sustainable
Energy Reviews, 10 (3), 248-268. Scharf, W. , and Malerich, C. 2000. Preparation Of Soap. http://www2. latech. edu/~dmg/preparation_soap.PDF.. edu/~dmg/preparation_soap.PDF Wintner, C. 2002. Hydrolysis of Esters. http://icn2.umeche.maine.edu/newnav/ NewNavigator/labs/esters_hydrolysis.htm
23
24
