biodiesel
Post on 22-Oct-2015
17 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH
PEMANFAATAN ANIMAL FAT
UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL
Dosen Pengampu : Prasetyo Hermawan, ST, M.Si
Disusun Oleh :
Nama : Tri Revinta Yanti
NIM : 100202028
Prodi : Tpk.tpl.2010
Kelompok : 8 (Delapan)
LABORATORIUM UJI
AKADEMI TEKNOLOGI KULIT YOGYAKARTA
2012
PEMANFAATAN ANIMAL FAT UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikan mampu menerapkan prinsip-prinsip reaksi esterifikasi dan reaksi
transesterifikasi untuk mengolah limbah semi padat pengolahan kulit mentah berupa
limbah lemak hewan menjadi biofuel atau biodiesel, serta melakukan pengujian angka
asam dari produk.
B. DASAR TEORI
Bioenergi (berupa biodiesel dan bioetanol) merupakan energy alternatif untuk
menyelesaikan permasalahan ketersediaan bahan bakar, dimana pada saat ini masih
sangat tergantung pada Bahan Bakar Minyak (BBM) yang berasal dari fosil.
Pengembangan bioetanol dari ubi kayu sebagai pengganti BBM memiliki beberapa
keuntungan, yaitu penggunaan bioetanol sebagai campuran premium (gasohol)
menghasilkan emisi gas buang yang lebih ramah terhadap lingkungan dan tingginya
kandungan oksigen sehingga dapat meningkatkan efisiensi pembakaran.
Biodiesel merupakan sumber energy alternative pangganti solar yang dapat
disintesis dari minyak tumbuhan ataupun lemak hewan, biodiesel tidak mengandung
sulfur dan tidak beraroma, sehingga menghasilkan emisi gas buang yang lebih ramah
terhadap lingkungan. Biodiesel dihasilkan dengan mereaksikan minyak tanaman atau
lemak hewan dengan alkohol dengan menggunakan senyawa basa sebagai katalis yang
dilakukan pada suhu dan komposisi tertentu, sehingga akan dihasilkan dua zat yang
disebut alkil ester (biodiesel; metil ester atau etil ester) dan gliserin. Biodiesel dapat
digunakan sebagai bahan bakar pada mesin tanpa harus melakukan modifikasi pada
mesin, dalam penggunaannya biodiesel dapat dimanfaatkan secara murni (net) ataupun
dalam bentuk campuran (blend) dengan minyak solar. Campuran biodiesel dengan
minyak solar ini biasa ditulis sebagai BXX, dimana XX menyatakan persen komposisi
biodiesel dalam total campuran tersebut. Sebagai contoh B20 terdiri dari 20% biodiesel
dan 80% petrodiesel. Petrodiesel (solar) merupakan nama dari suatu hidrokarbon yang
didestilasi dari fraksi minyak mentah atau minyak bumi yang saat ini banyak digunakan
sebagai bahan bakar otomotif bermesin diesel. Bentuk biodiesel yang cair dan
kemampuan dicampurkan dengan solar pada segala perbandingan, merupakan salah satu
keunggulan biodiesel.
Biodiesel merupakan monoalkil ester dari asam–asam lemak rantai panjang yang
terkandung dalam minyak nabati atau lemak hewani, biodiesel dapat disintesis melalui
reaksi transesterifikasi trigliserida atau reaksi esterifikasi asam lemak bebas.
Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dengan alcohol rantai
pendek seperti methanol atau etanol sehingga menghasilkan metil ester asam lemak
(Fatty Acids Methyl Esters/ FAME) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk
samping. Katalis yang digunakan pada proses transesterifikasi adalah basa atau alkali,
pada umumnya digunakan Natrium Hidroksida (NaOH) atau Kalium hidroksida (KOH).
Esterifikasi dalam pembuatan biodiesel adalah proses yang mereaksikan asam lemak
bebas (FFA) yang terkandung dalam lemak atau minyak dengan alcohol rantai pendek
(metanol atau etanol) menghasilkan metil ester dan air. Katalis yang digunakan untuk
reaksi esterifikasi adalah asam, pada umumnya asam sulphat (H2SO4) atau asam fosfat
(H2PO4).
Proses pembuatan biodiesel (berdasarkan kandungan FFA) secara komersial
dibedakan menjadi 2 tahap. Tahap pertama adalah proses esterifikasi dengan katalis asam
(khusus untuk minyak nabati dengan kandungan FFA tinggi) dan dilanjutkan dengan
transesterifikasi dengan katalis basa.. Asam lemak bebas adalah asam lemak yang
terpisahkan dari trigliserida, digliserida, monogliserida dan gliserin bebas. FFA dapat
terbentuk oleh pemanasan dan terdapatnya air sehingga terjadi proses hidrolisis, oksidasi
juga dapat meningkatkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati. Pada proses
konversi trigliserida menjadi alkil esternya melalui reaksi transesterifikasi dengan katalis
basa, asam lemak bebas harus dipisahkan atau dikonversi menjadi alkil ester terlebih
dahulu, karena asam lemak bebas akan mengkonsumsi katalis. Kandungan asam lemak
bebas dalam biodiesel akan mengakibatkan terbentuknya suasana asam yang dapat
mengakibatkan korosi pada peralatan injeksi bahan bakar, membuat filter tersumbat dan
terjadi sedimentasi pada injector, persamaan reaksi esterifikasi :
RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H2O
Esterifikasi dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar asam lemak
bebas tinggi (berangka asam ≥ 5 mg–KOH /g). Tahap kedua adalah proses
transesterifikasi dengan katalis basa, khususnya untuk bahan baku refined oil atau
minyak nabati dengan kandunga FFA rendah. Trigliserida adalah triester dari gliserol
dengan asam–asam lemak, yaitu asam–asam karboksilat beratom karbon 6 s/d 30.
Trigliserida banyak dikandung dalam minyak dan lemak. Reaksi transesterifikasi disebut
juga dengan reaksi alkoholisis adalah tahap konversi dari trigliserida dengan reaktan
alcohol menjadi alkyl ester dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Alcohol
yang umum digunakan adalah metanol, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling
tinggi. Transesterifikasi memerlukan katalis dalam reaksinya karena tanpa adanya katalis,
konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat. Reaksi
transesterifikasi dapat dilakukan pada temperature 30-65°C karena titik didih methanol
sekitar 65°C.
Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam–asam
lemak, kondisi proses yang menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan produk,
antara lain adalah menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi, memisahkan gliserol,
menurunkan temperature reaksi (transesterifikasi merupakan reaksi eksotermis).
C. PROSEDUR KERJA/METODOLOGI
a. Alat dan Bahan
Alat
Gelas beker 500 ml 1 buah
Gelas beker 250 ml 1 buah
Gelas beker 100 ml 1 buah
Gelas ukur 50 ml 1 buah
Gelas ukur 5 ml 1 buah
Pengaduk 1 buah
Pengaduk magnet 1 buah
Thermometer 1 buah
Thermolyne 1 buah
Bahan
Lemak
Etanol
NaOH 5N
KOH
b. Cara Kerja
- Mengambil lemak yang telah disediakan
- Memanaskan menggunakan termolyne sampai lemak mencair
- Memasukkan dalam gelas beker 100 ml
- Mengambil 50 ml cairan lemak tadi menggunakan gelas ukur 50 ml
- Memasukkan kedalam gelas beker 250 ml
- Menambahkan etanol 100 ml
- Mengaduk menggunakan pengaduk
- Menambahkan NaOH 5N 5 ml
- Mengaduk-aduk dengan pengaduk magnet dan memanaskan dengan suhu 50°C
selama 1 jam
- Memasukkan dalam gelas ukur 250 ml
- Mengamati dan mengukur volume biodiesel dan gliserol yang terjadi
- Mencatat hasilnya
Pengujian Parameter Biodiesel
Angka asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan
asam-asam bebas di dalam satu (1) gram contoh biodiesel, sekalipun terutama terdiri
asam-asam lemak bebas, sisa-sisa asam mineral, jika ada, juga akan tercakup di
dalam angka asam yang ditentukan dengan prosedur ini.
Prosedur Analisis angka asam
- Menimbang 1 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah labu erlenmeyer
250 ml.
- Menambahkan 5 ml campuran pelarut (50% diethil eter, 50% ethanol) yang telah
dinetralkan NaOH 0,1 N, ke dalam labu erlenmeyer tersebut.
- Mentitrasi larutan dengan KOH 0,1N sampai berwarna merah jambu
D. PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Pengamatan
- Pada saat lemak dipanaskan keluar cairan warna kuning
- Saat larutan lemak ditambahkan etanol 100 ml dan diaduk-aduk terdapat endapan lemak
dibawah dan larutan bening diatas
- Saat ditambahkan 5 ml NaOH 5N, larutan berubah menjadi keruh tapi masih terdapat
endapan dibawah
- Saat dipanaskan dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 50°C selama 1 jam,
larutan berwarna kuning, dan terdapat endapan lemak pada bagian bawah dengan warna
kuning lebih tua
- Setelah selesei dipanaskan, larutan dimasukkan kedalam gelas ukur 250 ml dan
didiamkan sampai lemak mengendap dan diukur biodiesel 5 cm dan gliserol 7,5 cm
- Setelah dilakukan analisis angka asam menggunakan 1 gram contoh biodiesel dam
dititrasi menggunakan KOH. Jumlah KOH yang terpakai untuk blangko adalah 2,4 ml
- Setelah itu dilakukan titrasi menggunakan KOH, volume titrasi yang terpakai adalah 0,5
ml
Perhitungan
Angka asam = 56,1 x 2,4 x 0,1
1
= 13,464 mg/g
Dengan :
V = volume larutan KOH yang dibutuhkan pada saat titrasi (ml)
N = normalitas eksak larutan KOH dalam alkohol (N)
m = berat contoh biodiesel ester alkil (gr)
E. PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini, lemak yang dipakai adalah lemak yang berbentuk
padatan sehingga harus dipanaskan dengan suhu sekitar 50ºC agar lemak tersebut
mencair dan memudahkan dalam proses percobaan. Setelah lemak ini mencair dan
berurai minyak kemudian dicampur dengan bahan yang lain seperti ethanol dan NaOH.
NaOH harus diencerkan terlebih dahulu agar bisa bekerja efektif dalam larutan yang
berfungsi sebagai katalis. Metode yang digunakan dalam praktikum animal fat and
vegetable oil for biodiesel ini adalah melalui proses transesterifikasi yaitu proses yang
mereaksikan trigliserida dengan alkohol rantai pendek seperti methanol untuk
menghasilkan metil ester asam lemak atau biodiesel dan gliserol sebagai produk samping.
Katalis yang digunakan pada proses transesterifikasi adalah basa/alkali, biasanya
digunakan natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH). Transesterifkasi
memerlukan katalis dalam reaksinya karena tanpa adanya katalis, konversi yang
dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat. Produk yang diinginkan dari
reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak (biodesel). Melakukan
pemisahan antara gliserol dan biodiesel.
Dari hasil pemisahan terbentuk 2 fase zat, yaitu methyl ester (biodiesel) dan
gliserol. Biodiesel di bagian atas, sedangkan gliserol berada di bagian bawah larutan.
Biodiesel berwarna kuning, dan gliserol berwarna putih keruh.
Perlakuan selanjutnya yaitu pengujian parameter biodiesel dengan melakukan
penitrasian. Pertama, menimbang sebanyak 1 gram biodiesel yang telah terpisah dengan
gliserol dan kemudian memasukkan pada Erlenmeyer 250 ml lalu menambahkan 5 ml
campuran pelarut ( 50% v dietil ester – 50% v etanol ). Selanjutnya menambahkan
indikator PP 3 tetes dan warna berubah menjadi bening dan kemudian dilakukan titrasi
dengan menggunakan KOH 0,1 N sampai larutan tersebut berwarna merah muda atau
merah jambu. Volume KOH yang dibutuhkan untuk menitrasi minyak adalah 0,3 ml.
Dari perhitungan angka asam biodiesel tersebut didapatkan angka asam sebesar 13,464
KOH/gram biodiesel.
F. KESIMPULAN
- Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dengan alcohol rantai
pendek seperti methanol atau etanol sehingga menghasilkan metil ester asam lemak
(Fatty Acids Methyl Esters/ FAME) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk
samping.
- Esterifikasi dalam pembuatan biodiesel adalah proses yang mereaksikan asam lemak
bebas (FFA) yang terkandung dalam lemak atau minyak dengan alcohol rantai pendek
(metanol atau etanol) menghasilkan metil ester dan air
- Keuntungan dari penggunaan dari biodiesel:
o Ramah lingkungan
o Bahan baku yang terbaharui
o Pembakaran sempurna (bebas sulfur dan rendah jumlah bilangan asap)
o Mengurangi efek rumah kaca
o Memiliki efek pelumasan terhadap mesin.
- Perhitungan angka asam biodiesel didapatkan angka asam sebesar 13,464 KOH/gram
biodiesel.
DAFTAR PUSTAKA
- Hermawan, Prasetyo. Buku Petunjuk Praktikum Teknik pengolahan Limbah.
Yogyakarta: Akademi Teknologi Kulit, 2011
- www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php?option=com_content&view=article&id=50 - 42k -
Similar
LEMBAR PENGESAHAN
Yogyakarta,5 Juni 2012
Mengetahui dosen:
(Prasetyo Hermawan, S.T. M.Si)
Asisten dosen: Praktikan
(Eko Nuraini, A.md) ( Tri Revinta Yanti )
top related