Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Oleh : 1. Rahmawati Jazilah Q (2311100054) 2. Nurcahyanti Arifah (2311100091)
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Laboratorium Teknologi Proses, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS
2015
LATAR BELAKANG (1)
3
LATAR BELAKANG (2)
Konsumsi energi meningkat
Produksi minyak bumi terus berkurang
Dibutuhkan sumber
ENERGI ALTERNATIF
Minyak Nabati 3
TUJUAN PENELITIAN
Mempelajari pembuatan biodiesel dengan metode radiasi microwave
Mempelajari pengaruh konsentrasi katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2 terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan.
5
Mempelajari pengaruh daya terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan
Mempelajari pengaruh waktu pemanasan yang digunakan terhadap yield dan viskositas biodiesel yang dihasilkan
BIODIESEL
7
fatty acid alkil ester
bentuk ester dari asam lemak.
Metil Ester
BIODIESEL
bahan bakar mesin diesel yang terbuat dari bahan terbarukan
terdiri dari alkil ester dari asam-asam lemak
Menghasilkan sedikit asap dan partikulat
Cetane Number yang lebih tinggi
Emisi karbon monoksida dan hidrokarbon
lainnya lebih sedikit
8
Standar Biodiesel
Parameter SNI 7182-2012
Massa jenis pada 40°C (kg/m3) 850 – 890 Viskositas Kinematik pada
40°C, (cSt)
2,3 – 6,0
Angka Setana Min. 51 Titik Nyala (°C) Min. 100 Titik Tuang (°C) Max.18
Kadar Air (% volume) Max. 0,05 Bilangan Iodin (g-I2/100 g) Max. 115
9
Kandungan Minyak Kelapa
11
Sumber: Departemen Perindustrian (SNI 01-3741-1995)
JENIS ASAM LEMAK %
Oktanoat (C 8) 8
Dekanoat(C 10) 7
Laurat (C 12) 48
Miristat (C 14) 17
Palmitat (C 16) 9
Stearat (C 18) 2
Oleat (C 18) 6
Linoleat (C 18) 3
Linolenat (C 18) -
Total 100
Standar Minyak Kelapa
11
Sumber: APCC Standard for Virgin Coconut Oil, 2008
Parameter Standar
Moisture (%) Max 0,1
Free Fatty Acid (%) Max 0,2
Relative Density (g/ml) 0,915-0,92
Viskositas (Cst) 25-30
TRANS-ESTERIFIKASI
13
PENELITIAN SEBELUMNYA
Masato Kouzu “Pembuatan biodiesel dari
minyak kedelai menggunakan katalis CaO, Ca(OH)2, CaCO3”
yield 93% untuk CaO, 12% Ca(OH)2, and 0% untuk CaCO3
Lertsathapornsuk V
“Penelitian pembuatan biodiesel dari used vegetable oil dengan menggunakan gelombang mikro”
yield 100% minyak kelapa pada rasio metanol 1:9 pada waktu 30 detik
2002
2012
2005
“Penelitiaan terhadap kinetika dan katalis pada proses biodiesel”
Adam Karl Khan
Menunjukkan bahwa CaO dan CaCO3 potensial sebagai katalis heterogen.
Bahan Percobaan
19
Minyak Kelapa KOH Ca(OH)2
Methanol Mg(OH)2
Aquadest
Peralatan Keterangan:
1. Reaktor labu leher satu
2. Microwave
3. Kontrol daya
4. Kontrol waktu
5. Kondensor reflux
6. Aliran air pendingin masuk
7. Aliran air pendingin keluar
8. Alas labu leher satu
9. Magnetic stirrer
20
6
2
8
1
9
3
4
7 5
21
Deskripsi peralatan
1. Microwave yang digunakan : • Daya output : 264 – 800 W • Frekuensi : 2450 MHz
Dimensi Microwave • panjang : 50 cm • lebar : 40 cm • tinggi : 40 cm
2. Labu leher satu : 1000 ml
Prosedur Penelitian
19
Minyak Kelapa + Metanol + Katalis Pencampuran Trans-esterifikasi
Pemisahan Biodiesel dan Gliserol
Pemanasan
Analisis
Pencucian
21
1.Tekanan atmosferik
2.Ratio mol minyak dan metanol 1:9
Kondisi Operasi
21
1. % Katalis (katalis/berat minyak) :
0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %
2. Daya Microwave : 100 watt 264 watt 400 watt
3. Jenis Katalis : KOH Ca(OH)2 Mg(OH)2
Variabel Penelitian
4. Waktu (menit) : 0,5 1 1,5
2 2,5
Analisis Produk
19
Densitas =
Massa pikno dan sampel – Massa pikno kosong Volume larutan sampel
Viskositas =
Waktu pengukuran x faktor koreksi
Yield biodiesel =
Massa produk biodiesel x kadar biodiesel Massa Minyak Kelapa
x 100%
% FFA =
Volume NaOH x N NaOH x BM asam lemak Massa Sampel x 1000 x 100%
Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk Biodiesel
0
5
10
15
20
25
30
0 30 60 90 120 150 180
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Waktu (s)
0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %
Gambar IV.1 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk dengan Daya 100
Watt pada Katalis KOH
Gambar IV.3 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400
Watt pada Katalis KOH
0
5
10
15
20
25
30
0 30 60 90 120 150 180
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Waktu (s)
0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %
Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Viskositas Produk Biodiesel
Gambar IV.4 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400
Watt pada Konsentrasi Katalis Ca(OH)2 0,2 dan 0,25%
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
60 90 120 150 180
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Waktu (s)
0.20% 0.25%
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
60 90 120 150 180
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Waktu (s)
0.20% 0.25%
Gambar IV.5 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya
400Watt pada Konsentrasi Katalis Mg(OH)2 0,2 dan 0,25 %
Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk Biodiesel
Gambar IV.6 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk dengan
Daya 100 Watt pada Katalis KOH
Gambar IV.8 Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk dengan
Daya 400 Watt pada Katalis KOH
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180
Yie
ld (
%)
Waktu (s)
0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150 180
Yie
ld (
%)
Waktu (s)
0,01 % 0,05 % 0,1 % 0,15 % 0,2 % 0,25 %
Pengaruh Waktu Pemanasan terhadap Yield Produk Biodiesel
Gambar IV.9 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt pada Konsentrasi Katalis Ca(OH)2 0,2 dan 0,25 %
Gambar IV.10 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt pada Konsentrasi Katalis Mg(OH)2 0,2 dan 0,25 %
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
60 90 120 150 180
Yie
ld (
%)
Waktu (s)
0.20% 0.25%
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
60 90 120 150 180
Yie
ld (
%)
Waktu (s)
0.20% 0.25%
Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Viskositas Produk Biodiesel
Gambar IV.11 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Viskositas Produk pada Daya 100 Watt
Gambar IV.13 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Viskositas Produk pada Daya 400 Watt
0
5
10
15
20
25
30
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Konsentrasi Katalis (%)
30 detik 60 detik 90 detik 120 detik 150 detik
0
5
10
15
20
25
30
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Konsentrasi Katalis (%)
30 detik 60 detik 90 detik 120 detik 150 detik
Pengaruh Konsentrasi Katalis terhadap Yield Produk Biodiesel
Gambar IV.14 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Yield Produk pada Daya 100 Watt
Gambar IV.16 Pengaruh Konsentrasi Katalis KOH terhadap Yield Produk pada Daya 400 Watt
0
20
40
60
80
100
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
Yie
ld (
%)
Konsentrasi Katalis (%)
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
0
20
40
60
80
100
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
Yie
ld (
%)
Konsentrasi Katalis (%)
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
Perbedaan Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2 terhadap Viskositas dan Yield Produk Biodiesel
Gambar IV.14 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Yield Produk dengan Daya 400 Watt dan Konsentrasi
Katalis 0,2 % pada Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2
Gambar IV.15 Pengaruh Waktu Pemanasan (90-150 detik) terhadap Viskositas Produk dengan Daya 400 Watt dan
Konsentrasi Katalis 0,2 % pada Katalis KOH, Ca(OH)2, dan Mg(OH)2
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
60 90 120 150 180
Yie
ld (
%)
Waktu (s)
Mg(OH)2 0,2% Ca(OH)2 0,2% KOH 0,2 %
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
60 90 120 150 180
Vis
kosi
tas
(cS
t)
Waktu (s)
Mg(OH)2 0,2% Ca(OH)2 0,2% KOH 0,2 %
Perbandingan Metode Pemanasan menggunakan Microwave dan secara Konvensional terhadap Yield Biodiesel
Metode Pemanasan
Waktu Reaksi
Konsentrasi Katalis KOH
(%)
Yield Biodiesel (%)
Microwave
90 detik 0,2
91,14 120 detik 91,458 150 detik 93,225
Konvensional (Azcan et
al, 2007)
30 menit 1,5
91,4 45 menit 88,6 60 menit 88,5
Hasil Analisis Gas Chromatography (GC) pada Minyak Kelapa
Gambar IV.17 Hasil Analisa GC pada Minyak Kelapa Barco
Hasil Analisis Gas Chromatography (GC) pada Produk Biodiesel
Gambar IV.16 Hasil Analisa GC dari Biodiesel pada Konsentrasi Katalis KOH 0,2 % dengan daya 400 watt pada waktu 150 detik
min0 5 10 15 20 25
Norm.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
FID1 A, (ARYANTO2\08-2M-B.D)
5.0
73 -
M
.Hex
anoa
te
6.4
05 -
M
.Oct
anoa
te
7.2
66 -
M
.Non
anoa
te
8.2
96
9.3
68
10.
811
- M
.Lau
rate
11.
890
13.
576
- M
.Myr
ista
te
15.
011
16.
988
- M
.Pal
mita
te
18.
758
21.
007
- M
.Ole
at 2
1.49
3 -
M.L
inol
eat
22.
404
- M
.Ste
arat
e
25.
814
26.
447
26.
756
- M
.Ara
chid
ate
Kesimpulan
3
1
• Produk Biodiesel dapat dihasilkan dengan metode radiasi microwave, dimana waktu pemanasan yang dibutuhkan relatif lebih cepat dan jumlah penggunaan konsentrasi katalis lebih sedikit ( kurang dari 1 %) dibandingkan dengan metode konvensional.
2
• Konsentrasi katalis memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi katalisnya, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Pada katalis KOH untuk memperoleh produk biodiesel dengan viskositas antara 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah 0,2 - 0,25%.
• Pada konsentrasi Ca(OH)2 dan Mg(OH)2 tidak memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan.
Kesimpulan
3
3
• Daya memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin tinggi daya, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Dimana daya yang menghasilkan produk biodiesel dengan viskositas antara 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah 400 Watt.
4
• Waktu pemanasan memberikan pengaruh terhadap nilai viskositas dan yield dari biodiesel yang dihasilkan. Semakin lama waktu pemanasan yang digunakan, maka semakin tinggi yield yang didapatkan dan semakin rendah viskositasnya. Dimana waktu pemanasan yang menghasilkan produk biodiesel dengan viskositas 2,3 – 6 cst dan yield diatas 90% adalah waktu 90-150 detik.
Saran
3
1
• Penelitian lebih lanjut tentang pembuatan biodiesel dari minyak kelapa menggunakan katalis Ca(OH)2 dan Mg(OH)2 dengan konsentrasi lebih besar dan waktu yang lebih lama.
2
• Melakukan penelitian tentang pembuatan biodiesel dengan menggunakan bahan baku minyak yang berbeda, dengan konsentrasi yang sama.
TERIMA KASIH