LAPORAN SKRIPSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS PADAT BERPROMOTOR GANDA DALAM REAKTOR FIXED BED Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Achmad Roesyadi, DEA
Oleh : M Isa Anshary Oktavia Damayanti
2309 106 010 2309 106 014
LABORATORIUM TEKNIK REAKSI KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Latar Belakang Kebutuhan bahan bakar semakin meningkat tetapi cadangan sumber daya minyak bumi semakin menipis. Biodiesel termasuk bahan bakar yang paling banyak digunakan dan salah satu alternatif sumber energi. Proses pembuatan biodiesel selama ini menggunakan katalis homogen yang memiliki beberapa kelemahan diantaranya: Rumitnya pemisahan produk biodiesel yang dihasilkan dengan katalis Adanya limbah alkali yang memerlukan proses lanjutan. Dengan adanya kesulitan – kesulitan ini maka diadakan penelitian biodiesel dari minyak sawit dengan katalis padat.
BATASAN MASALAH
1. Bahan baku pembuatan biodiesel yang digunakan adalah minyak kelapa sawit yang telah melewati proses RBD (Refined, Bleaching and Deodorized). 2. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol menggunakan katalis padat (CaO/KI /-Al2O3). 3. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawit dilakukan dalam reactor batch dan Fixed Bed Continue.
TUJUAN PENELITIAN 1. Untuk mengetahui kondisi optimum kalsinasi katalis CaO/KI /-Al2O3 pada muffle furnace. 2. Untuk mempelajari pengaruh berat katalis dan temperatur terhadap yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol pada reaktor kontinu. 3. Untuk mengetahui analisa yang tepat untuk yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak sawit dengan katalis (CaO/KI /-Al2O3) pada reaktor kontinu.
MANFAAT PENELITIAN
1. Menghasilkan biodiesel yang ramah lingkungan, karena biodisel bersifat biodegradable dan renewable dengan emisi CO2 yang sangat kecil 2. Mengetahui pengaruh berat katalis dan temperatur minyak dan metanol terhadap yield Fatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol pada reaktor kontinu 3. Mendapatkan yield Fatty Acid Metil Ester terbaik dari kombinasi variabel penelitian.
METODE PENELITIAN Bahan yang digunakan 1. Minyak Kelapa Sawit yang sudah melewati proses RBD (Refined, Bleaching and Deodorized) , dengan kadar FFA maksimal 0,08 % 2. Metanol (bratachem) 3. KI powder (merk) 4. CaO powder (merk) 5. CH3COOH (bratachem) 6. -Al2O3 powder (merk) 7. Aquadest
RANGKAIAN ALAT Peralatan Kalsinasi
RANGKAIAN ALAT Peralatan Peletisasi Katalis
1
Keterangan : 1. Cetakan 2. Hidrolik
2
RANGKAIAN ALAT Peralatan PeralatanKalsinasi Transesterifikasi batch
RANGKAIAN ALAT Peralatan Transesterifikasi kontinyu
6
9
7
5
8
10
4 3
11 2 1
Keterangan : 1 . Tangki Penampung 1 2 . Pompa 3 . Pengaduk 4 . Valve 1 5 . Valve 2 6 . Rotameter 7 . Thermocouple 8 . Reaktor 9 . Heater 10. Pendingin 11. Tangki penampung 2
Variabel Penelitian
Untuk uji preparasi pengaruh kondisi kalsinasi meliputi : •Suhu kalsinasi (0C) •Waktu kalsinasi (jam)
katalis dalam reaktor batch dengan katalis (powder) pada muffle furnace : 500, 550, 600, 650, 700 : 3; 3,5; 4; 4,5; 5
Untuk uji katalitik produksi biodiesel dalam reactor fixed bed continue (katalis berbentuk tablet) menggunakan variabel – variabel berikut : •Suhu Reaksi (0C) : 125, 150, 175, 200 °C •Berat katalis (gram) : 10, 15 dan 20 •Ratio molar : 1 : 36 •Rate konstan : 250 ml/jam
Preparasi Katalis - Melarutkan CaO + 50 ml aquadest. - Menambahkan asam asetat. - Menambahkan -Al2O3 kemudian diaduk selama 3 jam Membuat larutan KI dengan kadar 35% berat terhadap -Al2O3 Setelah pengadukan CaAsetat + -Al2O3 selama 3 jam menambahkan larutan KI dan diaduk kembali selama 3 jam dengan suhu ruangan kemudian diuapkan hingga menjadi pasta Mengoven katalis pada suhu 120 °C selama 12 jam Kalsinasi pada variabel suhu dan waktu yang ditentukan
Karakterisasi katalis (BET, XRD dan SEM)
Transesterifikasi Reaktor Batch Memasukkan minyak kelapa sawit ke dalam labu leher tiga Memanaskan minyak hingga suhu 650C
Memasukkan katalis dengan jumlah 6% (% berat terhadap minyak) dan methanol secara bersamaan kedalam labu leher tiga yang berisi minyak.
Mengaduk dengan magnetic stirer dan menjaga suhu konstan 650C Setelah 5 jam , proses dihentikan. Memisahkan produk
Transesterifikasi Reaktor Kontinyu
Katalis padat
minyak sawit + methanol
Pemanasan katalis padat dalam reaktor fixed bed sesuai dengan variabel suhu.
Pemanasan dan reaksi pada reaktor fixed bed (T = 125, 150, 175, 200C, dan berat katalis 10, 15 dan 20 gram)
Metanol, Gliserol
Pemisahan metil ester dari metanol, dan gliserol dengan pengendapan.
Metil Ester
Hasil Analisa Hasil Analisa SEM
CaO /KI/ϒ-Al2O3 pada suhu 6500C selama 5 jam
Hasil Analisa
UJI KATALIS PADAT CaO/KI/γ-Al2O3 Hasil Analisa XRD
CaO
KI
-Al2O3
CaO/KI/-Al2O3
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor batch
Grafik hubungan antara suhu kalsinasi dengan % yield biodiesel ( 5 jam , 650C , ratio molar 1:42 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor batch
Grafik hubungan antara waktu kalsinasi dengan % yield biodiesel ( 5 jam , 650C , ratio molar 1:42 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor kontinyu
Grafik Hubungan antara suhu reaktor ( oC) dengan viskositas (cp) ( 250 ml/jam , ratio molar 1: 36 )
Hasil Analisa Transesterifikasi reaktor kontinyu
Grafik Hubungan antara berat katalis dengan % yield biodiesel ( 250 ml/jam, 2000C , ratio molar 1: 36 )
Kesimpulan Transesterifikasi pada reaktor batch 1. Katalis padat CaO/KI/-Al2O3 dapat digunakan dalam proses transesterifikasi minyak kelapa sawit sehingga menghasilkan metil ester dengan kemurnian mencapai 93,98% dengan perbandingan mol minyak dan metanol adalah 1:42 dengan pemisahan katalis dan biodiesel yang mudah. 2. Semakin lama waktu kalsinasi, semakin tinggi pula %yield metil ester sehingga menghasilkan yield sebesar 93,38%. 3. Semakin tinggi suhu kalsinasi, semakin tinggi pula % yield metil ester sehingga menghasilkan yield sebesar 57,62%.
Transesterifikasi pada reaktor kontinyu 1. Semakin tinggi suhu reaksi transesterifikasi, maka semakin kecil pula viskositas metil ester sehingga terjadi korelasi antara cp dan % yield. 2. Semakin banyak berat katalis, semakin besar % yield yang dihasilkan maka nilai yield yang didapat sebesar 15,51%..
