PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS CaO DISINARI DENGAN GELOMBANG MIKRO

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS CaO DISINARI DENGAN GELOMBANG MIKRO Susila Arita.R.*, Attaso.K, Rangga Septian *Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662

Abstrak Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif. Biodiesel dapat dibuat dari minyak sawit dan bahan baku lainnya. Penelitian ini mempelajari kondisi optimum minyak Biodiesel minyak sawit dengan reaksi metanolisis katalis heterogen kalsium oksida (CaO) komersial dibantu oleh penyinaran gelombang mikro. Perlakuan awal katalis untuk mendapatkan kondisi optimum telah dilakukan kalsinansi pada 500oC selama 1 jam. Pengurangan FFA mencapai 0,2% dengan esterifikasi. Hasil biodiesel dianalisis dengan gas kromatografi untuk mengukur total konversi metil ester. Kondisi optimum untuk transesterifikasi adalah 400 watt dengan katalis 5% CaO dari berat minyak, memiliki yield biodiesel 75,60% dan konversi metil ester 92%. Secara umum, kualitas produk biodiesel dalam percobaan ini tidak dapat memenuhi persyaratan standar biodiesel secara komersial. Kata Kunci : Biodiesel, Minyak Sawit, Katalis Heterogen, Gelombang Mikro, CaO Abstract Biodiesel is one of the alternative fuels. Biodiesel can be made from palm oil and the other raw material. This research studies the optimum condition of palm oil (RPO) production by methanolysis reaction heterogeneust catalyst of calcium Oxide (CaO) commercial aided by microwave irradiation. In order to get optimum condition, pretreatment catalyst has been done in 500 oC at 1 hour. FFA removal can be reduced until 0,2% by esterification . The result of biodiesel was analyzed by Gas chromatography to measure the total of methyl esters conversion. The optimum condition for transesterification was 400 watts and catalyzed by 5% of CaO, have the yield of biodiesel 75,60% and the conversion of methyl esters 92%. In general, the quality of biodiesel product in this experiment can’t fulfill the standard requirement of biodiesel enough. Keywords: Biodiesel, Palm Oil, Heterogeneust Catalyst, Microwave,Calcium Oxide

1.

PENDAHULUAN

Selama krisis energi dewasa ini, harga minyak mentah menjadi mahal dan masalah lingkungan telah mendorong pemerintah dan masyarakat untuk menetapkan kebijakan energi nasional dengan penekanan pada energi terbarukan seperti biodiesel untuk mengurangi

konsumsi bahan bakar fosil dan untuk meningkatkan keamanan energi negara. Di Thailand dan Indonesia, kelapa sawit adalah sumber daya biomassa yang memiliki potensi tinggi sebagai sumber energi terbarukan untuk produksi biodiesel. Minyak sawit mentah

Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 19, Desember 2013

Page 45

(KELAPA SAWIT) dari buah sawit telah menghasilkan sekitar 180 kg per ton tandan buah segar (TBS) (H-Kittikun et al., 2000). Pada tahun 2007, tingkat produksi TBS dari hampir 6,4 juta ton per tahun secara teori dapat digunakan untuk memproduksi 1,15 juta ton minyak sawit per tahun (OAE, 2009). Biodiesel biasanya dibuat dengan reaksi transesterifikasi trigliserida (minyak nabati) untuk metil ester dengan metanol menggunakan natrium atau kalium hidroksida yang dilarutkan dalam metanol sebagai katalis. Biodiesel dapat diproduksi melalui reaksi antara minyak sawit dengan alkohol menggunakan katalis heterogen. Dalam penelitian ini, jenis alkohol yang digunakan adalah metanol sebagai alkohol derivatif yang memiliki berat molekul rendah sehingga kebutuhan untuk alkoholisis relatif sedikit, lebih murah dan lebih stabil. Selain itu, aktivasi reaksi lebih tinggi bila dibandingkan dengan etanol (Prihandana et al., 2006). Jadi reaksi untuk menghasilkan biodiesel disebut reaksi metanolisis. Katalis yang sering digunakan dalam pembuatan biodiesel adalah katalis homogen, katalis homogen tidak begitu populer sekarang karena proses pemisahannya yang sulit. Jadi alternatif lainnya adalah katalis heterogen yang dianggap lebih ekonomis dan lebih mudah dalam pemisahan produk biodiesel . KOH dan NaOH sering digunakan dalam produksi biodiesel sebagai katalis homogeny, namun penggunaan

katalis ini memiliki kelemahan, yaitu pemisahan katalis dari produk cukup rumit . Sisa katalis homogen dapat menjadi limbah dari biodiesel yang dihasilkan ( Herman.S & Zahrina.I , 2006) . Selain itu, Katalis homogen dapat bereaksi dengan asam membentuk sabun lemak bebas sehingga akan mempersulit pemurnian , menurunkan hasil biodiesel dan meningkatkan konsumsi katalis dalam reaksi metanolisis ( Gozan et al ,2007;Nasikin et al, 2004 ) . Penggunaan katalis heterogen dalam produksi biodiesel dapat mengatasi beberapa kelemahan yang dimiliki oleh katalis homogeny. Pemisahan katalis heterogen produk cukup sederhana , yaitu dengan menggunakan penyaringan . Salah satu katalis yang dapat digunakan dalam reaksi metanolisis heterogen adalah kalsium karbonat ( CaCO3 ) yang dibakar pada suhu dan waktu tertentu ke Kalsium Oksida ( CaO )

2.

Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode eksperimen di laboratorium. Pembuatan biodiesel dari minyak sawit menggunakan katalis Heterogen (CaO) dibantu dengan radiasi gelombang mikro. Kondisi optimum diperoleh dengan memvariasikan kekuatan microwave, dan katalis. Biodiesel yang dihasilkan dianalisa densitas, yield, FFA, Angka asam dengan metode uji laboratorium dan Konversi menggunakan Gas Chromatography. Bahan baku biodiesel yang digunakan dalam penelitian ini adalah Refined Palm Oil dan metanol 98% (MERCK). Katalis yang digunakan yaitu katalis homogen asam sulfat pekat 98% untuk esterifikasi dan katalis heterogen kalsium oksida (CaO) 96% untuk reaksi transesterifikasi.

Aktivasi katalis dilakukan sebelum reaksi transesterifikasi, dengan memanaskan CaO pada furnace dalam temperature 500oC selama 1 jam. Pada penelitian ini digunakan variable bebas dan variable tetap. Variabel bebas yang dipelajari adalah konsentrasi katalis 1%, 3%, 5% dari berat minyak dan kekuatan daya gelombang mikro 200 watt, 300 watt, dan 400 watt. Sedangkan variable tetap adalah perbandingan mol metanol dan minyak sebesar 18:1, waktu reaksi 20 menit, kecepatan pengadukan transesterifikasi 600 rpm, jumlah katalis asam sulfat 3% dari berat minyak sebanyak 100 gram untuk setiap sampel. Langkah pertama yang dilakukan dengan pengurangan FFA melalui reaksi esterifikasi terlebih dahulu untuk mengubah asam lemak


Page 46

METODOLOGI

Gambar 1. Reaksi metanolisis dengan katalis basa heterogen CaO2

menjadi ester dengan pemanasan konvensional selama 60 menit dengan temperature 65oC dijaga konstan sampai reaksi selesai. Hasil esterifikasi didiamkan selama 24 jam di corong pemisah dan hasil esterifikasi pada lapisan bawah corong pisah akan digunakan pada reaksi transesterifikasi. .Langkah selanjutnya dalam penelitan ini adalah pretreatment katalis kalsium oksida dengan kalsinasi katalis CaO di dalam tungku dengan temperature 500oC selama 1 jam, lalu dicampurkan dengan metanol yang akan direaksikan dan diaduk selama 15 menit dengan kecepatan pengadukan 300-400 rpm. Setelah perlakuan katalis selesai, reaksi metanolis dilakukan pada reaktor batch berupa labu reaksi yang dihubungkan dengan kondensor pada microwave konvensional seperti yang ditunjukkan gambar 2. Reaksi dilakukan untuk semua variasi katalis dan daya gelombang mikro. Hasil transesterifikasi didiamkan pada corong pisah selama 6 jam dan biodiesel dipisahkan dari gliserol, katalis lalu dicuci dengan aquades dengan perbandingan 1:1, temperature aquades 50-60oC untuk memisahkan sabun dari crude biodiesel. Pencucian dilakukan di corong pisah selama 2 kali dan biodiesel dikeringkan pada oven laboratorium dengan temperature 90oC selama 6 jam untuk menghilangkan kadar air. Dari hasil uji biodiesel akan didapatkan perolehan yield biodiesel, FFA hasil transesterifikasi, angka asam, densitas, dan konversi biodiesel yang dianalisa gas kromatografi AS 2000.

Gambar 2 Rangkaian alat transesterifikasi 3.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam pembuatan biodiesel menggunakan minyak kelapa sawit sebagai bahan baku telah ditemukan bahwa kandungan asam lemak bebas masih cukup tinggi untuk melakukan reaksi


metanolisis , sebelum reaksi dilakukan , kita perlu mengurangi persentase asam lemak bebas dalam minyak sawit dengan mengkonversi asam lemak bebas ( FFA ) menjadi ester melalui reaksi esterifikasi. Rasio molar metanol dengan minyak adalah 18:1 , lalu ditambahkan ke 100 gr minyak dan 3 % asam sulfat ( H2SO4 ) dari berat minyak . Esterifikasi dilakukan dengan pemanasan konvensional selama 1 jam pada suhu 65oC (Buathip T et al, 2013). Diketahui kandungan FFA pada minyak sebanyak 1,06 % dan setelah pengurangan FFA melalui esterifikasi , asam lemak bebas ( FFA ) telah berubah menjadi 0,20 % . Menurut Garpen ( 2004) kadar FFA diperbolehkan dalam katalis basa adalah < 1 % atau setara dengan 2 mg KOH/g sampel ( Berrios , 2007) . Reaksi esterifikasi membutuhkan metanol dan katalis asam untuk mengubah FFA menjadi ester dan air. Penggunaan katalis asam untuk reaksi ini memiliki alasan yaitu tidak menyebabkan reaksi saponifikasi dengan kandungan FFA tinggi. Studi tentang pembuatan biodiesel melalui pemanasan batch konvensional telah dilakukan oleh banyak orang dan tentunya lebih mahal karena energi yang dipakai lebih tinggi dan waktu proses yang lama , Padil (2010) telah melakukan penelitian tentang transesterifikasi minyak nabati dengan menggunakan CaO dengan pemanasan batch konvensional dan dihasilkan konversi methyl ester sekitar 73,03 % dan 73,38 % reaksi ini membutuhkan suhu sekitar 105oC dengan waktu reaksi 1,5 jam . Ini berarti menggunakan pemanas konvensional membutuhkan waktu reaksi yang lama untuk membuat FAME (Fatty Acid Methyl Ester), namun kita dapat mengurangi semua itu dengan microwave . Dalam hal ini microwave komersial digunakan reactor skala batch . Metode batch memiliki beberapa keuntungan jika kita bandingkan dengan metode continous karena lebih mudah dalam mengontrol proses dan tidak perlu banyak peralatan untuk melakukan percobaan. Transesterifikasi membutuhkan banyak metanol untuk mengubah trigliserida menjadi metil ester , itu sebabnya dalam penelitian menggunakan perbandingan molar tinggi antara metanol dan minyak (18:01) , hal itu akan membuat keseimbangan reaksi akan bergerak ke arah kanan (produk) dan membuat konversi metil ester menjadi lebih tinggi , karena

Page 47

3 mol metanol dan 1 mol trigliserida akan membentuk 3 mol metil ester dan 1 mol gliserol. ( Bradshaw dan Meuly , 1994). Dalam percobaan ini telah dilakukan reaksi transesterifikasi dengan berbagai katalis 1 % , 3 % dan 5 % dari berat minyak untuk setiap sampel dan juga kekuatan daya microwave 200 watt , 300 watt , dan 400 watt . wakty setiap reaksi adalah sama yaitu 20 menit dan kecepatan pengadukan yang sama juga untuk setiap sampel yaitu 600 rpm . Produk utama metanolisis adalah biodiesel ( metil ester ) , dan gliserol. Biasanya proses pembuatan biodiesel dengan katalis heterogen akan membuat 3 lapisan , bagian bawah adalah katalis yang digunakan , bagian tengah adalah gliserol dan atas adalah produk ( biodiesel), tapi dari percobaan ini didapatkan 4 lapisan dengan pemanasan microwave dibawah 300oC . lapisan bagian atas adalah metanol berlebih yang belum bereaksi atau diduga tidak bereaksi , di tengah adalah biodiesel , di lapisan 3 adalah gliserol dan lapisan 4 adalah katalis. Diasumsikan bahwa pada suhu rendah metanol tidak dapat terkonversi penuh menjadi biodiesel karena reaksi waktu yang singkat . Tetapi pada 300oC - 400oC ,,semua metanol telah diubah menjadi biodiesel dan hanya menghasilkan 3 lapisan . Lapisan adalah biodiesel , lapisan tengah adalah gliserol dan lapisan 3 adalah katalis. Hasil yang ditampilkan produk dapat dilihat pada gambar 4.1. Kita bisa melihat dari data yang ditampilkan hasil tertinggi adalah 300 watt daya microwave dan katalis 1 % CaO menghasilkan 91% yield biodiesel. Dan yield terendah pada 200 watt daya dan dengan katalis 1 % CaO yang hanya memiliki 60,48% yield biodiesel. Itu berarti 300 watt lebih baik daripada 200 watt . kekuatan daya gelombang mikro telah dipelajari Putra,RP dkk ( 2012) , mereka mendapatkan hasil sekitar 60,11% yield biodiesel dalam 20 menit reaksi pada 200 watt dengan katalis 1 % CaO. Tapi untuk kondisi reaksi dengan suhu 300 watt dengan konsentrasi katalis 3 % dan 5 % , yield biodiesel adalah berkurang dari 91,15% menjadi 86,6 % dan 77,34 % . Diduga bahwa terjadi human error saat pencucian biodiesel. Karena berdasarkan grafik di atas bahwa 200 watt dan 400 watt daya gelombang mikro , yield biodiesel akan naik untuk katalis yang lebih tinggi

. Penggunaan katalis dapat mempengaruhi hasil yang diperoleh, dalam hal waktu dan suhu reaksi tergantung pada karakteristik masing-masing katalis. Penelitian sebelumnya telah dilakukan menggunakan NaOH sebagai katalis basa homogen dan membentuk biodiesel sebesar 98 % pada 260 Watt dan suhu operasi 50oC selama 20 menit.


Page 48

100 80 60

200 watt

40

300 watt

20

400 watt

0 CaO CaO 3% CaO 1% 5% Gambar 3. Grafik Perbandingan Terhadap Yield Biodiesel Dengan Variasi Katalis dan Daya Gelombang Mikro. suhu operasi 50oC selama 20 menit. ( Santoso dan Wijaya, 2009). Seperti kita ketahui katalis homogen akan menghasilkan yield yang lebih tinggi tetapi membutuhkan biaya produksi yang lebih besar dan pemisahannya sulit. Analisis oleh Trace Gas Chromatography AS 2000 digunakan untuk menentukan jenis senyawa yang terkandung dalam metil ester dari minyak sawit , dan untuk menghitung persentase konversi Fatty Acid Methyl Ester ( FAME ) pada biodiesel yang terbentuk . Analisis ini menghasilkan puncak spektrum masing-masing menunjukkan jenis metil ester tertentu. Berdasarkan data dari GC , berbagai jenis metil ester untuk biodiesel dapat diketahui. Analisis senyawa biodiesel dilakukan terhadap puncak fragmentasi yang dapat diidentifikasi sebagai senyawa biodiesel berdasarkan kemiripan dengan senyawa standar. Senyawa A dikatakan mirip dengan senyawa standar jika memiliki berat molekul yang sama , pola serupa, fragmen, dan nilai indeks kesamaan yang tinggi . Untuk menggunakan GC kita membutuhkan larutan standar,heksana dan sampel. Dalam penelitian ini digunakan 2 ml heksana dan dicampur dengan 0,2 ml minyak.

Setelah itu diisi dalam botol sampel untuk dianalisa dengan GC yang terhubung ke perangkat lunak komputer . Tabel 3. Senyawa yang terkandung dari Biodiesel Minyak Sawit No Nama Senyawa Puncak Persentase (%) 1

C16:0 (methyl

1

9,8

2

0,041

Palmitate) 2

C16:1 (methyl

100

palmitoleate) 3

C18:0 (methyl

3

1,078

4

9,227

stearate) 4

C18:1 (methyl

yang diberikan masih kecil , sehingga belum mampu mereaksikan minyak dan metanol dalam waktu 10 menit. Biodiesel mulai terbentuk pada 400 watt dan rasio mol minyak terhadap metanol adalah 1:12 . Metanol yang tidak bereaksi dari pembuatan biodiesel dengan daya 200 watt dan 300 watt dalam waktu 20 menit juga masih terlihat , dan hal ini mengakibatkan konversi metil ester tidak sempurna, sedangkan untuk daya microwave 400 watt

80 60

oleate) Dari tabel di atas terlihat bahwa Biodiesel dari minyak sawit memiliki senyawa utama metil ester antara lain metil palmitat, metil palmitoleat, metil stearat dan metil oleat dimana konversi tertinggi dimiliki oleh metil palmitat karena asam lemak ini merupakan asam lemak dominan pada minyak kelapa sawit. Senyawa lain yang dihasilkan dari analisis dengan Gas Chromatography, kemungkinan sebuah turunan alkil ester asam lemak. Di dalamnya ada juga metil ester tak jenuh, yaitu metil ester palmitoleate (C16:1) meskipun persentasenya sangat kecil. Hasil konversi yang dihitung dari masing-masing sampel yang dianalisa oleh GC dapat ditampilkan dalam lampiran. Dan grafik di bawah ini dapat menggambarkan tentang jumlah konversi yang terbentuk. Dari grafik di atas kita bisa mendapatkan kesimpulan bahwa kondisi tertinggi adalah untuk daya 400 watt dan 5 % Kalsium Oksida . Daya 400 watt juga menghasilkan konversi metil ester tertinggi dari yang lainnya , dan terlihat pada grafik jumlah katalis juga mempengaruhi konversi metil ester, semakin banyak jumlah katalis, hasil konversi semakin besar. Dalam grafik kita dapat melihat bahwa konversi biodiesel terlalu kecil untuk 200 watt dan 300 watt. Handayani SP (2010) telah membuktikan penggunaan microwave dalam pembuatan biodiesel dengan katalis basa homogen pada 300 watt , konversi biodiesel kurang dari 70% . Hal ini diduga bahwa daya


200 watt

40

300 watt

20

400 watt

0 CaO 1%

CaO 3%

CaO 5%

Gambar 4 Hasil Konversi Metil Ester Analisa Gas Kromatografi. tidak ditemukan metanol sisa yang tidak bereaksi. Jumlah katalis terlihat mempengaruhi persentase konversi. Hal ini ditunjukkan dalam gambar 4 untuk daya microwave 200 watt dan 400 watt, konversi yang dihasilkan tinggi kecuali daya 300 watt . diduga bahwa pada daya 300 watt terdapat human error atau reaksi katalitik rendah .sehingga hanya dimiliki 6 sampel data untuk menggambarkan persentase konversi yang dipengaruhi oleh katalis. Untuk daya 400 watt memiliki hasil yang memuaskan untuk 1% katalis sampai 5% katalis dari berat minyak. Untuk daya 200 watt ,penambahan katalis juga mempengaruhi konversi biodiesel tetapi tidak terlalu banyak karena pada daya 200 watt , minyak sawit belum dikonversi setinggi 400 watt menjadi FAME. Penambahan CaO sebagai katalis heterogen masih memiliki masalah di dalamnya , karena CaO lebih mudah untuk menyerap CO2 di udara dan tidak tahan dalam udara lembab . Jadi kita perlu persiapan sebelumnya, dengan mengaktivasi CaO dalam tungku sekitar 500oC dalam satu jam untuk menghilangkan kadar air dalam Kalsium Oksida. Kalsinasi juga bisa menghilangkan CO2 dari

Page 49

partikel CaO, sehingga membentuk banyak poripori pada kalsium oksida . Ukuran CaO yang digunakan sekitar 200 mesh, produktivitas akan lebih baik bila luas permukaan katalis per satuan massa lebih besar . Memperbesar luas permukaan katalis per satuan massa dapat dilakukan dengan mengurangi ukuran katalis padat . Kita juga perlu mencampur metanol dengan katalis lalu dilakukan pengadukan dengan kecepatan 300-400 rpm selama 10-15 menit . Untuk mendapatkan kondisi yang optimal pada transesterifikasi , katalis CaO akan diaktifkan oleh Metanol . Sejumlah kecil CaO akan bereaksi dengan metanol dan diubah menjadi Ca(OCH3) 2 dan Ca(OH)2 tetapi beberapa CaO yang tersisa tidak berubah . Mula-mula CaO akan bereaksi dengan metanol dan membentuk Ca(OCH3)2 dan selanjutnya H2O yang dihasilkan selama pembentukan Ca(OCH3)2 akan bereaksi dengan CaO membentuk Ca(OH)2. (Ayato Kawashima, dkk, 2009). Oleh karena itu, perlu dilakukan aktivasi katalis sebelum reaksi. Katalis CaO lebih aktif dan telah lama dipelajari untuk transesterifikasi karena harganya yang murah, memiliki energi aktivasi yang tinggi ( Liu et al , 2008) dan sedikit larut dalam metanol dibandingkan alkali tanah hidroksida logam seperti SrO dan Ba (OH)2 yang sepenuhnya terlarut dalam media reaksi ( Granados et al , 2007) . Dalam penelitian yang dilakukan oleh Granados et al ( 2007) menyimpulkan bahwa meskipun CaO sangat aktif dalam reaksi transesterifikasi , keberadaan H2O akan menyebabkan terbentuknya Ca(OH)2 yang akan membentuk layer tipis pada permukaan pori CaO sehingga aktivitas katalitik CaO akan menyerupai aktivitas katalitik Ca(OH)2. Tingginya nilai angka asam dapat membuat masalah baru untuk produk biodiesel. Menurut Diaz dan Galindo (2007),bahan bakar mesin diesel yang ideal adalah bahan bakar dengan rantai hidrokarbon yang sepenuhnya jenuh. Jumlah asam yang dimiliki biodiesel dari minyak sawit juga sangat rendah, ini berarti Biodiesel mengandung asam lemak bebas yang sangat sedikit. Dengan demikian, biodiesel tidak bersifat korosif dan tidak merusak injektor mesin diesel. Bilangan asam yang didapatkan sesuai dengan standar SNI yaitu dibawah ≤ 0,8%. Dari grafik terlihat bahwa hasil bilangan asam pada 200 watt dan 400 watt dengan jumlah


katalis yang sama memiliki angka asam sesuai dengan standar biodiesel dalam ASTM D-6751 yang mengizinkan bilangan asam tertinggi adalah 0,5%. Penambahan katalis mempengaruhi nilai bilangan asam pada daya 200 watt. Hal tersebut ditunjukkan bahwa jumlah katalis 1% memiliki angka asam 018% , pada penambahan 3% CaO terjadi kenaikan angka asam tapi grafik turun kembali ke 0,18% ketika penambahan katalis dalam 5%, kondisi yang sama juga terjadi pada daya 400 watt.dapat disimpulkan bahwa penambahan katalis CaO sebanyak 5% berat minyak merupakan titik terendah dri setiap daya microwave, dengan kata lain kondisi inilah yang terbaik dengan angka asam yang kecil. 1 0.8 0.6

200 watt

0.4

300 watt 400 watt

0.2 0 CaO 1% CaO 3% CaO 5% Gambar 5. Analisa Angka Asam

Densitas biodiesel dalam percobaan ini dapat dilihat pada gambar 6. Ditunjukkan bahwa daya microwave mempengaruhi densitas. daya yang lebih tinggi dapat mengurangi nilai densitas yang juga dipengaruhi oleh penambahan CaO sebagai katalis, dan kondisi terbaik berada pada daya 400 watt . Densitas standar Eropa EN-12414 memiliki persyaratan minimum adalah 860 kg/m3 dan maksimum adalah 900 kg/m3, katalis dalam kondisi ini tidak mempengaruhi hasil secara signifikan. grafik dari pengukuran densitas dapat dilihat pada gambar 6. Dalam daya microwave 400 watt menunjukkan bahwa hasil uji densitas adalah 860 kg /m dengan variasi katalis 1%, 3%, dan 5% dari berat minyak. Ini adalah hasil terbaik sesuain dengan standar biodiesel Eropa EN-12414. Menurut Prihandana et al., (2006), densitas biodiesel yang melebihi ketentuan akan membuat reaksi pembakaran tidak sempurna. Dengan demikian dapat meningkatkan emisi dan membuat mesin diesel cepat rusak. Biodiesel dengan

Page 50

densitas 860 kg/m3 pembakaran sempurna.

dapat

menghasilkan

7.

875 8.

870 200 watt 865

300 watt 400 watt

860 855

Senyawa biodiesel dari minyak sawit pada percobaan ini telah dianalisa melaluii gas kromatografi (AS 2000) adalah sebagai berikut : metil palmitat , metil palmitoleate , metil stearat , dan metil oleat Secara umum, kualitas biodiesel yang dihasilkan dalam penelitian ini belum dapat memenuhi persyaratan standar cukup biodiesel Berdasarkan hasil studi eksperimental yang telah dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA CaO 1%CaO 3%CaO 5%

Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Radiasi gelombang mikro (microwave) dapat dimanfaatkan dalam proses pembuatan biodiesel dari minyak sawit melalui proses transesterifikasi secara batch. 2. Penggunaan radiasi gelombang mikro dalam pembuatan biodiesel dari minyak sawit dengan daya yang lebih tinggi mampu meningkatkan hasil yield biodiesel . Daya yang optimal adalah 300 watt pada rasio mol minyak sawit dengan metanol 1:18 dan jumlah katalis 1% dari berat minyak memiliki yield biodiesel sebesar 91,15 % 3. Penyinaran gelombang mikro membuktikan bahwa dapat mengurangi waktu reaksi menjadi sangat singkat. Semakin tinggi daya gelombang mikro maka dapat meningkatkan konversi metil ester . Daya yang optimal adalah 400 watt pada rasio mol minyak sawit dengan metanol pada 1:18 dan persentase konversi mencapai 92 % dari FAME 4. Kondisi optimum dalam percobaan ini berada pada 400 watt dan 5 % CaO , yang memiliki hasil yang lebih baik daripada yang lain 5. Dari variasi berbagai katalis CaO , diperoleh bahwa kondisi optimum untuk percobaan ini adalah 5 % katalis dari berat minyak dalam perbandingan molar minyak dan metanol 1:18. 6. Semakin banyak penambahan katalis CaO pada daya 200 dan 400 watt dapat meningkatkan konversi

A. Aziz, M. F. Said, M. A. Awang and M. Said, “Performance of Palm Oil-based Biodiesel Fuels in a Single Cylinder Direct Injection Engine”, Palm Oil Developments, No. 42, June 2005. A. R. C. de L. M. Duarte, U. H. Bezerra, M. E. de L. Tostes and G. N. da R. Filho, “Alternative Energy Sources in the Amazon: Evaluating the Energy Potential of Palm Oil for the Generation of Electricity in Isolated Communities”, IEEE Power and Energy Magazine, January-February. 2007, Vol. 5, No. 1, pp. 51-57 Atadashi IM, Aroua MK, Aziz AA. “Biodiesel separation and purification”: a review. Renew Energy 2010;36:437–43. Alba-Rubio AC, Santamaría-González J, MéridaRobles JM, Moreno-Tost R, Martín Alonso D, Jiménez-López A, et al. Heterogeneous transesterification processes by using CaO supported on zinc oxide as basic catalysts. Catal Today 2010;149:281–7. Albuquerque MCG, Jiménez-Urbistondo I, Santamaría-González J, Mérida- Robles JM, Moreno-Tost R, RodríguezCastellón E, et al. CaO supported on mesoporous silicas as basic catalysts for transesterification reactions. Appl Catal A: Gen 2008;334:35–43. Allorerung. 2006. Biodiesel dari kelapa.http:// www.sinarharapan.co.id. (20 September 2007). C. Y. May, M. A. Ngan, C. K. Yoo, R. A. Majid, A. Y. K. Chung, H. L. L. Nang, C. S. Foon, Y.C. Liang, P. C. Wei, N. M. Han and Y. Basiron, “Palm Diesel: Green and


Page 51

Gambar 6. Hasil Analisa Densitas 4.

KESIMPULAN

Renewable Fuel from Palm Oil”, Palm Oil Developments, No. 23, 2005, pp. 3-7. Handayani,S.P. “Pembuatan Biodiesel dari Minyak Ikan dengan Radiasi Gelombang Mikro”. Skripsi Jurusan FMIPA Universitas ebelas Maret Surakarta (2010). Kouzu M, Kasuno T, Tajika M, Sugimoto Y, Yamanaka S, Hidaka J. Calcium oxide as a solid base catalyst for transesterification of soybean oil and its application to biodiesel production. Fuel 2008;87:2798–806. Kouzu M, Yamanaka S, Hidaka J, Tsunomori M. Heterogeneous catalysis of calcium oxide used for transesterification of soybean oil with refluxing methanol. Appl Catal A: Gen 2009;355:94–9. López Granados M, Mariscal R, Alba-Rubio AC, Cavalcante Jr CL, Albuquerque MCG. Spanish patent application P201131281; 2011. Lam, M.K, Lee,K.T, dan Mohamed,A.R. “Homogeneous, heterogeneous and enzymatic catalysis for transesterification of highfree fatty acid oil (waste cooking oil) to biodiesel” School ofChemical Engineering, Universiti Sains Malaysia, Malaysia (2010). Refaat, A.A, dan Sheltawy,S.T. “Time factor in microwave enhanced biodiesel production.” The WorldScientific and Engineering Academy and Society Transactions on Environment and Development (2008). Suppes,G.J, Bockwinkel,K, Lucas,S, Botts,J.B, Mason,M.H, dan ,J.A. “Calcium Carbonate Catalyzed Alcoholysis of Fats and Oils”.Department of Chemical and Petroleum Engineering and Chemistry, The University of Kansas (2001). Suppalakpanya,K, Ratanawilai,S, Nikhom,R, dan Tongurai,C. “Production of Ethyl Ester from Crude Palm Oil by Two-Step Reaction Using Continous Microwave System”. Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering,Prince of Songkla University, Thailand (2011).


Vicente G, Martínez M, Aracil J. Integrated biodiesel production: a comparison of different homogeneous catalysts systems. Bioresour Technol 2004;92: 297–305. Wang Y, Ou S, Liu P, Xue F, Tang S. Comparison of two different processes to synthesize biodiesel by waste cooking oil. J Mol Catal A: Chem 2006;252: 107–12. Wilujeng,R dan Fityatin, A. “Pembuatan Biodiesel Secara Kontinyu Dengan Memanfaatkan Gelombang Mikro (Microwave). Skripsi Jurusan Teknik Kimia ITS Surabaya (2011).

Page 52

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS CaO DISINARI DENGAN GELOMBANG MIKRO

Recommend Documents