PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG

PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CaO PADA PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 OC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT

TESIS

Oleh SABAR SILAEN 087026033/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CaO PADA PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 OC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT TESIS

Untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh SABAR SILAEN 087026033/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2010


PENGESAHAN TESIS Judul Tesis

Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Fakultas

: PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CAO PADA PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 oC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT : Sabar Silaen : 087026033 : Magister Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

DR. Marhaposan Situmorang Ketua

Drs. Nimpan Bangun, M.Sc Anggota

Ketua Program Studi,

Dekan,

Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D NIP. 195503171986011001

Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D NIP. 195503171986011001

Tanggal Lulus: 14 Juni 2010


PERNYATAAN ORISINALITAS

PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CaO PADA PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 oC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT

TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan,

Juni 2010

SABAR SILAEN NIM. 087026033


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah

: Sabar Silaen : 087026033 : Magister Fisika : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Excluxive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul : PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CaO PADA PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 oC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan,

Juni 2010

SABAR SILAEN NIM. 087026033


Telah diuji pada Tanggal : 14 Juni 2010

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Marhaposan Situmorang Anggota

: 1. Drs. Nimpan Bangun, M.Sc 2. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, Ph.D 3. Prof. Dr. Timbangen S., M.Sc 4. Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS


RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar

: Sabar Silaen, S.Pd.

Tempat dan TanggalLahir

: Balige, 21 September 1965

Alamat Rumah

: Jl. Pendidikan Gg. Gesba Mariendal - I

Telepon/ HP

: 08126313124

Instansi Tempat Kerja

: SMA Negeri 5 Medan

Alamat Kantor

: Jl. Pelajar No. 17 Medan

Telepon

: (061) 7360664

DATA PENDIDIKAN SD

: SD Swasta Mandala Medan

Tamat : 1977

SMP

: SMP Negeri 7 Medan

Tamat : 1981

SMA

: SMA Negeri 5 Medan

Tamat : 1984

Diploma III

: FMIPA USU Medan

Tamat : 1988

Strata-1

: FPMIPA IKIP Negeri Medan

Tamat : 2007

Strata-1

: FKIP Univ. Terbuka

Tamat : 2007

Strata-2

: PSMF PPs FMIPA USU Medan

Tamat : 2010


KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena hanya kasih karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis. Kami ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahrial Pasaribu, DTM & H, M.Sc (CTM), SPA (K) atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Magister Fisika, Prof. Drs. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D. Sekretaris Program Studi Magister Fisika Drs Nasir Saleh, M.Eng, Sc., beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Dr. Marhaposan Situmorang selaku pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Bapak Drs. Nimpan Bangun, M.Sc selaku pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini. Kepala SMA Negeri 5 Medan, Drs. Salmi Effendi, M.Pd., yang telah memberi izin belajar di program Pascasarjana tanpa meninggalkan tugas. Pak Uda Hasiolan Silaen, S.H., Edward Silaen, S.T., dan Kakek Parsaoran Silaen yang memberikan bantuan kesempatan dan moril selama mengikuti perkuliahan. Mahasiswa pascasarjana Henri Jannu, Juniar limbong, Januaris Pane, Jamson Siboro, dan Juaksa Manurung, atas saran-saran, kerjasama selama perkuliahan dan menyelesaikan penelitian. Rekan-rekan sejawat Dra. Tiamar Hutapea, Drs. Salon Sinaga, M.Si., Tiorinse Sinaga, S.Pd., M.Si, Drs. Ajis Pakpahan, M.si, dan Farawiati Andrianti, S.Pd, M.Si atas dorongan semangat yang diberikan. Kepada Ibunda Hermina Br. Sianipar, mertua H. Simanungkalit, D. Br. Napitupulu serta isteri tercinta Magdalena Simanungkalit serta anak-anakku terkasih William Fransisco, Kelvin E. Andreas dan Christine Monica atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril dan materil. Penulis menyadari tesis ini belum sempurna, dengan senang hati penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca. Semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian selanjutnya.


Medan, Juni 2010 Penulis

Sabar Silaen


PENGARUH TIPE KATALIS KOH DAN CaO PADA PEMBUATAN BIODIESEL MINYAK KACANG TANAH MELALUI TRANSESTERIFIKASI DENGAN LAMA REAKSI 3 JAM PADA SUHU 65 oC MENGGUNAKAN ETER SEBAGAI COSOLVENT

ABSTRAK Biodiesel sebagai energi alternatif telah banyak dilaporkan dan emisi gas CO2 lebih kecil dari solar. Katalis yang sudah umum adalah KOH dan NaOH, pemakaian minyak kacang tanah sebagai bahan bakar dan katalis Cao belum banyak dilaporkan. Karena itu dalam penelitian ini dilakukan transesterifikasi minyak kacang tanah menggunakan katalis KOH dan CaO memakai eter sebagai cosolvent. Metode transesterifikasi katalis KOH dan CaO dengan lama reaksi 3 jam pada suhu 65 oC. Hasil campuran reaksi dipisahkan dengan mengekstraksi dalam heksan, fraksi heksan dicuci dengan larutan HCl4-n dibilas dengan aquades kemudian fase atas dikeringkan dengan Na2SO4. Fraksi fase diperoleh setelah menguapkan heksan tersebut dan kadarnya diukur dengan gascromatografi untuk mendapatkan komposisi kimia. konversi minyak kacang tanah dengan katalis KOH adalah 60,53% sedangkan katalis CaO 58,10%. Biodiesel yang diperoleh dengan katalis KOH mengandung 10,31% monogliserida, 0,33% digliserida, 33,87% trigliserida, 2,46% free gliserol. Biodiesel yang diperoleh dengan katalis CaO mengandung 9,66% monogliserida, 0,94% digliserida, 0,56% trigliserida, 0,088 free gliserol. Sifat fisis dari biodiesel yang diperoleh dengan menggunakan katalis KOH kadar airnya 0,09%, angka iodium 52,25 gr/100 gr, titik kabut 10,0 o C, viskositas 5,9854 cSt, massa jenis 0,8844 g/cm3. Biodiesel yang diperoleh dengan menggunakan katalis CaO kadar airnya 0,08%, angka iodium 55,54 gr/100 gr, titik kabut 11,0 oC, viskositas 5,9780 cSt, massa jenis 0,8700 g/cm3. Kata kunci : Minyak Kacang Tanah, Trigliserida, Katalis, Gliserol, Cosolvent, Transesterifikasi, biodiesel, kadar air, massa jenis, viskositas, titik kabut dan angka iodium.


EFFECT OF CATALYST TYPE ON KOH AND CaO peanut oil biodiesel transesterification BY REACTION WITH OLD 3 HOURS IN USING TEMPERATURE 65 oC ETHERS AS COSOLVENT

ABSTRACT

Biodiesel as an alternative energy has been widely reported and less CO2 emissions than diesel. Which is a common catalyst is KOH and NaOH, using peanut oil as fuel and catalyst Cao has not been widely reported. Therefore, this study of peanut oil transesterification using KOH and CaO catalyst using ether as a cosolvent. Transesterification method of KOH and CaO catalyst with reaction time 3 hours at a temperature of 65 oC. Results are separated by extracting the reaction mixture in hexane, the hexane fraction was washed with HCl4-n solution rinsed with distilled water and then dried with Na2SO4 phase above. Phase fraction was obtained after evaporating hexane and its purity was measured by gascromatografi to obtain the chemical composition. conversion of peanut oil with KOH catalyst was 60.53% while 58.10% CaO catalyst. Biodiesel is obtained by KOH catalyst containing monogliceride 10.31%, 0.33% diglycerides, triglycerides, 33.87%, 2.46% free glycerol. Biodiesel is obtained by CaO catalyst containing 9.66% monogliceride, 0.94% diglycerides, triglycerides 0.56%, 0.088 free glycerol. The physical properties of biodiesel obtained by using the catalyst KOH water level is 0.09%, iodine number 52.25 gr/100 gr, cloud point 10.0 oC, cSt viscosity of 5.9854, density 0.8844 g/cm3. Biodiesel is obtained by using CaO catalyst water content of 0.08%, iodine number 55.54 gr/100 gr, cloud point 11.0 o C, cSt viscosity of 5.9780, density 0.8700 g/cm3.

Keywords: Peanut Oil, Triglycerides, Catalyst, Glycerol, Cosolvent, Transesterification, biodiesel, water content, density, viscosity, cloud point and iodine number.


DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR

i

ABSTRAK

iii

ABSTRACT

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL

viii

DAFTAR GAMBAR

ix

DAFTAR LAMPIRAN

x

BAB I

PENDAHULUAN

1

1.1

Latar Belakang

1

1.2

Batasan Masalah

3

1.3

Perumusan Masalah

3

1.4

Tujuan Penelitian

4

1.5

Hipotesis

4

1.6

Manfaat Penelitian

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 Biodiesel

6

2.2

Bahan Baku Biodiesel

7

2.3

Proses Produksi Biodiesel Turunan Minyak Kacang Tanah

9

2.4

Standar Biodiesel di Indonesia

11

2.5

Katalis

12

2.5.1

Katalis Homogen

12

2.5.2

Katalis Heterogen

13

2.5.3 Bio Katalis (Enzim)

14

2.5.4 Auto Katalis

14

2.5.4.1

Katalis Sebagai Perantara

16

2.5.4.2 Katalis Sebagai Pengikat

17


2.6

Alkohol

17

2.7

Reaksi Transesterifikasi

18

2.8

Sifat-sifat Penting dari Biodiesel

20

2.8.1 Massa Jenis (Densitas)

20

2.8.2

Viskositas

21

2.8.3

Titik Kabut

22

2.8.4

Angka Iodium

24

2.8.5

Kadar Air

24

BAB III METODE PENELITIAN 3.1

26

Tempat dan Waktu Penelitian

26

3.2 Bagan Penelitian

26

3.2.1

Pembuatan Minyak Kacang

26

3.2.2

Pembuatan FAME

27

3.2.3

Uji Karakteristik FAME

28

3.3 Pembuatan Minyak Kacang Tanah

28

3.3.1

Alat dan Bahan

28

3.3.2

Prosedur Kerja

29

3.4 Proses Pembuatan Biodiesel dengan Menggunakan Katalis KOH dan Cosolvent Eter

30

3.4.1

Alat dan Bahan

30

3.4.2

Prosedur Kerja

30

3.5 Proses Pembuatan Biodiesel dengan Menggunakan

3.6

3.7

Katalis CaO dan Cosolvent Eter

32

3.5.1

Alat dan Bahan

32

3.5.2

Prosedur Kerja

33

Pengujian Massa Jenis (Densitas)

34

3.6.1

Alat dan Bahan

34

3.6.2

Prosedur Kerja

34

Pengujian Viskositas

37

3.7.1

Alat dan Bahan

37

3.7.2

Prosedur Kerja

37


3.8

3.9

Pengujian Titik Kabut

38

3.8.1

Alat dan Bahan

38

3.8.2

Prosedur Kerja

38

Pengujian Angka Iodium

38

3.9.1

Alat dan Bahan

38

3.9.2

Prosedur Kerja

39

3.10 Pengujian Kadar Air

40

3.10.1 Prinsip Kerja

40

3.10.2 Alat dan Bahan

40

3.10.3 Prosedur Kerja

40

3.10.4 Perhitungan

40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

42

4.1 Pembuatan Minyak Kacang Tanah

42

4.2

Pembuatan Biodiesel

42

4.3

Uji Kimia

49

4.4

Uji Fisis

49

4.4.1

Uji Massa Jenis (Densitas)

51

4.4.2

Uji Viskositas

51

4.4.3

Uji Titik Kabut

52

4.4.4 Uji Angka Iodium

52

4.4.5

53

Uji Kadar Air

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

54

5.1

Kesimpulan

54

5.2

Saran

54

DAFTAR PUSTAKA

55

LAMPIRAN

L–1


DAFTAR TABEL Nomor Tabel

Judul

Halaman

2.1

Jenis Tanaman Bahan Baku Biodiesel

7

2.2

Jenis Asam Lemak yang Terkandung dalam

9

Minyak Kacang Tanah 2.3

Persyaratan Kualitas Biodiesel

11

Menurut SNI – 04 – 7182 - 2006 4.1

Hasil Uji GC Analisa Komposisi FFA

43


FAME Kasar Hasil Transesterifikasi

44

4.3

Jenis dan Komposisi Asam Lemak pada Kacang Tanah

45

4.4

Kandungan Asam Lemak Minyak Kacang dalam

46

Hitungan 100 gram 4.5

Data Hasil Reaksi Transesterifikasi 884,0 gr

49

Minyak Kacang dengan Katalis KOH dan CaO Lama Reaksi 3 Jam pada Suhu 65 oC 4.6

Hasil Uji Kimia dan Uji Fisis Biodiesel Turunan Minyak

62

Kacang Tanah


DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar 2.1

Judul

Halaman

Proses Pembuatan Biodiesel Turunan

10


Reaksi Transesterifikasi dengan Katalis Homogen

12

2.3

Reaksi Transesterifikasi dengan Katalis Heterogen

13

2.4

Perubahan Energi Aktivasi Setelah Menggunakan

15

Katalis 3.1

Bagan Pembuatan Minyak Kacang Tanah

26

3.2

Bagan Pembuatan FAME

27

3.3

Bagan Uji Karakteristik FAME

28


DAFTAR LAMPIRAN Lampiran

Judul

Halaman

Huruf A

Uji Kimia Minyak Kacang Tanah

L–1

B

Proses Pembuatan Biodiesel

L–2

C

Uji Kimia Biodiesel Turunan Minyak Kacang Tanah

L – 12

D

Standar Solar

L – 16

E

Uji Fisis Biodiesel Turunan Minyak Kacang Tanah

L – 17


PEMBUATAN BIODIESEL TURUNAN MINYAK KACANG

Recommend Documents