JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
1
PEMISAHAN GLISEROL DAN BIODIESEL MINYAK KELAPA SAWIT (PALM OIL) DENGAN MENGGUNAKAN MEMBRANE POLYPROPYLENE Alvino Heboh W. , Sonia Srivasta D. , dan Prof.Dr.Ir. H.Rachimoellah Dipl, EST Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Abstrak—Penelitian ini bertujuan untuk memisahkan gliserol dari produk biodiesel minyak kelapa sawit. Penelitian ini dilakukan dengan proses mikrofiltrasi menggunakan membrane polypropylene. Sebelum dilakukan proses mikrofiltrasi, terlebih dahulu dilakukan proses pembuatan biodiesel dengan proses transesterifikasi selama 2 j am dengan suhu 60oC, kemudian melakukan proses pemisahan gliserol secara settling, serta pencucian methanol dan sisa katalis dari produk biodiesel. Pada Proses mikrofiltrasi, campuran umpan sesuai variabel operasi dipanasi hingga suhu umpan yang dikehendaki, selanjutnya dipompakan ke membrane polypropylene, dan akan dihasilkan permeat, dimana permeat merupakan hasil proses mikrofiltrasi yang diharapkan. Variabel penelitian yang digunakan meliputi, variabel tetap yang digunakan meliputi jenis umpan (biodiesel minyak kelapa sawit), pola aliran (inside-outside) dan waktu operasi (10 menit). Untuk variabel berubahnya meliputi penambahan gliserol (4, 8%), suhu umpan (30, 40, 50 oC), TMP (1 dan 2 bar), dan penambahan air (0,1 dan 0,2%), serta variabel respon yang meliputi kandungan gliserol dan yield biodiesel dalam permeat hasil mikrofiltrasi. Dari hasil penelitian dihasilkan permeat dengan hasil terbaik pada variabel 30 oC, 1bar, penambahan air 0,2% air pada penambahan gliserol 4% dengan didapatkan kadar gliserol 0,4% dan yield biodiesel 95,79%. Semakin meningkatnya TMP maka akan dihasilkan yield yang sedikit, serta semakin banyak penambahan air maka akan dihasilkan kadar gliserol yang sedikit dan meningkatnya yield biodiesel Kata Kunci— gliserol, biodiesel, minyak kelapa sawiy, membrane polypropylene, mikrofiltrasi.
C
I. PENDAHULUAN
adangan minyak bumi di Indonesia semakin menipis yang kini diperkirakan hanya tersedia untuk jangka waktu sekitar 15 tahun. Hitungan tersebut dengan asumsi tingkat konsumsi tinggi seperti sekarang, yang berada pada kisaran tingkat pertumbuhan konsumsi 5-6 persen setahun. Perkiraan itu bisa lebih parah lagi kalau pola hidup dari masyarakat Indonesia yang sangat boros dalam penggunaan energi fosil ini masih dipertahankan. Oleh karena itu, peranan pengembangan energi pengganti migas harus ditingkatkan. Kebutuhan energi pengganti migas ini dapat dipenuhi dari sumber-sumber energi alternatif lainnya seperti batu bara, tenaga air, tenaga panas bumi, biomassa, gambut, tenaga surya, dan energi terbarukan lainnya seperti Fatty Acid Methyl Ester (FAME) yang dikenal dengan nama biodiesel.Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang menjanjikan yang dapat diperoleh dari minyak bekas, lemak binatang, atau minyak tumbuhan yang telah
dikonversi menjadi Methyl Ester melalui proses transesterifikasi dengan alkohol. Biodiesel dapat digunakan untuk bahan bakar diesel Mesin, Yang biasanya menggunakan Minyak solar. Pada pembuatan biodiesel atau reaksi transesterifikasi suatu minyak nabati dengan alkohol akan dihasilkan sebuah produk samping berupa gliserol. Produk ini dihasilkan sekitar 10 – 20 % dari total volume produk Transesterifikasi merupakan metode paling umum digunakan untuk memproduksi biodiesel. Transesterifikasi adalah reaksi minyak (Trigliserida) dengan alkohol menggunakan katalis basa sehingga menghasilkan biodiesel dan gliserol. Pada proses transesterifikasi katalis homogen basa yang sering digunakan adalah NaOH dan KOH.
Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi Pemisahan gliserol yang merupakan produk samping dari pembuatan biodiesel perlu dilakukan. Selain dapat mereduksi limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan biodiesel, juga akan menambah income bagi industri penghasil biodiesel. Karena selain produk utama biodiesel, masih ada produk samping yang bernilai ekonomis. Salah satunya gliserol tersebut. (Aziz, I, dkk., 2008). Gliserol dalam jumlah besar digunakan dalam pembuatan obat, kosmetik, pasta gigi, busa uretan, resin sintetis, dll. Sejumlah besar pemrosesan tembakau dan makanan juga menggunakan gliserol, baik dalam bentuk gliserin atau gliseridanya.(Appleby, 2005). Kandungan gliserol yang masih terkandung dalam biodieselpun juga dapat menyebabkan disfungsi pada penggunaan bahan bakar pada mesin diesel dan mengakibatkan proses kerja dari mesin tidak maksimal, khususnya pada emisi dari mesin diesel tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan biodiesel yang diharapkan sekecil mungkin kandung gliserolnya yaitu kurang dati 0,02% (EN 14214). (C.Plank ; E.lorbeer, 1995)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) Salah satu bagian dari proses produksi biodiesel adalah pemurnian metil ester hasil reaksi transesterifikasi menjadi biodiesel. Pencucian adalah proses menghilangkan sisa methanol, sisa katalis, sabun dan gliserol yang tidak bisa dihilangkan pada proses pemisahan. Saat ini, metode yang umum digunakan dalam pemurnian biodiesel adalah dengan metode distilasi untuk menghilangkan sisa methanol, pencucian dengan air dan asam untuk menghilangkan sisa katalis, pencucian dengan menggunakan air untuk menghilangkan sisa sabun dan pencucian dengan corong pemisah untuk menghilangkan sisa gliserol. Metode ini memiliki kelemahan karena membutuhkan waktu yang cukup lama. Oleh karena itu, untuk memperoleh kondisi operasi optimum dan hasil pemurnian biodiesel yang lebih baik, diperlukan penelitian untuk memperoleh metode baru yang mampu mengatasi kelemahan metode pemurnian konvensional. Salah satunya metode pemisahan dengan menggunakan membrane. Metode membran ini merupakan potensi yang sangat baik untuk menyelesaikan masalah lingkungan dengan merecovery produk biodiesel yang lebih banyak. Membran yang paling banyak digunakan adalah membran mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi. Berdasarkan penelitian, membrane ceramic merupakan membran yang paling baik digunakan untuk pemisahan biodiesel. Namun membrane ini sangat mahal, mengingat bahan tersebut dapat digunakan dengan jangka panjang, dan hanya membutuhkan sedikit perawatan. Oleh karena itu membrane dengan bahan PP (Polypropylene) merupakan solusi yang tepat. Selain bahan yag tidak terlalu mahal, optimalisasi membrane tersebut tidak jauh berbeda dari membrane ceramic, namun hanya perawatan yang dilakukan harus lebih rutin. II. URAIAN PENELITIAN A. Tahap Persiapan Feed Pada penelitian pemisahan biodiesel dan gliserol dengan membran ini dimulai dengan pembuatan biodiesel dari minyak kelapa sawit yang akan digunakan untuk feed dari proses mikrofiltrasi. Menimbang minyak kelapa sawit sesuai kebutuhan, lalu memasukkan ke dalam labu leher dan memanaskan minyak ± 50oC. Kemudian menyiapkan methanol sebagai reaktan dengan perbandingan 1:6 Molar serta NaOH sebagai katalis dengan jumlah 1% dari berat minyak, lalu mencampurkan methanol dan NaOH hingga homogen. Setelah minyak dipanaskan, lalu memasukkan campuran larutan tersebut serta stirer sebagai pengaduk kedalam labu leher. Kemudian memanaskan campuran tersebut pada suhu 60oC disertai pengadukan. Menjaga kondisi operasi agar selalu konstan pada suhu 60oC selama 2 jam Setelah proses transesterifikasi selesai, akan terbentuk 2 lapisan dimana lapisan atas berupa FAME dan lapisan bawah berupa gliserol. Kemudian mendiamkan campuran tersebut salama 24 jam agar gliserol mengeras untuk memudahkan pemisahan dengan mengambil lapisan atasnya yang berupa FAME. Setelah didapatkan lapisan FAME, kemudian melakukan pencucian untuk menghilangkan kandungan methanol dan NaOH dengan menggunakan air hangat ± 40 oC. P
2
B. Tahap Mikrofiltrasi Setelah didapatkan biodisel, selanjutnya melakukan proses mikrofiltrasi. Pertama memasukkan 400 ml campuran metil ester dan gliserol sesuai variabel dan air sesuai variabel ke dalam tangki umpan atau beaker glass 500 ml dengan kondisi feed konstan sesuai variabel. Kemudian mengalirkan umpan ke membran polypropylene dengan pompa diafragma. Pada aliran digunakan kompressor guna untuk mengalirkan aliran udara yang bertekanan yang sesuai dengan variabel, sehingga aliran permeat akan keluar dan siap ditampung. Proses ini berjalan 10 menit tiap variabel. Variabel penambahan gliserol yang digunakan ini bertujuan untuk mengetahui berapa kadar gliserol yang dapat dipisahkan dan pengaruh dari variabel penambahan air. Selain itu juga untuk mempermudah pengukuran supaya dapat diketahui kondisi operasi yang optimal yang diinginkan. Kandungan retentate akan kembali pada tangki feed yang siap dipompa lagi sampai aliran permeat sepenuhnya keluar. Variabel yang digunakan ini meliputi : Variabel Tetap Variabel tetap yang digunakan yaitu jenis umpan berupa biodiesel minyak kelapa sawit ; Aliran membran InsideOutside ; Waktu operasi 10 menit Variabel Berubah - Variabel berubah yang digunakan : - Campuran gliserol (4 dan 8% dari feed umpan) - Suhu Umpan (30, 40, 50 oC) - Tekanan transmembran (1 dan 2 bar) - Penambahan air (0,1 dan 0,2%) Variabel respon dari penelitian ini adalah kandungan gliserol, yield biodiesel dan komposisi biodiesel dalam permeat hasil mikrofiltrasi. C. Tahap Analisa - Analisa Kandungan Gliserol pada permeat hasil Mikrofiltrasi Hasil permeat yang didapatkan dari mikrofiltrasi dianalisa kandungan gliserolnya.Pertama, menimbang sampel sebanyak 0,3 gr lalu melarutkan sampel dalam air sampai 50 ml dan meletakkan dalam erlenmeyer. Menambahkan 4-5 tetes HCl 50%, kemudian memanaskan sampai timbul gelembung udara (awal mendidih). Menutup erlenmeyer dan membiarkannya sampai dingin. Menambahkan indikator phenol red kemudian menitrasi sampel dengan larutan NaOH 1 N sampai merah. Menetralkan dengan larutan H2SO4 0,1 N sampai warna kembali semula. Menambahkan 50 ml NaIO4 10%, kemudian mendinginkan dalam freezer selama 30 menit. Menambahkan 5 ml ethylen glycol dan memasukkan kembali ke lemari es selama 20 menit. Menitrasi dengan NaOH 0,1 N sampai merah muda. Lalu melakukan perhitungan kadar gliserol dengan menggunakan rumus: Kadar gliserol =
Vol NaOH xN NaOH x 92 x 100% 1000 x massa sampel
Dimana : 92 = BM gliserol
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) - Analisa Yield Biodiesel Analisa Yield biodiesel ini dilakukan berdasarkan viskositas minyak dengan menggunakan viscometer Oswald. Pertama melakukan kalibrasi alat viscometer ostwaldz dengan air dan mencatat waktu alirnya, lali mengisikan sampel biodiesel ke dalam alat viscometer ostwaldz dan mencatat waktu alirnya. Setelah didapatkan waktu alirnya, k emudian menghitung viskositas biodiesel dengan cara membandingkannya dengan viskositas dan waktu alir air. Untuk rumus perhitungan analisa yield biodiesel (FAME) : −µ
11
5 6 8 9
Keterangan gambar: 1. Pressure gauge feed 2. Valve 3. Pompa Diafragma 4. Aliran permeat 5. Tangki feed 6. Stirer
7. Hot plate 8. Aliran feed 9. Tangki permeat 10. Pressure gauge retentat 11. Kompresor
III. HASIL DAN DISKUSI A. Hasil Mikrofiltrasi Biodiesel dari minyak kelapa sawit hasil proses Mikrofiltrasi selanjutnya dilakukan analisa terhadap kandungan gliserol, yield biodiesel, dan perhitungan flux. Untuk kandungan gliserol dianalisa dengan metode titrimetri, untuk yield biodiesel dianalisa dengan metode viscometer Ostwaldz, sedangkan untuk komposisi biodiesel dianalisa dengan metode GC. Volume permeat dan perhitungan flux permeat hasil proses mikrofiltrasi untuk berbagai variabel penambahan kadar gliserol ditunjukkkan pada Tabel berikut. Perhitungan flux menggunakan rumus :
J=
Q A× t
Dimana : J = Flux (L/m2.h) Q = mass (kg) A = Area (m2) / Area membrane = 1 m2 t = Time (h)
D. Gambar Alat
Valve
Tabel 1. Volume Permeat dan Perhitungan Flux Permeat Hasil Proses Mikrofiltrasi Untuk Variabel Penambahan 4% Kadar Gliserol
P Pressure Gauge Feed Pompa
3
2 4
Gambar 2. Rangkaian Alat Mikrofiltrasi
- Analisa GC (Gas Chromatography) untuk kandungan FAME Analisa ini digunakan untuk mengetahui yield biodiesel yang didapatkan. Biodiesel yang dianalisa adalah biodiesel hasil pemurnian secara konvensional dan pemurnian secara mikrofiltrasi. Adapun prosedur dari analisa GC ini, sebagai berikut : Standard Validasi : - Menimbang standrad FAME dengan berbagai konsentrasi - Menimbang Benzyl Alcohol sebagai pembanding - Dianalisis dengan GC - Dianalisis hasil GC untuk menentukan Validasi FAME - Didapatkan persamaan dan koefisien kolerasinya Penentuan Sampel FAME : - Menimbang sampel FAME (g) - Menimbang Benzyl Alcohol sebagai pembanding(g) - Dianalisis dengan GC - Dianalisis hasil GC untuk menentukan kadar (%) FAME Analisis ini menggunakan alat GC HP 5890, dengan kolom OV-17. Menggunakan gas pembawa Nitrogen dengan kecepatan 28ml/ menit.
Tangki Feed
10
1
7
FAME yield (%) = 158,5 e 6,8 Dimana : µ = viskositas biodiesel (cSt)
P Pressure Gauge Retentat
3
Valve Membran Polypropylene
Tangki Permeat
Gambar 1. Skema Proses mikrofiltrasi
Kompresor
Flux Permeat
30 ˚C, 1 bar, 0,1% air 40 ˚C, 1 bar, 0,1% air 50 ˚C, 1 bar, 0,1% air
Volume Permeat 60 73 80
30 ˚C, 1 bar, 0,2% air 40 ˚C, 1 bar, 0,2% air 50 ˚C, 1 bar, 0,2% air
66 76 88
319,572 367,992 426,096
Variabel
290,52 353,466 387,36
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
4
30 ˚C, 2 bar, 0,1% air 40 ˚C, 2 bar, 0,1% air 50 ˚C, 2 bar, 0,1% air
70 78 88,5
338,94 377,676 428,517
40
2
0,1
1,9
5,98
54,33
50
2
0,1
2
6,75
46,67
30 ˚C, 2 bar, 0,2% air 40 ˚C, 2 bar, 0,2% air 50 ˚C, 2 bar, 0,2% air
75 86 94,3
30
2
0,2
1,75
5,37
65,83
363,15 416,412 456,6006
40
2
0,2
1,8
5,52
62,00
50
2
0,2
1,85
5,52
58,17
Tabel 2. Volume Permeat dan perhitungan Flux Permeat Hasil Proses Mikrofiltrasi Untuk Variabel Penambahan 8% Kadar Gliserol Variabel 30 ˚C, 1 bar, 0,1% air 40 ˚C, 1 bar, 0,1% air 50 ˚C, 1 bar, 0,1% air 30 ˚C, 1 bar, 0,2% air 40 ˚C, 1 bar, 0,2% air 50 ˚C, 1 bar, 0,2% air 30 ˚C, 2 bar, 0,1% air 40 ˚C, 2 bar, 0,1% air 50 ˚C, 2 bar, 0,1% air 30 ˚C, 2 bar, 0,2% air 40 ˚C, 2 bar, 0,2% air 50 ˚C, 2 bar, 0,2% air
Volume Permeat 55 62 79 60 71 84 67 78 87 70 81 92
Flux permeat 266,31 300,204 382,518 290,52 343,782 406,728 324,414 377,676 421,254 338,94 392,202 445,464
Dan berikut merupakan hasil perhitungan %kadar gliserol, efisiensi membrane, dan % yield biodiesel tiap variabel : Tabel 3. Hasil Analisa/Perhitungan Kandungan Gliserol Dalam Permeat Hasil Mikrofiltrasi Untuk Penambahan 4% Kadar Gliserol sampel
4% gliserol
suhu 30 40 50 30 40 50 30 40 50 30 40 50
tekanan 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
%air 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2
V NaOH 0,25 0,32 0,36 0,13 0,17 0,17 0,36 0,39 0,41 0,33 0,38 0,4
% gliserol 0,77 0,98 1,10 0,40 0,52 0,52 1,10 1,20 1,26 1,01 1,17 1,23
ƞ 80,83 75,47 72,40 90,03 86,97 86,97 72,40 70,10 68,57 74,70 70,87 69,33
Tabel4. Hasil Analisa/Perhitungan Kandungan Gliserol Dalam Permeat Hasil Mikrofiltrasi Untuk Penambahan 8% Kadar Gliserol sampel
8% gliserol
suhu
tekana n
%air
V NaOH
% gliserol
ƞ
30
1
40
1
0,1
1,6
4,91
77,33
0,1
1,65
5,06
50
73,50
1
0,1
1,7
5,21
69,67
30
1
0,2
1,45
4,45
88,83
40
1
0,2
1,5
4,60
85,00
50
1
0,2
1,8
5,67
62,00
30
2
0,1
1,75
5,37
65,83
Tabel 5. Hasil Analisa/Perhitungan Kandungan Yield Biodiesel Dalam Permeat Hasil Mikrofiltrasi Untuk Penambahan 4% Kadar Gliserol sampel
4%
suhu
tekanan
%air
yield
30
1
0,1
84,69
40
1
0,1
83,96
50
1
0,1
83,35
30
1
0,2
95,79
40
1
0,2
84,64
50
1
0,2
84,59
30
2
0,1
83,81
40
2
0,1
82,99
50
2
0,1
81,27
30
2
0,2
84,33
40 50
2 2
0,2 0,2
83,35 81,37
Tabel 6. Hasil Analisa/Perhitungan Kandungan Yield Biodiesel Dalam Permeat Hasil Mikrofiltrasi Untuk Penambahan 8% Kadar Gliserol sampel
8%
suhu
tekanan
%air
Yield
30
1
0,1
83,35
40
1
0,1
82,43
50
1
0,1
81,62
30
1
0,2
84,59
40
1
0,2
83,96
50
1
0,2
83,45
30
2
0,1
82,78
40
2
0,1
82,38
50
2
0,1
80,97
30
2
0,2
84,12
40
2
0,2
82,53
50
2
0,2
81,72
Tabel berikut merupakan hasil pembacaan analisa % berat biodiesel dangan metode GC (Gas Chromatography) :
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
5
Tabel 7. Data Hasil Pembacaan Komposisi Biodiesel Pada GC Untuk Biodiesel Minyak Kelapa Sawit dengan metode konvensional dan metode Mikrofiltrasi
Metode Konvensional
Mikrofiltrasi
Senyawa Benzene Alcohol Unknown 1
Area
Berat %
12.880.129,2 12.209,08
FAME Benzene Alcohol Unknown 1
11.017.543,99
FAME
8.118.251,600
98,96
9.720.266,53
4.901,5100
99,65
B. Pengaruh Suhu, Tekanan, dan Penambahan air Terhadap Kandungan Gliserol Pada Grafik 1. , dapat diketahui bahwa pada suhu feed yang semakin tinggi maka % kadar gliserol juga akan semakin besar. Hal ini disebabkan pada saat kondisi suhu yang semakin tinggi, maka viskositas biodiesel minyak kelapa sawit akan semakin turun sehingga gliserol yang terikut dalam permeat juga akan semakin besar. Dan dijelaskan dipenelitian sebelumnya bahwa semakin tinggi suhu operasinya maka semakin besar pula kelarutan gliserol pada minyak yang tidak terkonversi menjadi biodiesel, sehingga retentat yang dihasilkan dari proses Mikrofiltrasi memiliki kandungan yang semakin besar. (Corma. et al,1997) Pada Grafik 1 dan 2 Dapat diketahui juga bahwa pada tekanan operasi yang semakin tinggi maka % kadar gliserol juga akan semakin besar. Hal ini disebabkan pada saat kondisi tekanan operasi yang semakin tinggi, maka akan terjadi kenaikan jumlah gliserol yang membentuk fouling sehingga diameter pori membesar dan menyebabkan terjadinya swelling pada membran. Hal ini juga memungkinkan sebagian gliserol ini terikut dalam aliran permeat, sehingga pada kondisi opersai 2 bar efisiensi kerja membran kurang baik seperti kadar gliserol yang semakin besar, dan efisiensinya yang semakin kecil. Selanjutnya juga dianalisa pengaruh persen penambahan air pada variabel dari grafik juga dapat diketahui bahwa semakin besar persen penambahan air pada variabel maka kandungan gliserol yang terikut pada permeat akan semakin kecil. Hal ini disebabkan dengan adanya penambahan air maka molekul gliserol yang terdapat pada biodiesel akan menjadi semakin besar sehingga proses pemisahan akan berjalan semakin mudah sehingga yield yang diahsilkan juga akan menjadi semakin besar. Sehingga dari grafik 1 dan 2 didapatkan hasil terbaik yaitu dengan kandungan gliserol sebesar 0,4 % dari kondisi operasi 30 ˚C, 1 bar, dan 0,2 % penambahan air pada variabel kadar gliserol sebanyak 4%. Hasil ini tidak memenuhi standart SNI yang menyatakan bahwa standart minimum kandungan gliserol yang diperbolehkan dalam biodiesel sebesar ≤ 0,02%.
Grafik 1. Grafik pengaruh suhu, dan penambahan air 0,1% & 0,2% terhadap kandungan gliserol pada penambahan gliserol 4% dan 8% , Tekanan 1 Bar
Grafik 2. Grafik pengaruh suhu, dan penambahan air 0,1% & 0,2% terhadap kandungan gliserol pada penambahan gliserol 4% dan 8% , Tekanan 2 Bar C. Pengaruh Suhu, Tekanan, dan Penambahan air terhadap yield biodiesel Pada grafik 3 d an 4 dapat diketahui bahwa pada suhu feed yang semakin tinggi maka yield biodiesel yang didapatkan akan semakin kecil. Hal ini berbanding terbalik dengan kandungan gliserol pada permeat hasil Mikrofiltrasi. Karena pada saat kondisi suhu operasi yang semakin tinggi, maka viskositas biodiesel minyak kelapa sawit akan semakin turun sehingga gliserol yang terikut dalam permeat juga akan semakin besar. Karena semakin besarnya kandungan gliserol yang terkandung dalam permeat maka yield biodiesel akan semakin kecil. Serta dapat diketahui juga bahwa pada tekanan operasi yang semakin tinggi maka % yield biodiesel akan semakin kecil. Hal ini disebabkan pada saat kondisi tekanan operasi yang semakin tinggi, maka kadar FAME yang terkandung dalam permeat akan semakin kecil karena pada saat tekanan diperbesar itu akan menyebabkan terikutnya gliserol pada aliran permeat. Dan padapengaruh persen penambahan air pada variabel, dari gambar diatas dapat diketahui bahwa semakin besar persen penambahan air pada
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) variabel maka maka yield biodiesel yang dihasilkan akan semakin besar, karena dengan semakin besarnya persen penambahan air dapat menaikkan efesiensi pemisahan. Hal ini disebabkan dengan adanya penambahan air maka molekul gliserol yang terdapat pada biodiesel akan menjadi semakin besar sehingga proses pemisahan akan berjalan semakin mudah sehingga yield yang diahsilkan juga akan menjadi semakin besar.
6
sebanyak 4%. Hasil ini tidak memenuhi standart SNI yang menyatakan bahwa standart minimum biodiesel yang dihasilkan adalah minimum sebesar 96,5 % (SNI-04-71822006). Akan tetapi perhitungan yield dengan metode GC didapatkan yield biodiesel sebesar 98, 96 % untuk metode pemisahan konvensional, dan yield biodiesel dengan metode mikrofiltrasi sebesar 9 9,65 % dimana kedua hasil ini memenuhi standart SNI dan terjadi peningkatan yield pada biodiesel hasil mikrofiltrasi, sehingga dapat disimpulkan bahwa metode mikrofiltrasi ini layak digunakan. IV. KESIMPULAN 1.
Membran polypropylene layak digunakan untuk memisahkan gliserol dari biodiesel minyak kelapa sawit, hal ini disebabkan karena membran polypropylene dapat memisahkan gliserol dari biodiesel minyak kelapa sawit dalam waktu 10 menit dengan efisiensi antara 46,67% – 90,03% sehingga didapatkan biodiesel pada hasil permeat dengan spesifikasi yang diinginkan. 2. Semakin meningkatnya suhu umpan, maka kandungan gliserol yang terdapat dalam permeat akan semakin besar dan biodiesel yang diinginkan dalam permeat akan semakin kecil nilai yield bodieselnya. 3. Semakin meningkatnya tekanan transmembran, maka kandungan gliserol yang terdapat dalam permeat akan semakin besar dan biodiesel yang diinginkan dalam permeat akan semakin kecil nilai yield bodieselnya. 4. Semakin meningkatnya % penambahan air, maka kandungan gliserol yang terdapat dalam permeat akan semakin sedikit dan biodiesel yang diinginkan dalam permeat akan semakin besar nilai yield bodieselnya.
Grafik 3. Grafik pengaruh suhu, dan penambahan air 0,1% & 0,2% terhadap % yield biodiesel pada penambahan gliserol 4% dan 8% , Tekanan 1 Bar
UCAPAN TERIMA KASIH
Grafik 4. Grafik pengaruh suhu, dan penambahan air 0,1% & 0,2% terhadap % yield biodiesel pada penambahan gliserol 4% dan 8% , Tekanan 2 Bar Dari tabel 3 dan 4 dapat diketahui efisiensi pemisahan gliserol dan biodiesel dengan menggunakan membran polypropylene dengan range efisiensi pemisahan antara 46,67% – 90,03%. Hasil efisiensi terbaik didapatkan dari variabel penambahan gliserol sebesar 4% dengan suhu operasi 30 ˚C, TMP 1 bar, dan penambahan air 0,2%. Dari hasil percobaan ini menunjukkan bahwa membran polypropylene ini layak digunakan untuk memisahkan gliserol dan biodiesel minyak kelapa sawit. Dari grafik % yield diatas didapatkan yield terbaik sebesar 95,79 % dari kondisi operasi 30 ˚C, 1 bar, dan 0,2 % penambahan air pada variabel kadar gliserol
Pada kesempatan kali ini, kami menyampaikan terima kasih kepada : 1. Allah SWT ,yang telah memberikan kekuatan dan pengetahuan kepada kami 2. Bapak Prof. Dr. Ir. H. M. R achimoellah, Dipl. EST. selaku Kepala Laboratorium Biomassa dan Konversi Energi serta sebagai dosen pembimbing kami. 3. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah turut membantu demi kelancaran penyelesain tugas proposal skripsi kami ini DAFTAR PUSTAKA [1]
Adiyanto, Firman., dan Sugiarto, Anton. 2010. Degumming PadaMinyak Biji Karet (Hevea brasiliensis) Dengan Menggunakan Membrane Polypropylene. Surabaya : Teknik Kimia FTI-ITS [2] Aziz, I., Nurbayti, S., dan Luthfiana, F. 2008. Pemurnian Gliserol Dari Hasil Samping Pembuatan Biodiesel Menggunakan Bahan Baku Minyak Goreng Bekas. Jakarta : UIN Syarif [3] Hambali, Erliza., dan Hendroko, Roy. 2007. “ Teknologi Bioenergi”. Jakarta : Agro Media Pustaka. [4] Knothe, G., Gerpen, J. V., Clements, D., Shanks, B., and Pruszko,R. 2004. Biodiesel Production Technology. Battelle : Midwest Research Institute.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) [5] Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta : UI-Press. [6] C. J. Kaufman, Rocky Mountain Research Lab., Boulder, CO, komunikasi pribadi, (1995, May). [7] Mulder, Marcel. 1996. Basic Princple of Membrane Technology.Dordrecht: Kluwer Academic Publisher. [8] Swern, Daniel. 1982. “Bailey’s Industrial oil and Fat
[9]
[10]
[11]
[12]
[13] [14]
[15]
Products.4thedition vol- 1”. New York : John Willey and Sons Ltd.
Sukmawati, Afriyanti., dan Rahmawati, Karina. 2008. “Degumming Pada Minyak Biji Jarak Dengan Membran Hollow Fiber”. Surabaya : Teknik Kimia FTI-ITS. Saleh, J., Tremblay, A, Y., and Dube, M, A. 2010. Glycerol removal from biodiesel using membrane separation technology. Canada K1N 6N5 : Department of Chemical and Biological Engineering, University of Ottawa, 161 Louis Pasteur Street, Ottawa, ON. Ulman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Completely, Revise Edition. Germany : Wiley-VCH. Volume 24 (2003) page 611-613. Yanatra. 2011. Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung Dengan Proses Transesterifikasi Dalam Kolom Packed Bed. Surabaya : Pascasarjana Teknik Kimia FTI-ITS. Wenten, I, G., dan Nasution, M, H. 2010. Review Proses Produksi Biodiesel Dengan Menggunakan Membran Reaktor. Bandung : Teknik Kimia FTI-ITB. Wang, Y., Wang X., Liu, Y., Ou, S., Tan Y., and Tang, S. 2009. Refining of biodiesel by ceramic membrane separation. China : Department of Food Science and Engineering, Jinan University and School of Food Science and Technology, Jiangnan University. http://id.wikipedia.org/wiki/Kelapa_sawit
7
