SKRIPSI KINERJA REAKTOR KOLOM GELEMBUNG TIPE KONTINYU UNTUK PRODUKSI BIODIESEL SECARA NON-KATALITIK. Oleh: ROSITA RIRIS P

SKRIPSI

KINERJA REAKTOR KOLOM GELEMBUNG TIPE KONTINYU UNTUK PRODUKSI BIODIESEL SECARA NON-KATALITIK

Oleh: ROSITA RIRIS P. F14103021

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

KINERJA REAKTOR KOLOM GELEMBUNG TIPE KONTINYU UNTUK PRODUKSI BIODIESEL SECARA NON-KATALITIK

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : ROSITA RIRIS P. F14103021

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007

Rosita Riris Puspitosari. F14103021. Kinerja Reaktor Kolom Gelembung Tipe Kontinyu untuk Produksi Biodiesel Secara Non-Katalitik. Dibawah bimbingan Prof.Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M. Agr dan Ir. Joelianingsih, M.T RINGKASAN Minyak bumi merupakan sumber energi yang banyak digunakan. Eksploitasi yang berlebihan menyebabkan cadangan minyak bumi yang ada tidak lagi dapat mencukupi kebutuhan. Salah satu solusi adalah pemakaian sumber energi terbarukan. Salah satu sumber energi terbarukan adalah biodiesel. Biodiesel dibuat dengan mereaksikan minyak atau lemak dengan alkhohol sehingga dihasilkan alkil ester dan gliserol. Alkil ester inilah yang disebut dengan biodiesel. Beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas biodiesel adalah laju aliran methanol yang digunakan dan suhu reaktor. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh laju aliran methanol dan suhu reaktor terhadap kinerja reaktor kolom gelembung tipe kontinyu untuk produksi biodiesel dari minyak sawit secara non-katalitik. Kinerja reaktor dinilai dari keberhasilan proses reaksi yang dapat dilihat dari nilai yield, kadar alkil ester (metil ester) dalam produk serta terbentuknya gliserol bebas. Laju aliran methanol yang digunakan 1.5 ml/menit, 2.5 ml/menit, 3 ml/menit dan 4 ml/menit. Suhu reaktor yang digunakan 250°C, 270°C, dan 290°C. Biodiesel dibuat dalam reaktor kolom gelembung sistem kontinyu dan tanpa katalis. Kapasitas reaktor sebesar 250 ml. Karena tanpa katalis, proses dilakukan pada suhu tinggi. Tekanan yang digunakan adalah tekanan ruang. Sebelum bereaksi dengan minyak, methanol diuapkan terlebih dahulu. Di dalam reaktor, methanol dalam fase uap super panas melewati perforated plate sehingga terbentuk gelembung-gelembung. Gelembung-gelembung methanol bertemu dengan minyak yang juga berada pada suhu tinggi. Semakin banyak kontak antara gelembung methanol dengan minyak maka semakin besar peluang terjadi reaksi dan semakin banyak produk terbentuk. Kelebihan proses ini adalah proses terjadi terus-menerus selama ada methanol dan minyak yang diumpankan, proses dilakukan pada tekanan ruang sehingga cukup aman. Kekurangannya adalah perlu suhu tinggi dan untuk dicapai reaksi sempurna perlu waktu lama, tergantung suhu reaksi yang digunakan. Dalam proses produksi biodiesel secara non-katalitik, laju aliran methanol dan suhu reaktor berpengaruh terhadap kinerja reaktor kolom gelembung yang digunakan. Kinerja reaktor terbaik dicapai pada suhu reaktor 290°C, karena pada suhu tersebut dihasilkan produk dengan massa terbesar, dihasilkan gliserol serta nilai yield lebih cepat meningkat. Laju produksi pada suhu 290°C sebesar 28.33 gram produk/jam. Secara kuantitas, berdasarkan massa produk yang dihasilkan, kinerja reaktor terbaik dicapai pada laju aliran methanol 3 ml/menit. Secara kualitas, kinerja reaktor terbaik dicapai pada laju aliran methanol 2.5 ml/menit karena dihasilkan kadar ME sesuai SNI 04-7182-2006, sebesar 96.7% dan gliserol bebas setelah empat jam reaksi.

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

KINERJA REAKTOR KOLOM GELEMBUNG TIPE KONTINYU UNTUK PRODUKSI BIODIESEL SECARA NON-KATALITIK

SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : ROSITA RIRIS P. F14103021 Dilahirkan pada tanggal 13 Agustus 1985 Di Surakarta Tanggal lulus : Menyetujui Bogor, September 2007 Pembimbing Akademik I

Pembimbing Akademik II

Prof.Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M.Agr.

Ir. Joelianingsih, M.T

NIP. 131667791 Mengetahui, Ketua Departemen Teknik Pertanian Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S NIP. 131671603

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Surakarta, 13 Agustus 1985 sebagai anak pertama dari pasangan Subandi dan M.B. Suminah.

Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD

Negeri Pajang 1 Surakarta pada tahun 1997. Penulis lalu melanjutkan pendidikan menengah di SLTP Negeri 9 Surakarta dan tamat pada tahun 2000. Setelah itu, penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Surakarta. Pada tahun 2003, penulis melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif dalam Tim Pendamping Mahasiswa Katolik IPB mulai 2004-sekarang, Koor Mahasiswa Katolik mulai 2003-sekarang. Selain itu, penulis menjadi Asisten Dosen Mata Kuliah Matematika Tenik pada tahun 2006. Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktek Lapangan di PT Central Pertiwi Bahari, Tulang Bawang, Lampung pada tahun 2006 dengan judul ”Mempelajari Proses Pembekuan Udang di PT Central Pertiwi Bahari (Food Processing Plant II), Tulang Bawang, Lampung”. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menyelesaikan skripsi yang berjudul ”Kinerja Reaktor Kolom Gelembung Tipe Kontinyu untuk Produksi Biodiesel Secara Non-Katalitik”.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa atas segala kasih dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. Semua tidak akan terjadi tanpa kehendakNya. Judul skripsi ini adalah ” Kinerja Reaktor Kolom Gelembung Tipe Kontinyu untuk Produksi Biodiesel Secara NonKatalitik”. Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari sumbangan berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya serta penghargaan yang tulus kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M.Agr sebagai dosen Pembimbing Akademik atas bimbingan, bantuan, saran maupun kritik selama pendidikan di IPB terutama dalam menyelesaikan tugas akhir. 2. Ir. Joelianingsih, M.T sebagai dosen Pembimbing II atas bimbingan, bantuan, saran, dan kritik selama penelitian dan penyelesaian tugas akhir. 3. Ir. Sri Endah Agustina, M.S atas kesediaannya sebagai dosen penguji serta masukan, saran dan kritik yang diberikan untuk perbaikan skripsi. 4. Bapak, ibu, Rini, Sari atas kasih, bantuan, dan dukungannya selama ini. 5. Mas Andi atas kasih, bantuan, kesabaran, dukungan serta semangat yang diberikan kepada penulis. 6. Teman-teman satu tim dalam penelitian (Munif dan Ikhwan) atas bantuan dan kerjasamanya selama pelaksanaan penelitian. 7. Semua dosen lab EEP atas saran yang diberikan saat memulai penelitian. 8. Pak Harto, Mas Firman dan Mas Darma atas bantuannya selama persiapan penelitian dan selama penelitian. 9. Kiki, Elly, Suli, Amna, Khafid, Dede, Dodo, Yaka, Abon, Diah, Ajo serta teman-teman lain di Lab EEP atas kerja sama, bantuan, dukungan dan semangat yang diberikan. 10. Cecen, Nirwan, Deta, Yusuf, Yandra dan teman-teman TEP 40 atas bantuan, dukungan dan kebersamaan selama ini. 11. Evi, Mega, dan Wulan atas kasih, saran, dukungan, dan semangat yang diberikan.

12. Mas Bayu, Pak Sony, Mas Nuruddin, Bang Omil, Pak Yogi, Pak Rizal dan semua mahasiswa bimbingan Pak Arman atas bantuan, saran dan kritik yang diberikan. 13. Ana, Sula, Tya, Lusi, Adi, Nomo, Rika dan teman-teman Kemaki 40 lainnya atas kasih, dukungan, kebersamaan dan saran yang diberikan. 14. Teman-teman Pendamping atas kasih, kebersamaan dan dukungannya. 15. Teman-teman Koor Mahasiswa Katolik IPB atas kasih dan kebersamaannya 16. Teman-teman Persekutuan Fateta atas doa dan kasihnya 17. Semua pihak atas doa, dukungan dan bantuan yang diberikan kepada penulis Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan, untuk itu penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Saran dan kritik dari pembaca sangat penulis harapkan sebagai masukan yang sangat berharga untuk perbaikan di masa mendatang. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya Bogor, September 2007 Penulis

DAFTAR ISI DAFTAR ISI........................................................................................................ viii DAFTAR TABEL................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................... xii I.

PENDAHULUAN ......................................................................................... 1 A. Latar Belakang .......................................................................................... 1 B. Tujuan........................................................................................................ 2

II.

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ 3 A. Definisi Biodiesel...................................................................................... 3 B. Teknologi Produksi Biodiesel ................................................................... 5 C. Laju reaksi ................................................................................................. 8 D. Minyak Sawit ............................................................................................ 9

III. METODOLOGI ........................................................................................... 11 A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 11 B. Alat .......................................................................................................... 11 D. Parameter Penelitian................................................................................ 15 E. Metode Penelitian.................................................................................... 15 F. Pengambilan data..................................................................................... 16 G. Pengolahan data ...................................................................................... 17 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................... 19 A. Proses pembuatan biodiesel .................................................................... 19 B. Pengaruh laju aliran methanol terhadap kinerja reaktor berdasarkan massa produk .................................................................................................... 20 C. Pengaruh laju aliran methanol terhadap kinerja reaktor berdasarkan kadar ME dan gliserol bebas............................................................................ 23 D. Pengaruh suhu reaktor terhadap kinerja reaktor berdasarkan massa produk .................................................................................................... 24 E. Pengaruh suhu reaktor terhadap kinerja reaktor berdasarkan kadar ME. 26 F. Pengaruh suhu reaktor terhadap kinerja reaktor berdasarkan komposisi produk .................................................................................................... 27 G. Pengaruh suhu reaktor terhadap kinerja reaktor berdasarkan yield ........ 29

viii

H. Pengaruh suhu reaktor terhadap kinerja reaktor berdasarkan dihasilkannya gliserol bebas .................................................................. 30 V.

KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................... 31 A. Kesimpulan ............................................................................................. 31 B. Saran........................................................................................................ 31

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 32

ix

DAFTAR TABEL Tabel 1. Sifat fisik dan kimia dari fraksi stearin sawit dan minyak sawit ............ 10 Tabel 2. Komposisi asam lemak dari fraksi stearin sawit dan minyak sawit........ 10 Tabel 3. Karakteristik minyak sawit yang digunakan........................................... 14 Tabel 4. Berat molekul ME, TG, DG, dan MG..................................................... 17

x