Transesterifikasi dengan Co-solvent Sebagai Salah Satu Alternati f Pening katan Yield Metil Ester pada Pembuatan Biodiesel dari Crude Palm Oil (CPO) Ah mad Bai daw i , Iqb al L ati f dan Orc hidea Rachmaniah Laboratorium Biomassa dan Energi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Kampus ITS, Keputih, Sukolilo, Surabaya – 60111. Telp. (031) 5946240; Fax. (031) 5999282; Email: [email protected], [email protected], dan [email protected]Ab st rak Pengembangan teknologi pembuatan biodiesel perlu ditingkatkan khususnya dalam peningkatan konversi metil ester. Metode transesterifikasi selama ini banyak digunakan dalam proses pembuatan biodiesel. Reaksi ini merupakan reaksi yang lambat karena berlangsung dalam sistem dua fase. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan penambahan co-solventyang tidak reaktif. Penambahan co-solventbertujuan untuk membentuk sistem larutan yang semula dua fase menjadi satu fase. Oleh sebab itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan mempelajari pengaruh penambahan co-solvent THF terhadap metil ester yang dihasilkan pada reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel dari crude palm oil(CPO). Adapun variabel yang dipelajari adalah: molar ratio (minyak:metanol = 1:6, 1:10, 1:15, dan 1:20), jumlah katali s (0,5% dan 1,3%-berat minyak) dan waktu reaksi (2, 6, 10, 15, dan 60 menit). Selain itu, dilakukan pula reaksi transesterifikasi tanpa penambahan co- solvent(metode konvensional) untuk mengetahui pengaruh nyata penambahan co- solventterhadap peningkatan metil ester yang dihasilkan. Reaksi transesterifikasi dilakukan skala laboratorium menggunakan labu alas bulat berleher tiga dilengkapi pendingin balik, termometer dan pengaduk magnetik. Suhu reaksi dijaga pada 30 o C menggunakan penangas air dan tekanan atmosferik. Hasil penelitian menunjukkan transesterifikasi dengan penambahan co- solventmenghasilkan kadar metil ester lebih tinggi dibandingkan metode konvensional. Kadar metil ester tertinggi (98,42%) dicapai pada penambahan THF:metanol = 2:1, molar ratio CPO:metanol = 1:6 dan katalis NaOH 0,5%-berat. Penggunaan katalis NaOH 1,3%-berat memberi kadar metil ester lebih tinggi dibanding penggunaan katalis NaOH 0,5%-berat dengan kenaikan kadar metil ester sebesar 3%-4%. Reaksi transeterifikasi dengan penambahan co-solvent berlangsung lebih cepat dibandingkan reaksi konvensional. Untuk metode dengan penambahan co-solventkadar metil ester telah mencapai 87,25%-berat dalam 2 menit reaksi sedangkan pada metode konvensional konversi metil ester hanya mencapai 43,30% untuk waktu reaksi yang sama. Kata Kunci : Biodiesel, Co-solvent, Crude Palm Oil, Metil Ester, Transesterifikasi
13
Embed
2291 Orchidea Chem Eng Transesterifikasi Dengan Co Solvent
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5/14/2018 2291 Orchidea Chem Eng Transesterifikasi Dengan Co Solvent - slidepdf.com
AbstrakPengembangan teknologi pembuatan biodiesel perlu ditingkatkan khususnya dalampeningkatan konversi metil ester. Metode transesterifikasi selama ini banyakdigunakan dalam proses pembuatan biodiesel. Reaksi ini merupakan reaksi yanglambat karena berlangsung dalam sistem dua fase. Permasalahan tersebut dapatdiatasi dengan penambahan co-solvent yang tidak reaktif. Penambahan co-solvent bertujuan untuk membentuk sistem larutan yang semula dua fase menjadi satu fase.Oleh sebab itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan mempelajari pengaruhpenambahan co-solvent THF terhadap metil ester yang dihasilkan pada reaksitransesterifikasi pembuatan biodiesel dari crude palm oil (CPO). Adapun variabel
yang dipelajari adalah: molar ratio (minyak:metanol = 1:6, 1:10, 1:15, dan 1:20), jumlah katalis (0,5% dan 1,3%-berat minyak) dan waktu reaksi (2, 6, 10, 15, dan 60menit). Selain itu, dilakukan pula reaksi transesterifikasi tanpa penambahan co- solvent (metode konvensional) untuk mengetahui pengaruh nyata penambahan co- solvent terhadap peningkatan metil ester yang dihasilkan. Reaksi transesterifikasidilakukan skala laboratorium menggunakan labu alas bulat berleher tiga dilengkapipendingin balik, termometer dan pengaduk magnetik. Suhu reaksi dijaga pada 30oCmenggunakan penangas air dan tekanan atmosferik.
Hasil penelitian menunjukkan transesterifikasi dengan penambahan co- solvent menghasilkan kadar metil ester lebih tinggi dibandingkan metodekonvensional. Kadar metil ester tertinggi (98,42%) dicapai pada penambahan
THF:metanol = 2:1, molar ratio CPO:metanol = 1:6 dan katalis NaOH 0,5%-berat.Penggunaan katalis NaOH 1,3%-berat memberi kadar metil ester lebih tinggidibanding penggunaan katalis NaOH 0,5%-berat dengan kenaikan kadar metil estersebesar 3%-4%. Reaksi transeterifikasi dengan penambahan co-solvent berlangsung lebih cepat dibandingkan reaksi konvensional. Untuk metode denganpenambahan co-solvent kadar metil ester telah mencapai 87,25%-berat dalam 2menit reaksi sedangkan pada metode konvensional konversi metil ester hanyamencapai 43,30% untuk waktu reaksi yang sama.
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang pengaruh penambahan THF terhadap
peningkatan kadar metil ester, dilakukan eksperimen dengan penambahan
THF:metanol = 2:1 v/v. Kadar metil ester tertinggi 98.42% dengan waktu reaksi 60
menit dicapai pada molar ratio minyak:metanol = 1:6 dan penambahan THF/Metanol
2:1 (v/v). Sedangkan untuk penambahan THF/Metanol 1:1 (v/v), kadar metil ester
tertinggi sebesar 97,32% tercapai pada kondisi reaksi : molar ratio minyak:metanol =
1:6 dan katalis NaOH 1,3%-berat (Tabel 2).
Tabel 2. Kadar metil ester yang tercapai untuk waktu reaksi 60 menit
VariabelKadar Metil
Ester
(%-berat)
Molar ratio
minyak:metanol
NaOH
(%-berat)
THF:MeOH
(v/v)
1:60,5%
- 93.401:1 88.862:1 98.42
1,3% 1:1 97.32
1:100,5% 1:1 96.531,3% 1:1 96.63
1:150,5% 1:1 96.561,3% 1:1 96.01
1:200,5% 1:1 95.46
1,3% 1:1 96.01
Gambar 4 memperlihatkan dengan jelas pengaruh peningkatan penambahan
ratio volum co-solvent terhadap kadar metil ester yang diperoleh diakhir reaksi
transesterifikasi. Penambahan co-solvent THF jauh lebih berpengaruh terhadap
kadar metil ester yang diperoleh dibandingkan waktu reaksi. Terlihat pada Gambar
4, kadar metil ester tertinggi terjadi saat ratio volum THF:metanol 2:1 (bandingkan
dengan reaksi tanpa co-solvent dan saat ratio THF:metanol = 1:1 v/v). Untukpenambahan ratio volum THF:metanol 2:1, kadar metil ester telah mencapai 87,25%
dengan waktu reaksi 2 menit. Perolehan kadar tersebut jauh lebih tinggi
dibandingkan perolehan kadar metil ester saat penambahan ratio volum co-solvent
1:1. Untuk waktu reaksi yang sama, hanya tercapai 66,81%.
5/14/2018 2291 Orchidea Chem Eng Transesterifikasi Dengan Co Solvent - slidepdf.com
Gambar 4. Kadar metil ester yang dicapai pada reaksi transesterifikasi dengan co-
solvent dan tanpa co-solvent (kondisi reaksi: molar ratio minyak:MeOH = 1:6, 30oC,
dan tekanan 1 atm)
Reaksi transesterifikasi konvensional (tanpa penambahan THF) berjalan lebih
lambat. Saat reaksi berjalan dua menit, kadar metil ester hanya mencapai 43,30%
dan 66,05% pada dua menit reaksi berikutnya. Perolehan tersebut bernilai jauh lebih
kecil dibandingkan dengan transesterifikasi dengan penambahan co-solvent .
Fenomena ini terjadi mengingat trigliserida sedikit larut dalam metanol
sehingga pada reaksi transesterifikasi kovensional, menit-menit awal terjadinya
reaksi (0–10 menit) reaksi berjalan relatif lebih lambat akibat adanya sistem dua
fase antara trigliserida dan metanol. Penambahan co-solvent THF mengakibatkanreaksi berjalan cepat (0–15 menit) pertama, perolehan kadar metil ester telah
mencapai 93,33%. Semakin banyak THF yang ditambahkan maka akan
meningkatkan kelarutan TG terhadap metanol (Boocock et. all., 1998). CPO memiliki
TG dengan rantai alkil yang panjang (C14 – C18), akibatnya TG akan semakin
bersifat nonpolar. Sehingga membutuhkan lebih banyak THF untuk bisa larut
dengan baik dalam metonol yang bersifat polar. Semakin pendek rantai alkil pada
TG maka sifat kepolarannya semakin tinggi sehingga THF yang dibutuhkan semakin
sedikit begitu juga sebaliknya semakin panjang rantai alkil pada TG maka semakin
5/14/2018 2291 Orchidea Chem Eng Transesterifikasi Dengan Co Solvent - slidepdf.com