LAPORAN TETAP LABORATORIUM UNIT PROSES METIL ESTER OLEH : WULAN NOVI ASTUTI (03111003008) NESSA SELVIANY (03111003014) ITALIANA HAKIM (03111003050) GIGIH TEJO PURBOYO (03111003067) MUHAMMAD EKO WAHYU UTAMA (03111003086) NAHDIA CHAIRANI (03111003092) NAMA ASISTEN : 1. STHEVANIE 2. AGUS CHANDRA
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
LAPORAN TETAP
LABORATORIUM UNIT PROSES
METIL ESTER
OLEH :
WULAN NOVI ASTUTI (03111003008)
NESSA SELVIANY (03111003014)
ITALIANA HAKIM (03111003050)
GIGIH TEJO PURBOYO (03111003067)
MUHAMMAD EKO WAHYU UTAMA (03111003086)
NAHDIA CHAIRANI (03111003092)
NAMA ASISTEN : 1. STHEVANIE
2. AGUS CHANDRA
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini pengembangan bahan bakar nabati untuk menggantikan bahan
bakar fosil terus dilakukan. Pengembangan bahan bakar nabati seperti biodiesel
dan bioethanol diharapkan dapat menanggulangi krisis energi yang kini mendera
negara kita. Biofuel akan menggantikan premium, solar, maupun kerosin atau
minyak tanah. Pemerintah menargetkan antara tahun 2009-2010 komposisi biofuel
dan bahan bakar fosil mencapai 15 persen berbanding 85 persen. Kebutuhan
nasional untuk bahan bakar nabati sedikitnya 18 miliar liter per tahun. Akan
tetapi, keterbatasan bahan baku menjadi kendala utama karena harus berbagi
dengan berbagai industri lain.
Biodiesel adalah sebuah alternatif untuk bahan bakar diesel berbasis
minyak bumi yang terbuat dari sumber daya terbarukan seperti minyak nabati,
lemak hewan, atau alga. Ia memiliki sifat pembakaran yang sangat mirip dengan
diesel petroleum. Kelebihan biodiesel adalah penggunaan biodiesel melepaskan
lebih sedikit emisi dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 78% lebih
sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional dan tidak mengandung sulfur
sehingga ramah terhadap lingkungan, tidak beracun, merupakan bahan bakar
biodegradable sehingga dapat diuraikan oleh alam dan tidak menjadi limbah yang
mencemari lingkungan. Biodiesel lebih aman dipakai dibandingkan dengan diesel
konvensional karena dapat dengan mudah dicampur dengan diesel konvensional,
dan dapat digunakan di sebagian besar jenis kendaraan saat ini, bahkan dalam
bentuk biodiesel B100 murni. Penggunaan biodiesel dapat membantu mengurangi
ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, dan meningkatkan keamanan dan
kemandirian energi. Biodiesel memiliki sifat pelumas yang sangat baik, secara
signifikan lebih baik daripada bahan bakar diesel konvensional, sehingga dapat
memperpanjang masa pakai mesin. Biodiesel juga hanya butuh waktu pengapian
yang relatif singkat dibandingkan dengan diesel konvensional. Namun
kelemahannya biodiesel saat ini sebagian besar diproduksi dari jagung yang dapat
menyebabkan kekurangan pangan dan meningkatnya harga pangan. Hal ini bisa
memicu meningkatnya kelaparan di dunia. Biodiesel 20 kali lebih rentan terhadap
kontaminasi air dibandingkan dengan diesel konvensional, hal ini bisa
menyebabkan korosi, filter rusak, pitting di piston, dll.Selain itu, biodiesel murni
memiliki masalah signifikan terhadap suhu rendah. Secara signifikan biodiesel
lebih mahal dibandingkan dengan diesel konvensional. Biodiesel memiliki
kandungan energi yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan diesel
konvensional, sekitar 11% lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar diesel
konvensional. Kemampuan biodiesel yang dapat melepaskan oksida nitrogen yang
dapat mengarah pada pembentukan kabut asap.
Biodiesel terdiri dari asam lemak rantai panjang dengan alkohol terpasang,
sering berasal dari minyak nabati. Hal ini dihasilkan melalui reaksi minyak nabati
dengan alkohol metil atau etil alkohol dengan adanya katalis. Lemak hewani
adalah sumber potensial. Umumnya katalis digunakan adalah kalium hidroksida
(KOH) atau sodium hidroksida (NaOH). Pada prinsipnya, pengolahan minyak
jelantah menjadi biodiesel adalah proses konversi trigliserida menjadi metil atau
etil ester. Biodiesel disebut metil ester jika alkohol yang digunakan adalah
metanol. Jika etanol yang digunakan, disebut etil ester. Proses konversi ini biasa
disebut transesterifikasi. Proses transesterifikasi merupakan reaksi antara minyak
dengan alkohol untuk memutus tiga rantai gugus ester dari tiap cabang
trigliserida. Proses ini pada dasarnya bertujuan mengubah tri, di, mono gliserida
berberat molekul dan berviskositas tinggi yang mendominasi komposisi refined
fatty oil menjadi asam lemak metil ester (FAME). Reaksi pada transesterifikasi
membutuhkan panas sebagai energi dan katalis basa sebagai mediator konversi
agar diperoleh mutu produk reaksi yang tinggi. Pada reaksi ini, bahan baku
misalnya minyak jelantah di konversi menjadi biodiesel yang dapat digunakan
sebagai bahan bakar setelah dicampur dengan petroleum konvensional. Selain itu
proses ini juga menghasilkan gliserin sebagai produk sampingan. Gliserin yang
dihasilkan memiliki kemurnian yang tinggi sehingga dapat dijual juga sebagai
bahan baku produksi untuk diolah menjadi lilin maupun sabun dengan beberapa
proses dan bahan tambahan.
1.2. Tujuan
1) Untuk mengetahui pengaruh rasio reaktan terhadap konversi minyak menjadi
metil ester.
2) Untuk mengetahui pengaruh dari temperatur reaksi terhadap pembentukan
metil ester.
3) Untuk mengetahui pengaruh dari waktu reaksi terhadap pembentukan metil
ester.
4) Untuk mengetahui prinsip dan cara kerja proses pembuatan metil ester.
1.3. Rumusan Masalah
1) Bagaimana metode pengolahan minyak kedelai menjadi bahan bakar
alternatif.
2) Apa yang menjadi pertimbangan untuk menjadi bahan bakar yang dapat
digunakan.
3) Mengapa timbul pemikiran untuk membuat sebuah alternative bahan bakar.
1.4. Manfaat
1) Dapat mengetahui proses pembuatan metil ester dari minyak jelantah
2) Dapat mengetahui pengaruh penggunaan katalis untuk masing-masing reaksi
esterifikasi dan transesterifikasi.
3) Dapat mengetahui cara menghitung laju/kecepatan reaksi pada proses
pembuatan metil ester
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Biodiesel
Biodiesel adalah bioenergi atau bahan bakar nabati yang dibuat dari
minyak nabati, turunan tumbuh-tumbuhan yang banyak tumbuh di Indonesia
seperti kelapa sawit, kelapa, kemiri, jarak pagar, nyamplung, kapok, kacang tanah
dan masih banyak lagi tumbuh-tumbuhan yang dapat meproduksi bahan minyak
nabati (BBN) dan dalam penelitian ini bahan bakar nabati berasal dari minyak
kacang tanah setelah mengalami beberapa proses seperti ekstraksi,
transesterifikasi diperoleh metil ester (biodiesel), kemudian biodiesel dicampur
dengan bahan bakar solar. Hasil campuran itu disebut B10, B20 dengan tujuan
agar bahan bakar B10, B20 ini mempunyai sifat-sifat fisis mendekati sifat-sifat
fisis solar sehingga B10 B20 dapat dipergunakan sebagai pengganti solar.
Biodiesel dapat dibuat dari transesterifikasi asam lemak. Asam lemak dari
minyak lemak nabati direaksikan dengan alkohol menghasilkan ester dan produk
samping berupa gliserin yang juga bernilai ekonomis cukup tinggi. Biodiesel telah
banyak digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar. Bahan baku biodiesel
yang dikembangkan bergantung pada sumber daya alam yang dimiliki suatu
negara, minyak kanola di Jerman dan Austria, minyak kedelei di Amerika Serikat,
minyak sawit di Malaysia, dan minyak kelapa di Filipina Indonesia mempunyai
banyak sekali tanaman penghasil minyak lemak nabati. Beberapa tanaman yang
potensial untuk bahan baku biodiesel yakni seperti kelapa sawit, jarak (kastroli),
jarak pagar, kapok, nyamplung.
Berikut adalah cara dari biodiesel agar dapat digunakan sebagai bahan
bakar pengganti solar yakni harus mempunyai kemiripan sifat fisik dan kimia
dengan minyak solar. Salah satu sifat fisik yang penting adalah viskositas.
Sebenarnya, minyak lemak nabati sendiri dapat dijadikan bahan bakar, namun
viskositasnya terlalu tinggi sehingga tidak memenuhi persyaratan untuk dijadikan
bahan bakar mesin diesel. Perbandingan sifat fisik dan sifat kimia dari biodiesel
dengan minyak solar dapat disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2.1 Perbandingan sifat fisik dan kimia biodiesel dan solar
Sifat fisik / kimia Biodiesel Solar
Komposisi Ester alkil Hidrokarbon
Densitas, g/ml 0,8624 0,8750
Viskositas, cSt 5,55 4,6
Titik kilat, oC 172 98
Angka setana 62,4 53
Energi yang dihasilkan 40,1 MJ/kg 45,3 MJ/kg
(Sumber : Internasional Biodiesel, 2001)
Dibandingkan dengan minyak solar, biodiesel mempunyai beberapa
keunggulan. Keunggulan utamanya adalah emisi pembakarannya yang ramah
lingkungan karena mudah diserap kembali oleh tumbuhan dan tidak mengandung
SOx. Emisi biodiesel lebih rendah daripada emisi diesel minyak bumi.
Teknologi biodiesel memiliki beberapa kelebihan sebagai berikut :
a) Menguatkan (security of supply) bahan bakar diesel yang independen dalam
negeri.
b) Mengurangi impor BBM atau Automatic Diesel Oil.
c) Meningkatkan kesempatan kerja orang Indonesia di dalam negeri.
d) Meningkatkan kemampuan teknologi pertanian dan industri di dalam negeri.
e) Memperbesar basis sumber daya bahan bakar minyak nabati (BBN).
f) Meningkatkan pendapatan petani kacang tanah.
g) Mengurangi pemanasan global dan pencemaran udara karena biodiesel ramah
lingkungan. (Prakoso, T., 2008)
h) Lebih aman dalam penyimpanan karena titik kilatnya lebih tinggi.
i) Bahan bakunya terbaharukan.
j) Angka cetan tinggi.
2.2. Alkohol
Alkohol digunakan sebagai reaktan dalam reaksi esterifikasi maupun
transesterifikasi. Alkohol yang sering digunakan adalah metanol, etanol, propanol,
dan isopropanol. Dalam skala industri, metanol lebih banyak digunakan karena
harganya lebih murah daripada alkohol yang lain. Alkohol diumpankan dalam
reaksi esterifikasi maupun transesterifikasi dalam jumlah berlebih untuk
mendapatkan konversi maksimum. Pemakaian alkohol yang berlebih tentu saja
menambah biaya produksi pembuatan biodiesel, maka alkohol sisa di daur ulang.
Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah
senyawa kimia dengan rumus kimia C H 3OH. Pada keadaan atmosfer, metanol
berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar,
dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Metanol
digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai
bahan aditif bagi etanol industri.
Metanol merupakan cairan polar yang dapat bercampur dengan air,
alkohol – alkohol lain, ester, keton, eter, dan sebagian besar pelarut organik.
Metanol sedikit larut dalam lemak dan minyak . Secara fisika metanol mempunyai
afinitas khusus terhadap karbon dioksida dan hidrogen sulfida. Titik didih metanol
berada pada 64,7oC dengan panas pembentukan (cairan) –239,03 kJ/mol pada
suhu 25oC . Metanol mempunyai panas fusi 103 J/g dan panas pembakaran pada
25oC sebesar 22,662 J/g. Tegangan permukaan metanol adalah 22,1 dyne/cm
sedangkan panas jenis uapnya pada 25oC sebesar 1,370 J/(gK) dan panas jenis
cairannya pada suhu yang sama adalah 2,533 J/(gK). Sebagai alkohol alifatik yang
paling sederhana dengan rumus kimia CH3OH, reaktifitas metanol ditentukan
oleh group hidroksil fungsional. Metanol bereaksi melalui pemutusan ikatan C-O
atau O-H yang dikarakterisasi dengan penggantian group –H atau –OH.
Metanol dapat diproduksi dari dua macam metoda yaitu metoda alamiah
dengan cara ekstraksi atau fermentasi, dan metoda sintesis dengan cara sintesis
gas hidrogen dan karbon dioksida atau oksidasi hidrokarbon atau dengan cara
elektro/radiasi sintesis gas karbon dioksida. Metanol dapat diproduksi dari
berbagai macam bahan baku seperti : gas alam, dan batu bara. Dari hasil
penelitian menunjukkan bahwa metanol paling ekonomis diproduksi dari gas alam
dibanding dari batu bara. Biaya produksi metanol dari gas alam sekitar 0,736
USD/galon sedangkan dari batu bara sekitar 1,277 USD/galon. Perusahaan
penghasil metanol di Indonesia diantaranya adalah Pertamina dan PT. Kaltim
Methanol Industry (PT. KMI) dengan bahan baku gas alam.