-
SEMINAR HASIL PENELITIAN
PERBANDINGAN METODE TRANSESTERIFIKASI IN-SITU DAN KONVENSIONAL
UNTUK MENGHASILKAN METIL ESTER DARI MINYAK Tetraselmis
chuii(Penentuan Metode dan Konsentrasi Katalis)
Oleh :Reo Aditya Mahesa0815041051Pembimbing :Penguji :Dr. Elida
Purba,S.T., M.Sc.Panca Nugrahini F., S.T., M.T.
-
I. PENDAHULUAN
-
BIODIESEL SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIFPotensi mikroalga
sebagai bahan baku biodieselPerkembangan proses produksi
biodieselPenelitian terdahulu1.1 LATAR BELAKANG
-
1.2 RUMUSAN MASALAHBerapa konsentrasi katalis optimum pada
metode transesterifikasi in situ dan konvesional minyak alga?Berapa
yield maksimum biodiesel minyak alga yang dihasilkan dari metode
transesterifikasi in-situ dan konvensional?Metode transesterifikasi
minyak alga manakah yang terbaik berdasarkan yield maksimum yang
dihasilkan?
-
1.3 TUJUAN PENELITIANMenentukan konsentrasi katalis yang
dibutuhkan untuk mencapai yield maksimum pada metode
transesterifikasi in-situ dan konvensional.Mengetahui metode
transesterifikasi minyak alga terbaik berdasarkan yield yang
dihasilkan.
-
1.4 RUANG LINGKUPpenelitian ini dibatasi pada transesterifikasi
minyak alga menggunakan dua macam metode, yaitu metode
transesterifikasi konvensional & transesterifikasi in-situ.
Variasi konsentrasi katalis pada proses transesterifikasi adalah
1,5, 2,0, dan 2,5 % massa.
-
1.5 HIPOTESISKonsentrasi katalis optimum untuk menghasilkan
biodiesel mikroalga adalah 2,0 %wt.Yield biodiesel minyak alga yang
dihasilkan pada metode transesterifikasi konvensional lebih besar
dibandingkan metode in-situ.
-
II. TINJAUAN PUSTAKA
-
2.1 Krisis Energi Dunia dan Sumber Energi Alternatif
Kebutuhan energi dunia terus mengalami peningkatan tahun 2000
titik awal proses pencarian sumber energi alternatif generasi
ketiga biofuel memanfaatkan mikroalga sebagai sumber bahan baku
energi alternatif
-
2.2 Mikroalga Sebagai Sumber Energi AlternatifMikroalga adalah
tumbuhan yang memiliki tingkatan paling primitif, namun mekanisme
fotosintesisnya sama dengan tumbuhan tingkat tinggi. (NREL,
1998)Proses kultivasi mikroalga mampu mengurangi kadar CO2 pada
lingkungan Mikroalga menghasilkan minyak 30 kali lebih banyak
daripadatumbuhan lain dalam satuan luas lahan yang sama.
-
Tabel 2.1 Perbandigan tanaman berdasarkan biodiesel yang
dihasilkan per hektar per tahunnya (Schenk, 2008 dalam El-Maksoud,
2012)
-
2.3 TETRASELMIS CHUIITetraselmis chuii termasuk golongan alga
hijau (Chlorofyceae)sifat selalu bergerak, berbentuk oval elips,
mempunyai empat buah flagella pada ujung depannya yang berukuran
0,75-1,2 kali panjang badan dan berukuran 10x6x5 m Tetraselmis
chuii masih dapat mentoleransi suhu antara 15o-35oC, sedangkan suhu
optimal berkisar antara 23o-25oC (Griffith,1973 dalam
Saragih,2009).
-
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Mikroalga dalam Persen Berat
KeringSumber : Modifikasi dari Brown, 1991
No.MikroalgaKlorofil aKarbohidrat ProteinLipid1.Dunaliella
tertiolecta1,732012,2152.Nannochlororis
atomus0,373023213.Nannochloropsis oculata0,89357,8184.Tetraselmis
chuii1,423112,117
-
2.4 BIODIESELBiodiesel merupakan sumber energi alternatif
pengganti solar yang terbuat dari minyak tumbuhan atau lemak hewan
yang direaksi dengan alcohol yang dikenal dengan proses
transesterifikasi (zgul, 1993)biodiesel dapat digunakan pada mesin
diesel tanpa harus dimodifikasi ulang Biodiesel menghasilkan gas
buang zat pencemar (COx, NOx, dan SOx) jauh lebih sedikit
dibandingkan dengan minyak petrodiesel
-
Tabel 2.3 Perbandingan Emisi Biodiesel dan Petrodiesel/Solar
(Mulyana, 2011)
PropertiSatuanBiodieselPetrodieselSO2Ppm078COPpm1040NOPpm3764NO2Ppm11O2%-b66.6Benzenmg/Nm30.35.01Toluenmg/Nm30.572.31Xylenemg/Nm30.731.57Etilbenzenmg/Nm30.30.73
-
Tabel 2.4 Standar Nasional Indonesia untuk Biodiesel
(SNI-04-7-182- 2006)
NoParameterSatuanNilaiMetoda Uji1Masa jenis pada
15oCkg/m3850-890ASTM D 12982Viskositas kinematik pada 40oCmm2/s
*2.3-6.0ASTM D 4453Angka setanaMin 51ASTM D 6134Titik nyalaoCMin
100ASTM D 935Titik kabutoCMax 18ASTM D 25006Residu karbon%-mMax
0.05ASTM D 45307Air dan Sedimen%-vMax 0.05ASTM D 2709ASTM D
12668Abu tersulfatkan%-mMax 0.02ASTM D 874
-
Tabel 2.4 Standar Nasional Indonesia untuk Biodiesel
(SNI-04-7-182- 2006) (LANJUTAN)
NoParameterSatuanNilaiMetoda Uji9Belerangppm-m(mg/kg)Max 100ASTM
D 5453ASTM D 126610Fosforppm-m (mg/kg)Max 10AOCS Ca 12-5511Angka
Asammg KOH/gMax 0.8AOCS Ca 12-55ASTM D 66412Gliserol bebas%-mMax
0.02AOCS Ca 30-63ASTM D 658413Gliserol total%-mMax 0.24AOCS Ca
30-63ASTM D 658414Kadar ester alkil%-mMin 96.5Dihitung15Angka
Iodium%-mMax 115AOCS Cd 1-2516Uji halphennegatifAOCS Cd 1-25
-
2.5 PRODUKSI BIODIESEL DARI MIKROALGA
2.5.1 Ekstraksi MikroalgaProses ekstraksi mikroalga berupa
proses ekstraksi padat-cair atau disebut leaching. Proses leaching
dapat berlangsung secara batch, semibatch (unsteady-state) serta
kontinu (steady state).
2.5.2 Reaksi Esterifikasi
RCOOH + CH3OH RCOOCH3 + H2O Asam lemak metanol Metil ester
Air
-
2.5 PRODUKSI BIODIESEL DARI MIKROALGA (lanjutan)
2.5.3 Reaksi Transesterifikasi
-
2.6 PENELITIAN TERDAHULU
Xiaochen Ma, 2012, melakukan penelitian produksi biodiesel dari
mikroalga Chorela Vulgaris menggunakan metode transesterifikasi
in-situ. Satu gram mikroalga direaksikan dengan rasio 1: 10 metanol
menggunakan katalis KOH dengan suhu reaksi 60oC dan waktu reaksi
selama 2 jam tanpa memperhatikan konsentrasi katalis.
Prommuak, 2012, melakukan penelitian produksi biodiesel dari
mikroalga dengan membandingkan metode transesterifikasi in-situ
dengan metode transesterifikasi konvensional. Tiga gram mikroalga
direaksikan dengan rasio 1: 16 metanol menggunakan katalis 4%
katalis basa dengan suhu reaksi 60oC dan waktu reaksi selama 4
jam.
-
III. METODOLOGI PENELITIAN
-
3.1Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia organik jurusan
kimia fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam universitas
lampung dengan waktu penelitian pada bulan oktober 2013 juli
2014.
-
3.2 BAHAN DAN ALAT
3.2.1 Bahan baku- Mikroalgae tetrashelmis chuii3.2.2 Bahan
ekstraksi- Larutan heksana , konsentrasi 99%3.2.3 Bahan
esterifikasi dan transesterifikasi- Larutan Metanol, konsentrasi
96%- Larutan H2SO4, konsentrasi 98%- Larutan NaOH 0,1 N
-
3.2 BAHAN DAN ALAT
3.2.4 Bahan analisis kemurnian metil ester- Larutan naoh-
Indikator ph3.2.5 Alat-alat ektraksi- Rangkaian alat perkolasi-
Vaccum evaporator- Timbangan
-
3.2 BAHAN DAN ALAT
3.2.6 Alat-alat reaksi- Magnetic stirrer with heater- Rangkaian
labu leher tiga dan kondenser- Oven- Termometer raksa
-
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Esterifikasi dan transesterifikasi in-situ
-
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.2 Ekstraksi, Esterifikasi, dan Transesterifikasi
Konvensional3.3.2.1 Ekstraksi
-
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.2.2 Esterifikasi, dan Transesterifikasi Konvensional
-
3.3.3 Perhitungan nilai yield
Massa metil ester = massa metil ester murni hasil reaksi
(gr)Massa lipid = massa lipid hasil ekstraksi mikroalga (gr)
3.3 Prosedur Penelitian
-
3.3.4 Analisis Metil EsterAnalisis komposisi metil ester
dilakukan dengan GC-MS Shimadzu. Sampel metil ester hasil reaksi
transesterifikasi diinjeksikan ke dalam kolom GC dengan menggunakan
autosampler. Pemisahan dilakukan dengan kolom AGILENTJ %W DB-5, 30
m x 0,25 mm ID, dengan gas pembawa Helium, suhu injector 300oC,
suhu kolom 50oC, laju alir 0,54 ml/menit. Hasil analisis berupa
spectrum massa dibandingkan dengan library WILLEY 229 dan NIST 62
yang terdapat pada software GC-MS postrun analysis untuk mengetahui
komposisi asam lemak yang terdapat pada sampel. 3.3 Prosedur
Penelitian
-
3.3.5 Rancangan PenelitianTabel 3.1 Yield metil ester yang
dihasilkan pada masing-masing metode transesterifikasi metil ester
minyak alga3.3 Prosedur Penelitian
-
Gambar 3.5 Rancangan grafik pengaruh konsentrasi katalis NaOH
terhadap yield reaksi transesterifikasi 3.3 Prosedur Penelitian
-
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
-
4.1.1 Metode konvensionalProses kultivasi secara mandiri
dilakukanMengganti tipe pelarut dari kloroform metanol menjadi
heksanyield maksimum tercapai pada konsentrasi katalis 2 % sesuai
dengan hipotesis sebesar 82%.4.1 Penentuan Konsentrasi Katalis
untuk Mencapai Yield Optimum
-
4.1.1 Metode konvensionalTabel A.2. Hasil reaksi
transesterifikasi metode konvensional4.1 Penentuan Konsentrasi
Katalis untuk Mencapai Yield Optimum
-
4.1.1 Metode konvensionalGrafik 4.1 Profil konsentrasi katalis
untuk menghasilkan yield optimum transesterifikasi konvensional4.1
Penentuan Konsentrasi Katalis untuk Mencapai Yield Optimum
-
4.1.1 Metode konvensionalGambar 4.2. Mekanisme Reaksi
Transesterifikasi dengan katalis basa (Singh,2010)4.1 Penentuan
Konsentrasi Katalis untuk Mencapai Yield Optimum
-
4.1.2 Metode in-situProses reaksi ini langsung melibatkan lipid
yang terkandung didalam sel mikroalga pada reaksi transesterifikasi
tanpa dilakukan proses ekstraksi padat-cair (leaching).Yield
maksimum tercapai pada konsentrasi katalis 1,5% sebesar 62,15
%.Hasil yang diperoleh ini tidak murni metil. Kandungan pengotor
yang terdapat pada produk turut menyumbang sebagian massa pada
pengukuran produk.4.1 Penentuan Konsentrasi Katalis untuk Mencapai
Yield Optimum
-
4.1.2 Metode IN-SITUTabel A.3. Hasil reaksi transesterifikasi
metode in-situ4.1 Penentuan Konsentrasi Katalis untuk Mencapai
Yield Optimum
-
4.1.2 Metode in-situGrafik 4. Profil konsentrasi katalis untuk
menghasilkan yield optimum transesterifikasi in-situ4.1 Penentuan
Konsentrasi Katalis untuk Mencapai Yield Optimum
-
4.2 Penentuan metode transesterifikasi minyak alga terbaik
berdasarkan yield yang dihasilkan.
metode konvensional saat ini masih lebih baik dibandingkan
metode in-situ dalam menghasilkan metil esterKomponen metil ester
terbesar berupa palmitic acid metil ester sebesar 81,58
%..\Downloads\Reo 1.pdf..\Downloads\Reo 1 ms.pdfPada metode in-situ
hasil reaksi tidak dapat dipastikan komponennya dan berapa
kuantitasnya.Dari grafik produk masih memiliki pengotor yang
mengakibatkan hasil analisis tidak dapat
diidentifikasi..\Downloads\Reo 3.pdf
-
V. KESIMPULAN DAN SARAN
-
Konsentrasi katalis optimum pada metode konvensional adalah 2%
dengan besarnya yield 3,29 gr atau sebesar 82,31%.Konsentrasi
katalis optimum pada metode in-situ adalah 1,5% dengan besarnya
yield 2,49 gr atau sebesar 62,15%. Namun hasil ini masih berupa
produk kotor.Berdasarkan data hasil analisis GC-MS komponen
terbesar penyusun biodiesel adalah Palmitic acid metil ester
sebesar 81,58%. Metode in-situ hasilnya belum dapat
diidentifikasi.Metode transesterifikasi minyak alga terbaik
berdasarkan yield yang dihasilkan adalah metode konvensional.5.1
SIMPULAN
-
Perlu diperhatikan kondisi optimum pada saat kultivasi agar
minyak yang dihasilkan maksimal.Perlu diperhatikan penggunaan
pelarut non-polar seperti n-heksan untuk mencegah terlarutnya
komponen lain seperti klorofil.Perlu diperhatikan ukuran filter
yang akan digunakan pada proses filtrasi memiliki ukuran pori lebih
kecil dari ukuran sel mikroalga untuk mencegah lolosnya mikroalga
saat penyaringan.Perlu penelitian lebih lanjut mengenai proses
reaksi esterifikasi untuk menghilangkan kandungan FFA yang terdapat
pada lipidPerlu penelitian lebih lanjut mengenai proses purifikasi
hasil reaksi dari metode in-situ, sehingga didapat hasil yang
valid.5.2 SARAN
-
Lampiran A..\Desktop\penelitian\Penelitian Fix!!!\LAMPIRAN A
fix.docLampiran B..\Desktop\penelitian\Penelitian Fix!!!\LAMPIRAN B
fix.docLampiran C..\Desktop\penelitian\Penelitian Fix!!!\LAMPIRAN C
fix.docLAMPIRAN
-
SEKIAN
*