POTENSI MINYAK DEDAK PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIODIESEL DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI ASAM DAN BASA

Please download to get full document.

View again

of 6
41 views
PDF
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Document Description
POTENSI MINYAK DEDAK PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIODIESEL DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI ASAM DAN BASA Rusdi 1*, Irfan Saptanjani 2, Rudi Hartono Jurusan Teknk Kimia, 2 Alumni Jurusan Teknik
Document Share
Document Transcript
POTENSI MINYAK DEDAK PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIODIESEL DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI ASAM DAN BASA Rusdi 1*, Irfan Saptanjani 2, Rudi Hartono Jurusan Teknk Kimia, 2 Alumni Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jalan Raya Jakarta KM. 04, Kec. Serang, Banten * ABSTRAK Biodiesel adalah hasil reaksi transesterifikasi dari minyak yang berasal tumbuhan atau hewani yang bisa direwenabel. Biodiesel yang dihsilkan dalam penelitian ini berasal dari dedak padi. Proses pembuatan biodiesel dari dedak padi diawali dengan memisahkan dedak halus dan dedak kasar dengan proses screening. Hasil screening berupa dedak kasar dan halus yang di ekstraksi dengan menggunakan pelarut diperoleh minyak dan pelarut dan dengan proses distilasi didapatkan minyak dedak padi. Minyak dedak padi yang dihasilkan dengan proses transesterifikasi asam pada temperatur 60 0 C selama 30 menit, rasio methanol dan minyak dedak padi ( 1:1) dan 2% asam sulfat. Tahap transesterifikasi basa menggunakan variasi rasio minyak dedak padi terhadap Methanol [1:1, 1:2, 1:3, 1:4 1:5] pada temperatur 60 o C. Hasil analisa didapat nilai densitas dan viskositas yang memenuhi standar mutu sebesar 853 kg/m 3 dan 2,43 mm 2 /s pada dedak kasar dan 844 kg/mm 3 dan 2,7 mm s /s pada dedak halus dengan rasio bahan baku 1:1. Kata Kunci: Minyak Dedak Padi, biodiesel, Transesterifikasi ABSTRACT biodiesel is transesterification reaction products of oils derived from plant or animal that can be renewable. Biodiesel produced in this study is derived from rice bran. Biodiesel process started with separation of soft and rough rice bran by using screening process. Thus soft and rough rice bran is extracted and distillated to get rice bran oil. Rice bran oil by the transesterification process of acid at a temperature of 60 0 C for 30 minutes, the ratio of methanol and rice bran oil (1: 1) and 2% acid catalyst (sulfuric acid), and the transesterification process of base by using rasio methanol and rice bran oil ( 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 ) and 1,75 grams of NaOH as a catalyst base at a temperature of 60 0 C for 30 minutes. Viscosity and density analyzed to the sample of product. From analyze result, density and viscosity which pass through standard is ratio 1:1 with 853 kg/m 3 density and 2.43mm 2 /s viscosity for rough rice bran and 844 kg/mm 3 and 2,7 mm s /s for soft rice bran. Keyword: Rice bran oil, Biodiesel, Transesterification PENDAHULUAN Biodiesel dihasilkan melalui reaksi transesterifikasi dari minyak tumbuhtumbuhan, lemak hewani atau dari minyak bekas dengan methanol dengan menggunakan katalis menghasilkan fatty acid methyl ester (FAME). Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan tambahan pada bahan bakar minyak bumi terutama untuk petrodiesel (PD) yang dikenal dengan solar, umumnya digunakan sebesar 20 % biodiesel pada campuran solar yang dikenal dengan (B20). Biodiesel memiliki keunggulan dibandingkan dengan petrodiesel (PD) mengurangi emisi buangan, bisa diuraikan, memiliki flash point tinggi, pelumasan yang besar dan sumber yang bisa diperbaharui. Biodiesel memiliki kandungan oksigen yang tinggi dari pada petrodiesel (PD) 1 yang digunakan pada mesin diesel menunjukan pengurangan emisi partikulat, carbon monoxide (CO), Sulfur, polyaromati, hydrocarbon (HC), asap dan kebisingan (Kattimani,V.R et al,. 2014) Biodisel di masa depan dihasilkan dari bahan baku yang bisa diperbaharui seperti minyak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan lemak hewan untuk memenuhi harga biodiesel yang yang bersaing dengan petroleum, salah satunya adalah minyak dedak padi yang diperoleh dari ektraksi dedak padi dengan menggunakan pelarut (Lin, lin et al,. 2009) Minyak dedak padi merupakan turunan penting dari dedak padi. Dedak padi mengandung 16-32% berat minyak bergantung pada varietas beras dan derajat penggilingannya. Sekitar 60-70% minyak dedak padi tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan (non edible oil) dikarenakan kestabilan dan perbedaan cara penyimpanan dedak padi (Ma et al,. 1999). Biodiesel dari minyak dedak padi diperoleh dari dedak (bran) padi hasil samping proses penggilingan padi yang terdiri dari lapisan sebelah luar butiran padi dengan sejumlah lembaga biji, Bekatul (Polish) adalah Tabel 1. Kondisi minyak mentah dedak padi (Rachmaniah et al,. 2004) Komponen Komposisi(%-berat) Triglyserida 18,90 Diglyserida 6,69 Monoglyserida 0,19 Asam lemak 69,54 γ-oryzanol 3,77 lapisan sebelah dalam butiran padi, termasuk sebagian kecil endosperm berpati. Gambar 1. Morfologi Biji Padi Dedak padi adalah hasil samping proses penggilingan padi menjadi beras yang keberadaannya cukup melimpah. Sampai saat ini penggunaan dedak padi belum banyak dimanfaatkan dan masih terbatas hanya untuk campuran pakan ternak dan bahan bakar reboiler, sehingga perlu dilakukan usaha peningkatan nilai ekonomi dedak padi (rice bran) sebagai by product usaha penggilingan padi (Rachmaniah et al,. 2004). Mengingat kandungannya yang bermanfaat dan berdaya jual tinggi minyak mentah dedak padi diteliti sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Vitamin E dan tocopherol 0,91 Pemanfaatan nonedible, low grade oils seperti minyak dedak padi yang berharga murah sebagai bahan baku, disertai recovery dan pemurnian sebagai produk samping diharapkan dapat menghasilkan biodiesel berharga murah yang bersaing dengan petrofuel (Rachmaniah et al,. 2004). 2 Tabel 2. Standar Mutu Biodiesel(BSNI, 2012) No. Parameter Uji Satuan Min/Max Persyaratan 1 Massa Jenis kg/m Viskositas Kinematik pada 40 o C mm 2 /s (Cst) 2,3-6,0 3 Angka Setana min 51 4 Titik Nyala (Mangkok Tertutup) 5 Titik Kabut o C, min 100 o C, maks 18 6 Korosi Lempeng Tembaga (3 jam pada 50 o C) No 1 Residu karbon 7 - dalam percontoh asli atau %-massa, maks 0,5 -dalam 10% ampas destilasi 0,3 8 Air dalam Sedimen %-vol, maks 0,05 9 Temperatur Distilasi 90% o C, maks Abu tersulfatkan %-massa, maks 0,02 Biodiesel dari minyak dedak hasil ekstrasi dengan menggunakan pelarut yang mudah menguap dapat dilakukan dengan beberapa proses untuk menghasilkan optimum persen yield biodiesel, diantaranya adalah : 1. Proses Menggunakan Katalis Basa 2. Proses Menggunakan Katalis Asam 3. Biokatalis menggunakan katalis enzim 4. Proses Menggunakan Katalis Heterogen 5. Superkritik Methanol Transesterifikasi Proses Menggunakan Katalis Basa (Alkali) Proses menggunakan katalis basa sudah secara umum digunakan pada proses Proses Menggunakan Katalis Asam Proses menggunakan katalis asam lebih cocok digunakan untuk minyak atau lemak berkandungan asam lemak relative produksi biodiesel dengan pencapaian persen konversinya 90% methyl ester dengan waktu 1-2 jam pada suhu ruang. Proses berkatalis basa dapat dilakukan dengan kandungan asam lemak dalam minyak serendah mungkin. Adanya kandunga Asam lemak dan moisture dalam reaktan akan terjadi pembentukan sabun dan menurunkan % yield biodiesel yang dihasilkan, hal ini mempersulit pemisahan ester dan glycerol. Asam lemak yang berada dalam minyak akan mengkonsumsi katalis sehingga menurunkan efisiensi katalis. Proses menggunakan katalis basah lebih cocok jika bahan baku yang digunakan memiliki kemurnian tinggi, sehingga tidak cocok untuk minyak atau lemak berkandungan asam lemak tinggi seperti minyak dedak padi yang kandungan asam lemak bebasnya tinggi tinggi (Freedman et al, dan Fukuda et al,. 2001). Penelitian sebelumnya mengatakan bahwa transesterifikasi berkatalis asam lebih baik digunakan untuk bahan baku minyak 3 bermutu rendah atau memiliki kandungan asam lemak tinggi (Aksoy et al,.1988) sehingga metode ini lebih cocok unutk minyak yang dihasilkan dari dedak padi. Salah satu bentuk usaha peningkatan nilai ekonomi dedak padi ialah dengan menjadikan minyak dedak padi sebagai bahan baku alternatif pembuatan biodiesel. Dalam proses pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi menggunakan proses esterifikasi dan transesterifikasi perlu diketahui karakterisik produk biodiesel dan kondisi operasi yang tepat agar didapat jumlah biodiesel dengan hasil yang optimal. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik dan menetukan kondisi optimum pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi menggunakan proses transesterifikasi asam dan transesterifikasi basa. METODE Penelitian dilakukan di Laboratorium Rekayasa Produk Fakultas Teknik-Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Dengan menggunakan bahan baku dedak padi yang diperoleh dari unit penggilingan padi desa Ciora kecamatan Grogol Kota Cilegon. Prosedur yang diguakan dalam penelitian ini terbagi menjadi empat tahap, sebagai berikut: Tahap Screening 1. Bahan baku dedak padi disiapkan dan dimasukkan kedalam screener berukuran 20, 40, 60 dan 80 mesh. 2. Alat screener dinyalakan selama 3 menit 3. Dedak padi yang lolos dari screener berukuran 20 dan 40 mesh dicampur dan dikategorikan sebagai dedak kasar serta dimasukkan kedalam wadah kedap udara. 4. Dedak padi yang lolos screener berukuran 60 dan 80 mesh dicampur dan dikategorikan sebagai dedak halus serta 3. Campuran Metoksida (metanol dan NaOH) ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam labu leher tiga sampai campuran metoksida habis. dimasukkan kedalam wadah kedap udara. 5. Dedak yang tidak lolos screener 20 mesh dikategorikan sebagai impurities. Tahap Ekstraksi Dedak Padi gram dedak padi dimasukkan ke dalam soklet pada alat ekstraksi ml methanol dimasukkan pada bagian kolom pemanas pada alat ekstraksi. 3. Pemanas diatur pada suhu 70 o C selama 120 menit. 4. Hasil ekstraksi dipisahkan dengan pelarut methanol dengan proses distilasi selama 45 menit. Tahap Proses Transesterifikasi Asam 1. Minyak dedak padi hasil distilasi sebanyak 100 ml dimasukkan ke dalam labu leher tiga yang telah dipanaskan 2. Metanol sebanyak 100 ml dan 2 ml asam sulfat dimasukkan ke dalam wadah beakerglass kemudian diaduk 3. Campuran methanol dan asam sulfat dimasukkan ke dalam labu leher tiga yang telah terisi 100 ml minyak dedak padi. 4. Pengaduk dipasang dan dinyalakan dengan berkecepatan 600 rpm 5. Reaktor dipanaskan pada suhu 60 o C selama 60 menit. 6. Setelah 60 menit pengaduk dimatikan. 7. Hasil transesterifikasi Asam yang berada di dalam labu leher tiga didiamkan beberapa saat. Tahap Proses Transesterifikasi Basa 1. Metanol dicampur dengan NaOH sebanyak 1,75 gram padi sambil diaduk rata. 2. Hasil proses transesterifikasi asam yang berada di dalam labu leher tiga diaduk kembali dengan kecepatan 255 rpm 4. Hasil transesterifikasi basa dikeluarkan dari gelas kimia dan dimasukkan ke dalam corong pemisah. 4 5. Setelah didiamkan selama 15 menit hingga terbentuk dua lapisan, lapisan bawah gliserol dan lapisan atas biodiesel. 6. Biodiesel kemudian disimpan pada wadah sample 7. Sample produk dianalisa HASIL DAN PEMBAHASAN Hubugan Densitas Terhadap rasio minyak dedak Padi dan Methanol Gambar 2. Hubungan Rasio Bahan Baku terhadap Viskositas Produk P Gambar 2. Hubungan Rasio Bahan Baku terhadap Densitas Produk Dari kedua jenis minyak dedak padi yang digunakan pada Gambar 2. terlihat bahwa produk biodiesel yang menggunakan bahan baku minyak dedak padi halus memiliki densitas terendah yaitu 844 kg/m 3 pada rasio perbandingan 1:1 dan densitas tertinggi berada di kisaran rasio 1:2 dan 1:3 yaitu berkisar 892,8-900 kg/m 3. Sedangkan produk biodiesel yang menggunakan bahan baku minyak dedak padi kasar menghasilkan biodiesel dengan densitas terendah yaitu 830 kg/m 3 pada rasio perbandingan 1:1 dan densitas tertinggi pada rasio 1:2 yaitu sebesar Perbedaan yang cukup tampak berada pada perbedaan bahan baku methanol yang digunakan pada proses transesterifikasi, dengan densitas tertinggi terdapat pada volume methanol rasio 1:2 hingga 1:3. Hubungan Viskositas Terhadap Rasio Minyak Dedak Padi dan Methanol 853 kg/m 3 dan viskositas 2,43 mm 2 /s pada dedak kasar serta densitas 844 kg/mm 3 dan viskositas 2,7 mm 2 /s pada dedak halus. Selain itu perlu dilakukan uji analisa lainnya selain densitas dan viskositas untuk mendapatkan Viskositas tertinggi pada dedak padi kasar terdapat pada rasio bahan baku 1:1 yaitu sebesar 2,425 mm 2 /s sedangkan yang terendah terdapat pada rasio 1:5 yaitu sebesar 1,549 mm 2 /s. Pada dedak padi halus viskositas tertinggi juga terdapat pada rasio bahan baku 1:1 yaitu sebesar 2,701mm 2 /s dan viskositas terendah terdapat pada rasio 1:5 yaitu sebesar 1,504 mm 2 /s. Dari grafik terlihat pada rasio 1:3 untuk kedua jenis dedak padi viskositas mengalami kenaikan viskositas dengan viskositas dedak padi kasar 2,353 mm 2 /s dan viskositas dedak padi halus sebesar 2,335 mm 2 /s. SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil simpulan yaitu Karakteristik biodiesel yang dihasilkan sesuai dengan syarat mutu melalui parameter densitas dan viskositas yang telah didapat yaitu sebesar 853 kg/m 3 dan 2,41 mm s /s untuk dedak kasar dan 844 dan 2,70 pada dedak halus. Kondisi optimal rasio bahan baku minyak dedak padi terhadap methanol untuk pembuatan biodiesel dari minyak dedak padi ialah 1:1 pada proses transesterifikasi basa dengan besar densitas hasil karkteristik produk yang lebih lengkap dan spesifik. Menambahkan variasi kondisi proses untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal. 5 UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada HIBAH BERSAING DIKTI tahun 2015 yang sudah mendanai penelitian ini dan LPPM Untirta yang sudah mewadahi sehingga penelitian ini bisa berjalan dengan baik. DAFTAR PUSTAKA Aksoy, HA, Kahraman, I, Karaosmanoglu, F, & Civelekoglu, H. (1988). Evaluation of Turkish sulphur olive oil as an alternative diesel fuel. Journal of the American Oil Chemists Society, 65(6), Badan Standarisasi Nasional. (2012). Standar Nasional Indonesia Biodiesel. BSN.Jakarta Dharsono, W. dan Oktari, Y. S. (2010). Proses Pembuatan Biodiesel dari Dedak dan Methanol dengan Esterifikasi in situ. Fakultas teknik Universitas Diponegoro, Semarang. Freedman, BEHP, Pryde, EH, & Mounts, TL. (1984). Variables affecting the yields of fatty esters from transesterified vegetable oils. Journal of the American Oil Chemists Society, 61(10), Fukuda, Hideki, Kondo, Akihiko, & Noda, Hideo. (2001). Biodiesel fuel production by transesterification of oils. Journal of Bioscience and Bioengineering, 92(5), doi: Gerpen, J.V., Knothe, G. (2005). The biodiesel handbook 2 nd edition. AOCS Publishing. Illinois. Hikmah, M. N. dan Zuliyana. (2010). Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Dedak dan Methanol dengan Proses Esterifikasi dan Transesterifikasi. Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang. Ma, F. and Hanna, M. A., (1999). Biodiesel Production: A Review, Journal Bioresource. AOCS. Putrawan, I.D.G.A. dan Soerawidjaja, T.H., (2006). Stabilisasi Dedak Padi Sebagai Sumber Minyak Pangan. Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung. Bandung. Rachmaniah, O., Ju, Y. dan Vali, S. R. (2004) Potensi Minyak Mentah Dedak Padi sebagai Bahan Baku Pembuatan Biodiesel. Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya. Rutz, D. dan Janssen, R. (2007). Biofuel Technology Handbook. WIP Renewable Energies. Munchen. Dyah, S. P. Pembuatan Biodiesel Dari Mikroalga Chlorella Sp Melalui Dua Tahap Reaksi In-Situ Fakultas Teknik Universitas Diponegoro 6
Similar documents
View more...
Search Related
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks