Esterifikasi Minyak Jarak Pagar dengan Katalis H2SO4 dan Adsorben Natrium Sulfat

Disusun oleh:Elvianto Dwi Daryono,ST,MT

Teknik Kimia ITN Malang

ENERGI MEMEGANG PERANAN PENTING DALAM KEHIDUPAN KITA

Tanpa Pasokan Energi Yang Cukup

Laju Ekonomi Akan Melambat.

Pengembangan Energi Alternatif Terbarukan Dan Penghematan Konsumsi Energi Tidak Bisa Ditawar Lagi

Penyediaan Lapangan Kerja Pun Akan Menurun

BIODIESEL SALAH SATU ALTERNATIF

Ramah lingkungan ( bebas Sulfur, bilangan asam rendah, angka setana lebih tinggi dari 60, terbakar sempurna dan tidak menghasilkan racun)

RenewableBiodegradableKemampuan melumasi pistonMengurangi efek rumah kacaJaminan kontinuitas bahan baku

Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas Oil) Merupakan Alternatif Menjanjikan

Bersifat Non PanganKandungan minyak mencapai 50%Karakteristik biodiesel yang dihasilkan

memenuhi standar nasional dan internasional

Tanaman jarak bisa ditanam di lahan kritis

PERUMUSAN MASALAH

• Konversi minyak jarak pagar menjadi biodiesel tidak efektif jika FFA > 2%, perlu proses esterifikasi untuk menurunkan FFA menjadi< 2% (Van Gerpen, 2004).

• Konsentrasi FFA meningkat seiring dengan lamanya waktu penyimpanan (Yi Hsu Ju, 2003).

• Dalam katalis basa, FFA akan terkonversi menjadi sabun. Jika konsentrasi FFA terlalu tinggi sabun yang terbentuk mulai membentuk emulsi yang akan menghambat reaksi pembentukan biodiesel.

• Kandungan FFA akan meningkatkan viskositas dan menurunkan nilai kalor biodiesel (Subramani S, 2008).

• Pada reaksi esterifikasi akan terbentuk air yang akan menurunkan konversi reaksi. Air membuat katalis kurang aktif dan memicu terbentuknya FFA.

• Air yang terbentuk harus segera dipisahkan supaya reaksi tidak bergeser ke kiri yaitu dengan penambahan adsorben dan penggunaan corong pemisah.

• Kandungan air yang diperbolehkan dalam bahan baku biodiesel maksimal 1% (Van Gerpen, 2004)

Reaksi Esterifikasi

• O• ׀׀ • HO –C -(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 + CH3OH ↔

• Asam Oleat Metanol

• O• ׀׀ • CH3O –C-(CH2)7CH=CH(CH2)7 + H2O

• Metil Oleat Air

METODOLOGIPENELITIAN

Diskripsi Reaktor Esterifikasi

• Keterangan gambar:• 1. Reaktan dan produk• 2. Pengaduk listrik• 3. Labu leher empat• 4. Termometer ASA• 5. Air• 6. Waterbath• 7. Kondensor• 8. Saklar on/off pengaduk• 9. Pengatur kecepatan • pengaduk• 10.Pengatur suhu • waterbath• 11.Saklar on/off waterbath

Prosedur Penelitian• Natrium Sulfat Minyak Jarak Pagar Metanol 99 % H2SO4 96 %• 12 g/ 200 ml larutan Volume 200 mL 2,25 g/ g FFA 0,05 g/ g FFA •

• Pengukuran % FFA

• Pencampuran dengan pengadukan sampai homogen

• Reaksi Esterifikasi dengan/tanpa adsorben • Temperatur : 30,40,50,60°C• % FFA awal: 13,65%• • • • Pengambilan sample dan • memasukkan ke dalam• corong pemisah

• Pemisahan

• Tidak • Lapisan Bawah Lapisan Atas• (minyak, metil ester, air, metanol ) (Metanol,air,asam sulfat) • • • • FFA < 2 %

• Transesterifikasi

Variabel Penelitian dan Kondisi Operasi

Variabel• Suhu reaksi : 30, 40, 50, 60◦C• Waktu reaksi : 30, 60, 90, 120 menitKondisi Operasi• Bahan baku : Minyak jarak pagar• % FFA awal : 13,65%• Volume minyak : 200 ml• Jenis alkohol : Metanol 99%• Berat metanol : 2,25 gr/gr FFA minyak• Jenis katalis : H2SO4 96%• Berat katalis : 0,05 gr/gr FFA minyak• Jenis adsorben : Natrium Sulfat• Berat adsorben : 12 gr/200 ml larutan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 2 hubungan antara waktu dan % FFA pada reaksi esterifikasi dengan/tanpa adsorben pada suhu 30oC.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 30 60 90 120Waktu (menit)

% FFA- adsorben

+adsorben

Gambar 3 hubungan antara waktu dan % FFA pada reaksi esterifikasi dengan/tanpa adsorben pada suhu 40oC.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 30 60 90 120

Waktu (menit)

% FFA

- adsorben

+adsorben

Gambar 4 hubungan antara waktu dan % FFA pada reaksi esterifikasi dengan/tanpa adsorben pada suhu 50oC.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 30 60 90 120

Waktu (menit)

% FFA

- adsorben

+adsorben

Gambar 5 hubungan antara waktu dan % FFA pada reaksi esterifikasi dengan/tanpa adsorben pada suhu 60oC.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0 30 60 90 120

Waktu (menit)

% FFA

- adsorben

+adsorben

Gambar 6 hubungan antara suhu terhadap kadar air pada reaksi esterifikasi

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

30 35 40 45 50 55 60 65

Suhu (oC)

kadar air (%)

- adsorben

+adsorben

Dari hasil analisa dan perhitungan dapat dibuat kesimpulan:

• Semakin lama waktu reaksi maka konsentrasi FFA akan semakin turun. Penurunan yang tajam terjadi pada 30 menit pertama, selanjutnya penurunan tidak terlalu tajam karena reaksi hampir mencapai kesetimbangan.

• Semakin tinggi suhu reaksi maka konsentrasi FFA akan semakin turun, karena konversi reaksi naik dengan semakin tingginya suhu reaksi.

• Konsentrasi FFA<2% pada esterifikasi tanpa adsorben tercapai pada semua variabel penelitian kecuali pada suhu 30oC dan waktu reaksi 30 menit.

• Konsentrasi FFA<2% pada esterifikasi dengan adsorben tercapai pada suhu 30oC untuk semua waktu reaksi dan suhu 60oC untuk waktu reaksi 90 dan 120 menit.

• Pada esterifikasi dengan penambahan adsorben, % FFA lebih kecil dibanding esterifikasi tanpa adsorben hanya terjadi pada suhu 30oC. Hal ini karena pada suhu diatas itu ada H2SO4 yang terserap sehingga reaksi kurang optimal.

• Kadar air < 1% tercapai pada semua variabel penelitian. Penurunan kadar air pada esterifikasi dengan adsorben lebih besar dibanding esterifikasi tanpa adsorben.