Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Achmad Roesyadi, DEA

Oleh :M Isa Anshary 2309 106 010Oktavia Damayanti 2309 106 014

LABORATORIUM TEKNIK REAKSI KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS PADAT BERPROMOTOR GANDA DALAM

REAKTOR FIXED BED

LAPORAN SKRIPSI

Latar Belakang

Kebutuhan bahan bakar semakin meningkattetapi cadangan sumber daya minyak bumi semakinmenipis. Biodiesel termasuk bahan bakar yang palingbanyak digunakan dan salah satu alternatif sumberenergi. Proses pembuatan biodiesel selama inimenggunakan katalis homogen yang memilikibeberapa kelemahan diantaranya: Rumitnya pemisahan produk biodiesel yangdihasilkan dengan katalis Adanya limbah alkali yang memerlukan proseslanjutan. Dengan adanya kesulitan – kesulitan ini makadiadakan penelitian biodiesel dari minyak sawitdengan katalis padat.

BATASAN MASALAH

1. Bahan baku pembuatan biodiesel yangdigunakan adalah minyak kelapa sawit yangtelah melewati proses RBD (Refined, Bleachingand Deodorized).

2. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawitdengan metanol menggunakan katalis padat(CaO/KI /-Al2O3).

3. Proses Transesterifikasi minyak kelapa sawitdilakukan dalam reactor batch dan Fixed BedContinue.

TUJUAN PENELITIAN

1. Untuk mengetahui kondisi optimum kalsinasikatalis CaO/KI /-Al2O3 pada muffle furnace.

2. Untuk mempelajari pengaruh berat katalis dantemperatur terhadap yield Fatty Acid Metil Esteryang dihasilkan dari reaksi transesterifikasiminyak kelapa sawit dengan metanol padareaktor kontinu.

3. Untuk mengetahui analisa yang tepat untuk yieldFatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksitransesterifikasi minyak sawit dengan katalis(CaO/KI /-Al2O3) pada reaktor kontinu.

MANFAAT PENELITIAN

1. Menghasilkan biodiesel yang ramah lingkungan,karena biodisel bersifat biodegradable danrenewable dengan emisi CO2 yang sangat kecil

2. Mengetahui pengaruh berat katalis dantemperatur minyak dan metanol terhadap yieldFatty Acid Metil Ester yang dihasilkan dari reaksitransesterifikasi minyak kelapa sawit denganmetanol pada reaktor kontinu

3. Mendapatkan yield Fatty Acid Metil Ester terbaikdari kombinasi variabel penelitian.

METODE PENELITIAN

Bahan yang digunakan

1. Minyak Kelapa Sawit yang sudah melewati prosesRBD (Refined, Bleaching and Deodorized) , dengankadar FFA maksimal 0,08 %

2. Metanol (bratachem)3. KI powder (merk)4. CaOpowder (merk)5. CH3COOH (bratachem)6. -Al2O3 powder (merk)7. Aquadest

RANGKAIAN ALAT

Peralatan Kalsinasi

RANGKAIAN ALAT

Peralatan Peletisasi Katalis

1

2

Keterangan : 1. Cetakan 2. Hidrolik

RANGKAIAN ALAT

Peralatan KalsinasiPeralatan Transesterifikasi batch

RANGKAIAN ALAT

Peralatan Transesterifikasi kontinyu

2

4

5

6

7

9

10

11

8

1

3

Keterangan :

1 . Tangki Penampung 1

2 . Pompa

3 . Pengaduk

4 . Valve 1

5 . Valve 2

6 . Rotameter

7 . Thermocouple

8 . Reaktor

9 . Heater

10. Pendingin

11. Tangki penampung 2

Variabel Penelitian

Untuk uji preparasi katalis dalam reaktor batch denganpengaruh kondisi kalsinasi katalis (powder) pada muffle furnacemeliputi :

•Suhu kalsinasi (0C) : 500, 550, 600, 650, 700•Waktu kalsinasi (jam) : 3; 3,5; 4; 4,5; 5

Untuk uji katalitik produksi biodiesel dalam reactor fixed bedcontinue (katalis berbentuk tablet) menggunakan variabel – variabelberikut :

•Suhu Reaksi (0C) : 125, 150, 175, 200 °C

•Berat katalis (gram) : 10, 15 dan 20•Ratio molar : 1 : 36•Rate konstan : 250 ml/jam

Preparasi Katalis

- Melarutkan CaO + 50 ml aquadest.- Menambahkan asam asetat. - Menambahkan -Al2O3 kemudian diadukselama 3 jam

Membuat larutan KI dengan kadar 35% berat terhadap -Al2O3

Setelah pengadukan CaAsetat + -Al2O3 selama3 jam menambahkan larutan KI dan diadukkembali selama 3 jam dengan suhu ruangankemudian diuapkan hingga menjadi pasta

Mengoven katalis pada suhu 120 °C selama 12 jam

Kalsinasi pada variabel suhu dan waktu yang ditentukan

Karakterisasi katalis (BET, XRD dan SEM)

Transesterifikasi Reaktor Batch

Memasukkan minyak kelapa sawit ke dalam labu leher tiga

Memanaskan minyak hingga suhu 650C

Memasukkan katalis dengan jumlah 6% (% berat

terhadap minyak) dan methanol secara bersamaankedalam labu leher tiga yang berisi minyak.

Mengaduk dengan magnetic stirer dan

menjaga suhu konstan 650C

Setelah 5 jam , proses dihentikan. Memisahkan produk

Transesterifikasi Reaktor Kontinyu

Pemanasan dan reaksi pada reaktor fixed bed(T = 125, 150, 175, 200C, dan berat katalis 10, 15 dan20 gram)

Katalis padat

Pemisahan metil ester darimetanol, dan gliserol denganpengendapan.

Metil EsterMetanol,

Gliserol

Pemanasan katalis padat dalamreaktor fixed bed sesuai denganvariabel suhu.

minyak sawit + methanol

Hasil Analisa

Hasil Analisa SEM

CaO /KI/ϒ-Al2O3 pada suhu 6500C selama 5 jam

UJI KATALIS PADAT CaO/KI/γ-Al2O3

CaO

KI

-Al2O3

Hasil Analisa

Hasil Analisa XRD

CaO/KI/-Al2O3

Hasil Analisa

Transesterifikasi reaktor batch

Grafik hubungan antara suhu kalsinasi dengan % yield biodiesel

( 5 jam , 650C , ratio molar 1:42 )

Hasil Analisa

Transesterifikasi reaktor batch

Grafik hubungan antara waktu kalsinasi dengan % yield biodiesel

( 5 jam , 650C , ratio molar 1:42 )

Hasil Analisa

Grafik Hubungan antara suhu reaktor (oC) dengan viskositas (cp)

Transesterifikasi reaktor kontinyu

( 250 ml/jam , ratio molar 1: 36 )

Hasil Analisa

Grafik Hubungan antara berat katalis dengan % yield biodiesel

Transesterifikasi reaktor kontinyu

( 250 ml/jam, 2000C , ratio molar 1: 36 )

Kesimpulan

Transesterifikasi pada reaktor batch

1. Katalis padat CaO/KI/-Al2O3 dapat digunakan dalam prosestransesterifikasi minyak kelapa sawit sehingga menghasilkan metil esterdengan kemurnian mencapai 93,98% dengan perbandingan mol minyakdan metanol adalah 1:42 dengan pemisahan katalis dan biodiesel yangmudah.

2. Semakin lama waktu kalsinasi, semakin tinggi pula %yield metil estersehingga menghasilkan yield sebesar 93,38%.

3. Semakin tinggi suhu kalsinasi, semakin tinggi pula % yield metil estersehingga menghasilkan yield sebesar 57,62%.

1. Semakin tinggi suhu reaksi transesterifikasi, maka semakin kecil pulaviskositas metil ester sehingga terjadi korelasi antara cp dan % yield.

2. Semakin banyak berat katalis, semakin besar % yield yang dihasilkanmaka nilai yield yang didapat sebesar 15,51%..

Transesterifikasi pada reaktor kontinyu