23
TRANSESTERIFIKASI OLEH SUHENDRY PANJAITAN 130702004 PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

suhendry panjaitan transesterifikasi

Embed Size (px)

DESCRIPTION

kimia

Citation preview

TRANSESTERIFIKASI

OLEH

SUHENDRY PANJAITAN130702004PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayahnya penulis dapat menyelesaikan tugas oleokimia lanjutan ini dengan judul Transesterifikasi. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Muhammad Yusuf Ritonga atas bimbingannya dalam penyusunan tugas ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas ini jauh dari kesempurnaan, baik dari segi penyusunan, bahasan, ataupun penulisannya. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun agar menjadi acuan dalam bekal pengalaman untuk lebih baik di masa yang akan datang.

Medan, Oktober 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR iDAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 11.2 Tujuan Makalah 1BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku 22.2 Komposisi Minyak Nabati 32.3 Trigliserida 42.4 Transesterifikasi42.5 Biodiesel 7BAB III PROSES TRANSESTERIFIKASI PADA PEMBUATAN BIODIESEL MINYAK JARAK PAGAR3.1 Bahan Dan Alat..103.2 Penyiapan bahan baku103.3 Transesterifikasi11

DAFTAR PUSTAKADAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

2.1 Tanaman penghasil minyak nabati 33.2 Kualitas Biodiesel8DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

2.1 Struktur molekul trigliserida42.2 Reaksi Transesterifikasi Trigliserida 52.3 Tahapan Reaksi Transesterifikasi5BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar BelakangSelama ini bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan energi seperti minyak bumi, gas alam dan batu bara telah digunakan secara berlebih untuk memenuhi kebutuhan perkembangan dunia. Kebutuhan minyak bumi dari hari ke hari semakin meningkat, bahkan konsumsinya pun melebihi kapasitas yang seharusnya. Keadaan ini diperkirakan akan berlangsung terus-menerus, Sebagai bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui penggunaan bahan bakar ini secara terus menerus akan menyebabkan terjadi kelangkaan bahan bakar di masa yang akan datang. Untuk menghadapi masalah tersebut, para peneliti telah melakukan berbagai cara untuk mengefisiensikan penggunaan bahan bakar fosil dan juga berusaha untuk menemukan bahan bakar alternatif. Ilmuwan meneliti untuk mencari jenis energi baru yang murah, mudah penanganan dan ramah lingkungan. Salah satu sumber energi yang tersedia sekarang yaitu penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar. Beberapa minyak nabati seperti minyak biji canola, minyak biji bunga matahari, minyak sawit, minyak biji karet, minyak jelantah, minyak biji kapas dan lain-lain dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel. (Prihandana dkk., 2006; Farid, 2010; Vicente, dkk., 2005; Lee dkk., 2007; Ramadhas, 2005)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. Gliserin merupakan senyawaan penting dalam industri. Gliserin banyak digunakan sebagai pelarut, bahan kosmetik, sabun cair, dan lain-lain.1.1 Tujuan Makalah

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui bagaimanakah proses transesterifikasi minyak untuk memproduksi biodiesel dan faktor faktor yang mempengaruhinya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku Pengertian ilmiah paling umum dari istilah biodiesel mencakup sembarang (dan semua) bahan bakar mesin diesel yang terbuat dari sumber daya hayati atau biomassa. Sekalipun demikian, makalah ini akan menganut definisi yang pengertiannya lebih sempit tetapi telah diterima luas di dalam industri, yaitu bahwa biodiesel adalah bahan bakar mesin/motor diesel yang terdiri atas ester alkil dari asam-asam lemak (Soerawidjaja,2006).

Biodiesel dapat dibuat dari minyak nabati maupun lemak hewan, namun yang paling umum digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel adalah minyak nabati. Minyak nabati dan biodiesel tergolong ke dalam kelas besar senyawa-senyawa organik yang sama, yaitu kelas ester asam-asam lemak. Akan tetapi, minyak nabati adalah triester asam-asam lemak dengan gliserol, atau trigliserida, sedangkan biodiesel adalah monoester asam-asam lemak dengan metanol. Perbedaan wujud molekuler ini memiliki beberapa konsekuensi penting dalam penilaian keduanya sebagai kandidat bahan bakar mesin diesel :

1. Minyak nabati (yaitu trigliserida) berberat molekul besar, jauh lebih besar dari biodiesel (yaitu ester metil). Akibatnya, trigliserida relatif mudah mengalami perengkahan (cracking) menjadi aneka molekul kecil, jika terpanaskan tanpa kontak dengan udara (oksigen). 2. Minyak nabati memiliki kekentalan (viskositas) yang jauh lebih besar dari minyak diesel/solar maupun biodiesel, sehingga pompa penginjeksi bahan bakar di dalam mesin diesel tak mampu menghasilkan pengkabutan (atomization) yang baik ketika minyak nabati disemprotkan ke dalam kamar pembakaran.3. Molekul minyak nabati relatif lebih bercabang dibanding ester metil asam-asam lemak. Akibatnya, angka setana minyak nabati lebih rendah daripada angka setana ester metil. Angka setana adalah tolok ukur kemudahan menyala/terbakar dari suatu bahan bakar di dalam mesin diesel.

Di luar perbedaan yang memiliki tiga konsekuensi penting di atas, minyak nabati dan biodiesel sama-sama berkomponen penyusun utama ( 90 %-berat) asam-asam lemak. Pada kenyataannya, proses transesterifikasi minyak nabati menjadi ester metil asam-asam lemak, memang bertujuan memodifikasi minyak nabati menjadi produk (yaitu biodiesel) yang berkekentalan mirip solar, berangka setana lebih tinggi, dan relatif lebih stabil terhadap perengkahan.

Semua minyak nabati dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar namun dengan proses-proses pengolahan tertentu (Y.M Choo, 1994). Tabel 2.1 menunjukkan berbagai macam tanaman penghasil minyak nabati serta produktifitas yang dihasilkannya.

2.2 Komposisi dalam Minyak Nabati Komposisi yang terdapat dalam minyak nabati terdiri dari trigliserida-trigliserida asam lemak (mempunyai kandungan terbanyak dalam minyak nabati, mencapai sekitar 95%-b), asam lemak bebas (Free Fatty Acid atau biasa disingkat dengan FFA), mono- dan digliserida, serta beberapa komponen-komponen lain seperti phosphoglycerides, vitamin, mineral, atau sulfur. Bahan-bahan mentah pembuatan biodiesel adalah (Mittelbach, 2004): Trigliserida-trigliserida, yaitu komponen utama aneka lemak dan minyak-lemak, dan asam-asam lemak, yaitu produk samping industri pemulusan (refining) lemak dan minyak-lemak.2.3 Trigiliserida Trigliserida adalah triester dari gliserol dengan asam-asam lemak, yaitu asam-asam karboksilat beratom karbon 6 s/d 30. Trigliserida banyak dikandung dalam minyak dan lemak, merupakan komponen terbesar penyusun minyak nabati. Selain trigliserida, terdapat juga monogliserida dan digliserida. Struktur molekul dari ketiga macam gliserid tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.1.

2.4 Transesterifikasi Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis). Jadi, di sebagian besar dunia ini, biodiesel praktis identik dengan ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME). Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester dapat dilihat pada Gambar

Transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat (Mittlebatch,2004). Katalis yang biasa digunakan pada reaksi transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi.Reaksi transesterifikasi sebenarnya berlangsung dalam 3 tahap yaitu sebagai berikut:

Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk, yaitu:

a. Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi

b. Memisahkan gliserol

c. Menurunkan temperatur reaksi (transesterifikasi merupakan reaksi eksoterm)

Hal-hal yang Mempengaruhi Reaksi Transesterifikasi

Pada intinya, tahapan reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel selalu menginginkan agar didapatkan produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum. Beberapa kondisi reaksi yang mempengaruhi konversi serta perolehan biodiesel melalui transesterifikasi adalah sebagai berikut (Freedman, 1984):

1. Pengaruh air dan asam lemak bebas Minyak nabati yang akan ditransesterifikasi harus memiliki angka asam yang lebih kecil dari 1. Banyak peneliti yang menyarankan agar kandungan asam lemak bebas lebih kecil dari 0.5% (