Daryono, Elvianto Dwi and Ir. I.N.G. Wardana,, M. Eng., Ph.D, and Prof. Dr. Ir. Chandrawati Cahyani,, MS and Dr. Eng. Nurkholis Hamidi,, ST., M. Eng. (2021) Proses Interesterifikasi Minyak Kelapa Sawit Menjadi Biodiesel (Fatty Acid Methyl Esters) dengan Bio-katalis Senyawa Aromatik,. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Proses pembuatan biodiesel yang selama ini dilakukan adalah proses transesterifikasi dengan produk sampingnya adalah gliserol. Gliserol sebagai produk samping harus dipisahkan dari biodiesel, karena merupakan impurities yang mengganggu pemakaian biodiesel. Proses yang lebih efektif untuk pembuatan biodiesel adalah proses interesterifikasi, dimana produk samping yang dihasilkan adalah triasetin yang tidak memerlukan proses pemisahan karena berfungsi sebagai bio-aditif untuk biodiesel. Proses interesterifikasi yang telah dilakukan menggunakan katalis homogen maupun heterogen yang perlu proses pemisahan di akhir reaksi. Senyawa aromatic organik merupakan alternatif pilihan katalis yang lebih efisien sebab tidak perlu proses pemisahan di akhir reaksi karena berfungsi sebagai antioksidan untuk biodiesel dan lebih ramah lingkungan. Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan proses pembuatan biodiesel yang lebih efektif dan efisien yaitu dengan tahapan proses yang lebih sedikit sehingga akan mengurangi biaya produksi. Pada penelitian ini reaksi interesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metil asetat untuk menghasilkan metil ester dan triasetin, dilakukan dengan bio-katalis senyawa aromatic yaitu eugenol dan minyak kayu putih serta dengan katalis NaOH sebagai pembanding. Kondisi operasi penelitian adalah massa minyak kelapa sawit 250 gram, rasio molar minyak kelapa sawit:metil asetat adalah 1:6, suhu reaksi 60oC, kecepatan pengadukan 300 rpm, massa katalis 0,75% massa minyak kelapa sawit dan waktu reaksi (15, 30, 45, 60, dan 75 menit). Minyak kelapa sawit, metil asetat dan katalis direaksikan dalam labu leher tiga sebagai reaktor sesuai dengan kondisi operasi penelitian. Setelah waktu reaksi tercapai, sample sebanyak 50 gram diambil untuk dilakukan proses pemisahan. Untuk interesterifikasi dengan katalis NaOH, proses pemisahan hasil dan sisa reaksi dilakukan dengan water washing dan dilanjutkan dengan destilasi pada suhu 105oC. Untuk interesterifikasi dengan bio-katalis senyawa aromatik, proses pemisahan produk dan sisa reaksi dilakukan dengan proses destilasi pada suhu 105oC untuk memisahkan metil asetat dan air. Setelah sample dipisahkan dilakukan analisa densitas, angka asam dan GC serta GC-MS untuk melihat komposisi produk yang terbentuk. Selain itu juga dilakukan simulasi dengan ChemDraw Professional 15.0 untuk menganalisa perilaku molecular dari senyawa yang bereaksi. Hasil penelitian mendapatkan kondisi optimum proses interesterifikasi minyak kelapa sawit dengan bio-katalis eugenol 0,75% massa minyak, waktu reaksi 15 menit, rasio molar minyak kelapa sawit:metil asetat adalah 1:6, suhu reaksi 60oC dan kecepatan pengadukan 300 rpm. Didapatkan crude yield 83,16%, konversi reaksi trigliserida 39,4771%, konsentrasi FAME 55.695,4 mg/L, densitas 0,892 gr/mL (SNI 7182:2015 yaitu 0,85-0,89 gr/mL) dan angka asam 0,3 mg KOH/gr sample (SNI 7182:2015 yaitu maks. 0,5 KOH/gr sample). Hasil simulasi ChemDraw Professional 15.0 menunjukkan bahwa penggunaan bio-katalis eugenol menghasilkan perubahan jarak atom O pada trigliserida dan metil asetat dengan atom C pada eugenol paling besar dibanding vii bio-katalis minyak kayu putih, perubahan panjang ikatan rata-rata C-C trigliserida dan metil asetat paling besar yaitu 1,664Ȧ dan energy kinetic yaitu 3445,6577 kJ/mol. Fungsi eugenol selain sebagai bio-katalis juga berfungsi sebagai pelarut reaktan. Hal ini diketahui dari hasil simulasi dimana terjadi perubahan moment dipole sebelum dan sesudah ditambahkan bio-katalis yaitu dari 3,9504 debye menjadi 4,7175 debye.
English Abstract
The process of making biodiesel that has been carried out so far is the transesterification process with glycerol as a by-product. Glycerol is a by-product must be separated from biodiesel because it is an impurity that interferes with the use of biodiesel. A more effective process for making biodiesel is the interesterification process, where the by-product produced is triacetin which does not require a separation process because it functions as a bio-additive for biodiesel. The interesterification process that has been carried out uses homogeneous or heterogeneous catalysts that need a separation process at the end of the reaction. Organic aromatic compounds are a choice for more efficient catalysts because there is no need for a separation process at the end of the reaction because they function as antioxidants for biodiesel and are more environmentally friendly. The research aim of the research is to obtain a more effective and efficient biodiesel production process, with fewer process steps so that it will reduce production costs. In this study, the reaction of interesterification of palm oil with methyl acetate to produce methyl ester and triacetin was carried out with bio-catalysts of aromatic compounds, namely eugenol and eucalyptus oil as well as with NaOH catalyst as a comparison. The operating conditions of the study were 250 grams of palm oil mass, palm oil: methyl acetate molar ratio was 1:6, reaction temperature 60oC, stirring speed 300 rpm, catalyst mass 0.75% palm oil mass and reaction time (15,30,45,60, and 75 minutes). Palm oil, methyl acetate and catalyst were reacted in a three-neck flask as a reactor according to the operating conditions of the study. After the reaction time is reached, a sample of 50 grams is taken for the separation process. For interesterification with NaOH catalyst, the process of separating the product and the rest of the reaction was carried out by water washing and followed by distillation at a temperature of 105oC. For interesterification with bio-catalysts of aromatic compounds, the process of separating the product and the rest of the reaction was carried out by a distillation process at a temperature of 105oC to separate methyl acetate and water. After the samples were separated, analysis of the density, acid number and GC and GC-MS was carried out to see the composition of the products formed. In addition, simulations were also carried out with ChemDraw Professional 15.0 to analyze the molecular behaviour of the reacting compounds. The results obtained the optimum conditions for the palm oil interesterification process with eugenol bio-catalyst 0.75% oil mass, reaction time 15 minutes, palm oil: methyl acetate molar ratio was 1:6, reaction temperature 60oC and stirring speed 300 rpm. The crude yield is 83.16%, the conversion of triglyceride reactions is 39.4771%, the FAME concentration is 55.695.4 mg/L, the density is 0.892 gr/mL (SNI 7182:2015 is 0.85-0.89 gr/mL) and the acid number is 0.85-0.89 gr/mL. 0.3 mg KOH/gr sample (SNI 7182:2015 that is max. 0.5 KOH/gr sample). The simulation results of ChemDraw Professional 15.0 show that the use of eugenol bio-catalyst resulted in the largest change in O atomic distance in triglycerides and methyl acetate with C atoms in eugenol ix compared to eugenol bio-catalyst, changes in the average bond length of CC triglycerides and methyl acetate were greatest. which is 1.664Ȧ and kinetic energy is 3445.6577 kJ/mol. The function of eugenol other than as a bio-catalyst also functions as a reactant solvent. This is known from the simulation results where there is a change in the dipole moment before and after the addition of bio-catalyst, from 3.9504 debyes to 4.7175 debyes.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | 062107 |
| Uncontrolled Keywords: | biodiesel, interesterifikasi, triasetin, eugenol, crude yield,biodiesel, interesterification, triacetin, eugenol, crude yield |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | soegeng sugeng |
| Date Deposited: | 11 Jan 2022 01:21 |
| Last Modified: | 10 Oct 2024 06:41 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/188101 |
![[thumbnail of Elvianto Dwi Daryono.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Elvianto Dwi Daryono.pdf Download (9MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |