PRODUKSI DAN KARAKTERISASI BIODISEL MENGGUNAKAN KATALIS H2SO4 / CaO CANGKANG KERANG DARAH (Anadara granosa) VARIASI TEMPERATUR DAN KECEPATAN PENGADUKAN PROPOSAL PENELITIAN OLEH NURUL FITRI ANNISA 1603113369 PROGRAM STUDI S1 KIMIA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2019 PRODUKSI DAN KARAKTERISASI BIODISEL MENGGUNAKAN KATALIS H2SO4 / CaO CANGKANG KERANG DARAH (Anadara granosa) VARIASI TEMPERATUR DAN KECEPATAN PENGADUKAN PROPOSAL PENELITIAN Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memenuhi Nilai Mata Kuliah METOPEL OLEH NURUL FITRI ANNISA 1603113369 PROGRAM STUDI S1 KIMIA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2019 ABSRACT Biodiesel is one of the fuels used for an alternative form of diesel engines .In general , biodiesel can be synthesized by the transesterification reaction of triglycerides with primary alcohol in the presence of catalysts or without catalysts .In this study , biodiesel was synthesized through the transesterification (Crude Palm Oil) used CaO catalyst from blood clam shell ( Anadara granosa ) impregnated with H2SO4 .The catalyst was made by calcining blood clam shells at 900°C for 10 hours which aims to decomposed CaCO3 content into CaO and CO2 and then impregnate used H2SO4.The synthesized catalysts were then characterized including x-ray diffraction ( XRD) analysis and structural equation modeling (SEM ) ABSTRAK Biodiesel adalah salah satu bahan bakar alternatif yang digunakan untuk mesin diesel. Secara umum, biodiesel dapat disintesis oleh reaksi transesterifikasi trigliserida dengan alkohol primer dengan adanya katalis maupun tanpa katalis. Pada penelitian ini biodiesel disintesis melalui reaksi transesterifikasi CPO (Crude Palm Oil) menggunakan katalis CaO dari cangkang kerang darah (Anadara granosa) terimpregnasi H2SO4. Katalis dibuat dengan mengkalsinasi cangkang kerang darah pada suhu 900oC selama 10 jam yang bertujuan untuk mendekomposisi kandungan CaCO3 menjadi CaO dan CO2 dan kemudian diimpregnasi mengggunakan H2SO4. Katalis yang telah disintesis kemudian dikarakterisasi meliputi analisis X-ray diffraction (XRD) dan Structural Equation Modeling (SEM). BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Seperti yang kita ketahui kebutuhan bahan bakar di dunia semakin meningkat dari tahun ke tahun. Selama ini, kebutuhan bahan bakar yang digunakan diperoleh dari alam atau fosil yang tidak terbarukan contohnya, gas alam, minyak bumi dan batu bara yang semakin hari semakin menipis jumlahnya, dan hasil pembakarannya tidak ramah lingkungan yang cenderung merusak lingkungan. Oleh karena itu, pada saat ini butuh dikembangkan bahan bakar alternatif yang terbarukan, jumlahnya tidak terbatas dan ramah lingkungan sehingga dapat meningkatkan kebutuhan bahan bakar di dunia. Biodiesel adalah salah satu bahan bakar alternatif yang digunakan untuk mesin diesel. Selama ini, kebanyakan katalis yang digunakan untuk pembuatan biodiesel adalah katalis homogen. Namun katalis homogen ini memiliki beberapa kekurangan yaitu, sulit dipisahkan dari produk karena katalis ini larut di dalam biodiesel dan larut sempurna di dalam gliserol, dapat menyebabkan korosi pada mesin, dan dapat mencemari lingkungan. Apabila dipisahkan dari produk akan memerlukan biaya yang tidak sedikit (Arita dkk., 2014). Untuk memproduksi biodiesel dari minyak nabati dan lemak ada empat rute dasar: transesterifikasi dengan katalis basa, transesterifikasi dengan katalis asam secara langsung, reaksi bertahap konversi minyak menjadi asam lemaknya dan kemudian menjadi biodiesel, transesterifikasi non-katalitik minyak dan lemak. Secara umum, biodiesel dapat disintesis oleh reaksi transesterifikasi trigliserida dengan alkohol primer dengan adanya katalis maupun tanpa katalis. Tujuan dari tahapan esterifikasi adalah untuk mengkonversi asam lemak bebas menjadi metil ester atau biodiesel, sehingga hasil dari biodiesel yang didapat bisa maksimal. Dalam tahapan esterifikasi diperlukan suatu katalis asam kuat seperti H2SO4 dalam reaksinya mendapatkan hasil biodiesel sebesar 74,59% dengan melakukan tahapan reaksi esterifikasi menggunakan katalis H2SO4 H2SO4 dalam reaksinya.mendapatkan hasil biodiesel sebesar 74,59% dengan melakukan tahapan reaksi esterifikasi menggunakan katalis H2SO4. Proses reaksi sintesis biodiesel dikenal juga dengan tahapan transesterifikasi. Transesterifikasi merupakan tahapan proses reaksi untuk pembuatan biodiesel dengan menggunakan katalis basa homogen. Namun penggunaan katalis homogen mempunyai kelemahan, katalis ini hanya bisa digunakan untuk sekali pakai, serta sulitnya pemisahan antara sisa katalis dengan produk. Oleh karena itu, alternatif lain digunakan katalis heterogen untuk pembuatan biodiesel. Salah satu contoh katalis heterogen yang bisa digunakan untuk sintesis biodiesel dalam reaksi transeseterifikasi yaitu CaO yang berasal dari cangkang kerang darah (Anadara granosa). Katalis basa heterogen seperti merupakan katalis yang sering digunakan dalam sistesis biodiesel. Katalis CaO saat ini dibuat menggunakan bahan-bahan alternatif dari limbah yang didalamnya mengandung beberapa sumber kalsium alami seperti cangkang telur, cangkang siput dan tulang. Penelitian terdahulu yang menggunakan katalis cangkang telur, sekam padi dan cangkang siput pada sistesis biodiesel manghasilkan perolehan biodiesel masing masing sebesar 96,7% Penelitian mengenai modifikasi katalis CaO juga dilakukan di laboratorium ini oleh Affandi (2015) yang mulai menyisipkan logam K (1, 3 dan 5%) pada katalis CaO yang dikalsinasi pada suhu 900 oC selama 10 jam dari cangkang kerang darah. Proses transesterifikasi sintesis biodiesel pada penelitian Affandi (2015) ini menggunakan minyak goreng bekas dan didapat hasil biodiesel maksimum sebesar 76,85% dan kandungan metil ester 98,36%. Hasil biodiesel ini menurun jika dibandingkan dengan hasil perolehan biodiesel Setiowati (2014) yang memperoleh hasil biodiesel sebesar 82,25% menggunakan katalis CaO dari cangkang kerang darah tanpa impregnasi dan minyak goreng bekas sebagai bahan baku. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan penyisipan logam K (1, 3 dan 5%) pada katalis CaO dari cangkang kerang darah dengan variasi suhu aktivasi 600, 700, dan 800 oC untuk sintesis biodiesel berbahan baku minyak kelapa sawit. Variasi suhu aktivasi ini diharapkan dapat meningkatkan dehidrasi Ca(OH)2 menjadi CaO. Penyisipan logam K dilakukan dengan cara impregnasi basah yang diharapkan dapat meningkatkan kebasaan katalis yang merupakan salah satu faktor efisiensi katalis sehingga dapat meningkatkan perolehan biodiesel. 1.2.Perumusan Masalah Semakin menipisnya minyak mentah dunia sehingga menyebabkan harga minyak bumi semakin meningkat, maka kebutuhan akan bahan bakar fosil menjadi terbatas. Oleh karena itu, dicari energi alternatif dengan penggunaan bahan baku yang dapat diperbaharui, salah satunya adalah biodisel. Meningkatnya jumlah limbah minyak goreng bekas pada industri rumah tangga menjadi alternatif bahan baku biodisel, karena limbah minyak goreng bekas ini bersifat karsinogenik dan mengandung asam lemak bebas yang tinggi (Free Fatty Acids/ FFA), sehingga sangat berbahaya di lingkungan masyarakat jika digunakan kembali dalam pengolahan makanan. Untuk memproduksi biodisel dalam jangka waktu yang singkat dibutuhkan katalis untuk mempercepat laju reaksi. Katalis yang umumnya digunakan adalah katalis homogen, seperti asam (H2SO4) dan basa (NaOH dan KOH), tetapi katalis homogen ini memiliki kelemahan dalam memisahkan produk dengan katalis. Oleh karena itu, dilakukan lebih lanjut menggunakan katalis heterogen yang berasal dari limbah cangkang kerang darah (Anadara granosa) dengan varisasi suhu dan kecepatan pengadukan. pada penelitian ini dilakukan variasi temperatur reaksi 55, 60, 65 dan 70 ºC menggunakan katalis 800 ºC selama 10 pada tahap awal. Selanjutnya dengan menggunakan temperatur reaksi optimum, dilakukan sintesis biodisel pada katalis 900 dan 1000 ºC selama 10 jam. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan variasi kecepatan pengadukan 150, 250, 300, 500, 600, 700 dan 800 rpm untuk mensintesis biodisel menggunakan katalis CaO temperatur kalsinasi optimum selama 10 jam yang dilanjutkan dengan penggunaan katalis CaO selama 5 dan 20 jam pada kondisi reaksi dan katalis optimum yang diperoleh sebelumnya. 1.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah: 1. Melakukan sintesis dan karakterisasi katalis cangkang kerang darah (CKD) yang diimpregnasi menggunakan H2SO4 ,meliputi analisis X-ray diffraction (XRD) dan Structural Equation Modeling (SEM). 2. Sintesis katalis dari cangkang kerang darah (Anadara granosa) pada suhu 800oC selama 3, 5, 10 dan 20 jam. 3. Memproduksi biodiesel dari bahan baku minyak CPO melalui reaksi esterifikasi dengan katalis asam (H2SO4 ) dan reaksi transesterifikasi dengan katalis basa (CaO dari cangkang kerang darah) 4. Mengkarakterisasi katalis CaO yang digunakan meliputi jenis mineral dan luas permukaan menggunakan difraksi sinar-X (XRD). DAFTAR PUSTAKA Arita ,S., Adipati, A,S. dan Sari, D,P. 2014. Pembuatan Katalis Heterogen dari Cangkang Kerang Darah (Anadara Granosa) dan Aplikasinya pada Reaksi TRansesterifikasi dari Crude Palm Oil. Jurnal Teknik Kimia. 3(20) : 3137. Gunawan, E. R., Wuladari, S. A., Yuanita, E. & Suhendra, D. (2014). Sintesis biodiesel dari minyak biji kapuk (Ceibapentandra) melalui proses transesterifikasi kimiawi dan fragmentasi ion metil ester. ALCHEMY jurnal penelitian kimia. 10 (2): 104-115. Masindi,T dan Nuniek,H. 2017. Karakterisasi Kitosan dari Cangkang Kerang Darah (Anadara granosa). Journal of Chemistry 6:3 Rahmawati, N . 2008. Pembuatan Biodisel dari Minyak Goreng Bekas dengan Katalis Kalsium Oksida (CaO). Skripsi. Jurusan Kimia FMIPA. Universitas Riau. Ristianingsih, Y., Nurul, H dan Fradita W. S. 2015. Pembuatan biodiesel dari crude palm oil (CPO) sebagai bahan bakar alternatif melalui proses transesterifikasi langsung. Jurnal Teknologi Agro-Industri. 2(1) : 1-8.
