PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK DIBANTU MICROWAVE TERKATALIS ZIRKONIA TERSULFATASI DAN CaO/ZIRKONIA

RESTY ZAMA ANDIENA, Prof. Dr. rer.nat. Karna Wijaya, M. Eng; Akhmad Syoufian, Ph.D

2020 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektitas dan selektivitas katalis dalam pembuatan biodiesel. Katalis zirkonia tersulfatasi dibuat melalui metode impregnasi basah sedangkan katalis kalsium oksida/zirkonia dibuat melalui metode impregnasi basah dan berbantuan gelombang mikro. Katalis sulfida zirkonia dan kalsium oksida/zirkonia dalam berbagai konsentrasi, rasio, dan kalsinasi diuji dengan metode titrasi untuk mendapatkan keasaman dan kebasaan tertinggi. Keasaman dan kebasaan tertinggi diperoleh pada katalis 0.5 M SZ-500 derajat celcius dan rasio persen b/b total 1:0.2 CZ 800 derajat celcius. Karakterisasi material dan produk dilakukan menggunakan FTIR, XRD, SSA, SEM EDX, GC-MS, bomb calorimeter, dan 1H-NMR. Hasil karakterisasi menunjukkan katalis 0.5 M SZ 500 derajat celcius dan 1:0.2 CZ 800 derajat celcius mempunyai kestabilan yang optimum terlihat dari kristalinitas yang tinggi, luas permukaan yang cukup besar, serta mempunyai perolehan keasamaan dan kebasaan tertinggi yaitu 7.16 mmol NH3 g-1 dan 87.76 mmol/g. Hal ini berkaitan langsung dengan situs aktif katalis dalam reaksi esterifikasi dan transesterfikasi perolehan biodiesel. Perolehan produk biodiesel menggunakan 1H-NMR, GC-MS dan Bomb calorimeter menunjukkan hasil yang sangat baik. Berdasarkan pengujian hasil produk setelah pemurnian 1H-NMR konversi metil ester mendekati 100persen. Hal tersebut juga didukung oleh instrument GC-MS dimana perolehan luas area metil ester tertinggi 93.91persen merupakan metil ricinoleic acid. Rendemen biodiesel yang diperoleh yaitu 58.13persen. Biodiesel yang diperoleh juga menghasilkan nilai kalor sebesar 7141.75 cal/g, produk ini dapat digunakan dalam mesin diesel stasioner.

The aim of the research was to determine the effectiveness and selectivity of catalysts in the manufacture of biodiesel. The sulfated zirconia catalyst was prepared by the wet impregnation method while the calcium oxide/zirconia catalyst was prepared through the wet impregnation and microwave-assisted method. The sulfated zirconia and calcium oxide/zirconia catalyst in various concentrations, ratios, and calcinations were tested by titration method to get highest acidity and basicity. The sample of 0.5 M SZ 500 degrees celsius and total percent w/w ratio of 1: 0.2 CZ 800 degrees celsius reach the highest acidity and the basicity with number 7.16 mmol NH3 g-1, 87.76 mmol/g. These directly related to the active site of the catalyst in the esterification and transesterfication reaction of the biodiesel. Materials and product characterizations were carried out using FTIR, XRD, SAA, SEM EDX, GC-MS, bomb calorimeter, and 1H-NMR. The characterization results showed that catalyst 0.5 M SZ 500 degrees celsius and 1: 0.2 CZ 800 degrees celsius had optimum stability seen from high crystallinity and large surface area. The biodiesel products characterized by using 1H-NMR, GC-MS and Bomb calorimeter showed excellence results. Based on the 1H-NMR test after product purification, the conversion of methyl ester is closed to 100percent. This was also supported by the GC-MS instrument where the highest area of methyl ester acquisition was 93.91percent, which was methyl ricinoleic acid. The yield of biodiesel obtained was 58.13percent. The obtained biodiesel also produced a calorific value of 7141,75 cal/g, this product can be used in stationary diesel engines.

Kata Kunci : Katalis Zirkonia tersulfatasi (SO4/ZrO2), Katalis kalsium oksida/zirkonia (CaO/ZrO2), transesterifikasi, microwave, biodiesel