Optimasi In-Situ Esterifikasi Biji Karet Menggunakan Campuran Metanol dan n-Heksana dengan Katalis Asam Sulfat

Fatah Abdul Jalil, Ir. Nunung Prabaningrum, M.T., Ph.D. dan Ir. Mondjo, M.Si.

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Pemerintah telah melakukan program diversifikasi energi dengan cara mencampurkan biodiesel ke dalam minyak solar sebesar 20%. Produksi biodiesel diutamakan menggunakan bahan baku non pangan, salah satunya biji karet supaya tidak terjadi persaingan dengan bahan pangan. Biji karet dipilih sebagai bahan baku biodiesel karena memiliki kandungan minyak nabati yang tinggi yaitu (54,64 ± 1,80)%. Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk mempercepat proses produksi biodiesel adalah dengan menggunakan metode in-situ esterifikasi. Optimasi in-situ esterifikasi biji karet menggunakan campuran metanol dan n-heksana dengan katalis H2SO4 telah dilakukan dalam skala laboratorium. Desain eksperimen yang digunakan untuk optimasi adalah response surface methodology, 24 full factorial central composite. Penentuan level bawah dan level atas pada variabel bebas proses in-situ esterifikasi sebagai berikut, perbandingan volume campuran terhadap berat biji sebesar 9:1 mL/g dan 13:1 mL/g, perbandingan volume metanol terhadap volume campuran sebesar 0,3 dan 0,6, persen berat katalis H2SO4 sebesar 10 wt.% dan 20 wt.%, serta waktu reaksi selama 2 jam dan 4 jam, sedangkan variabel yang dijaga tetap yaitu kecepatan pengadukan 1000 rpm, berat biji sebanyak 20 g, dan suhu reaksi 50oC. Labu tiga leher yang dilengkapi dengan refluks digunakan untuk eksperimen in-situ esterifikasi. Bilangan asam ditentukan dengan metode titrasi berdasarkan metode AOCS Cd 3d-63. Respon penelitian ini yaitu yield dan bilangan asam. Kandungan metil ester di dalam biodiesel ditentukan melalui analisis GCMS. Hasil optimasi diperoleh yield maksimum yang tervalidasi sebesar (89,92 ± 0,99)% dan bilangan asam minimum yang tervalidasi sebesar 0,45 mg KOH/g pada perbandingan volume campuran terhadap berat biji sebesar 7:1 mL/g, perbandingan volume metanol terhadap volume campuran sebesar 0,44, persen berat katalis H2SO4 12,37 wt.%, dan waktu reaksi selama 5 jam. Bilangan asam biodiesel yang diperoleh telah sesuai dengan SNI-7182, ASTM D 6751, dan EN 14241.

The government has carried out an energy diversification by mixing 20% of biodiesel into diesel oil. The biodiesel production is prioritized using inedible oil such as rubber seeds, so that competition with foodstock does not occur. The rubber seeds are chosen as raw material for biodiesel since it has a high vegetable oil content of (54,64 ± 1,80)%. One of method that can be done to accelerate the biodiesel production process is using the in-situ esterification method. In-situ optimization of esterification of rubber seeds using a mixture of methanol and n-hexane with H2SO4 catalyst was carried out on a laboratory scale. The design of experiment used for optimization is response surface methodology, 24 full factorial central composite. Determination of the low level and high level of the independent variable of in-situ esterification process as follows, the ratio of the mixture volume to the seed weight is 9:1 mL/g and 13:1 mL/g, the volume ratio of methanol to the mixture is 0,3 and 0,6, the weight percent of H2SO4 catalyst is 10 wt.% and 20 wt.%, then the reaction time is 2 hours and 4 hours, while variables that are kept constant are stirring speed of 1000 rpm, seed weight is 20 g, and reaction temperature is 50oC. The three-neck round bottom flask that equipped with reflux is used to in-situ esterification process. The acid value is determined by the titration method based on the AOCS Cd 3d-63 method. The response of this experiment is yield and acid value. The content of methyl ester in biodiesel is determined through GCMS analysis. The optimization results obtained maximum validated yield is (89,92 ± 0,99)% and minimum validated acid value is 0,45 mg KOH/g at the ratio of the mixture volume to the seed weight is 7:1 mL/g, the volume ratio of methanol to the mixture is 0,44, the weight percent of H2SO4 catalyst is 12,37 wt.%, and the reaction time is 5 hours. The acid value of biodiesel obtained has appropriate the SNI-7182, ASTM D 6751, dan EN 14241.

Kata Kunci : in-situ esterifikasi, biji karet, optimasi, response surface methodology, yield, bilangan asam