Esterifikasi In Situ Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum) Menggunakan Campuran Metanol dan n-Heksana dengan Katalis Asam Sulfat

ANGGUN DWI CAHYANI, Ir. Nunung Prabaningrum, M.T., Ph.D.; Dr.-Ing. Ir. Kusnanto

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Biodiesel dapat diproduksi dari minyak nabati yang menggunakan bahan baku biji non pangan, seperti biji nyamplung. Akan tetapi minyak nyamplung memiliki kandungan asam lemak yang tinggi, sehingga menghasilkan biodiesel dengan bilangan asam yang tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan pada saat pemakaian. Proses esterifikasi in situ dilakukan untuk mengolah biji dengan kandungan asam lemak yang tinggi. Optimasi proses dilakukan untuk mendapatkan nilai-nilai variabel bebas sehingga menghasilkan biodiesel dari biji nyamplung dengan yield maksimum dan bilangan asam minimum. Penelitian dengan proses esterifikasi in situ telah dilakukan dengan menggunakan campuran metanol dan n-heksana serta katalis asam sulfat. Minyak nyamplung diekstraksi pada Soxhlet extractor menggunakan n-heksana untuk mendapatkan hasil kandungan minyak sebagai acuan penentuan yield. Eksperimen dilaksanakan dengan menentukan empat variabel bebas, yaitu perbandingan volume campuran terhadap berat biji, perbandingan volume metanol terhadap volume campuran, persen berat katalis, dan waktu reaksi. Perancangan eksperimen dengan Response Surface Methodology, Central Composite Design diterapkan pada eksperimen untuk mendapatkan hasil optimum. Hasil optimum diperoleh pada saat perbandingan volume campuran terhadap berat biji bernilai 22:1 mL/g, perbandingan volume metanol terhadap volume campuran bernilai 0,5 mL/mL, persen berat katalis bernilai 10 wt%, dan waktu reaksi selama 4 jam. Kandungan minyak nyamplung hasil ekstraksi adalah 58,80% dan memiliki bilangan asam sebesar 31,3 mg KOH/g. Hasil optimasi yield esterifikasi in situ didapatkan sebesar 98,12% dan bilangan asam sebesar 2,76 mg KOH/g.

Non-edible seeds such as Calophyllum inophyllum can be used in biodiesel preparation as a low-cost feedstock. However, the seed contains high free fatty acid and it has a high acid value in the form of oil, which can cause damage while being used. An in situ esterification had been conducted to reduce the excessive amount of free fatty acid contained in Calophyllum inophyllum seeds. Optimization needed to gain the optimal values of in situ esterification so that biodiesel could be extracted with a maximum esterified oil yield and a minimum acid value. The experiment of acid value reduction of Calophyllum inophyllum seed by in situ esterification using sulfuric acid-catalyzed methanol and n-hexane has been conducted. Calophyllum inophyllum oil was extracted by n-hexane in the Soxhlet apparatus to determine the oil content. Four independent reaction variables used were the ratio of mixture volume to seed weight, the ratio of methanol to mixture volume, catalyst percentage, and reaction time. An optimum result obtained when the ratio of mixture volume to seed weight was 22:1 mL/g, the ratio of methanol to mixture volume was 0,5 mL/mL, the catalyst percentage was 10 wt%, and the reaction time were 4 hours long. The oil content of Calophyllum inophyllum oil extraction was 58.80% and the acid value was 31.3 mg KOH/g. The maximum esterified oil yield of 98.12% and 2.76 mg KOH/g minimum acid value were obtained in the optimum reaction conditions.

Kata Kunci : Bilangan asam, Yield, Nyamplung, n-Heksana, Esterifikasi in situ