Reaksi samping yang ditimbulkan Free Fatty Acid (FFA) dan air pada proses Transesterifikasi menggunakan katalis basa pada pembuatan Biodisel

HENRI, Ir. Suryo Purwono, MA.Sc.,Ph.D

2007 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Salah satu metode pengolahan minyak nabati adalah proses transesterifikasi atau alkoholisis. Transesterifikasi adalah reaksi yang kompleks karena adanya reaksi lain yang dapat terjadi yaitu reaksi hidrolisis dan penyabunan. Reaksi hidrolisis terjadi karena adanya sejumlah air dalam bahan yang akan bereaksi dengan trigliserida ataupun alkyl ester dan akan membentuk free fatty acid (FFA). Sedangkan reaksi penyabunan terjadi antara FFA dan katalis basa yang akan membentuk sabun. Dalam penelitian ini diamati perubahan FFA seiring dengan perubahan suhu, waktu reaksi dan perbandingan pereaksi. Dengan mengamati perubahan FFA yang terjadi akan memberikan gambaran reaksi penyabunan dan hidrolisis yang terjadi pada reaksi transesterifikasi. Dengan demikian dapat diketahui dampak adanya FFA dan air dalam reaksi transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi dalam penelitian ini menggunakan minyak jarak kepyar, etanol dan kalium hidroksida (KOH). Reaksi dijalankan dalam reaktor batch berpengaduk. Sebelum reaksi dijalankan bahan dipanaskan. Minyak jarak kepyar dipanaskan di atas termoline sampai suhu reaksi yang akan dijalankan. Sedangkan etanol dan KOH dipanaskan dalam reaktor sampai suhu didih etanol kemudian diturunkan sampai suhu reaksi yang akan dijalankan. Setelah bahan sudah dipanaskan dan sudah diatur pada suhu reaksi maka minyak jarak kepyar, KOH dan etanol dicampur dalam reaktor. Setelah itu pengaduk dinyalakan pada keadaan konstan. Reaksi dijalankan selama 2 jam dan setiap 15 menit sampel diambil. Sampel ini kemudian dimasukkan dalam ice batch untuk menghentikan reaksinya. Sampel hasil reaksi ini kemudian dianalisis kadar gliserol total dan bebasnya dengan titrasi iodometri-asam periodat untuk mengetahui konversi gliserida. Sedangkan untuk analisis kadar FFA ethyl ester, sampel dicuci dengan aquadest untuk memisahkan gliserol, etanol, dan sisa KOH. Analisis kadar FFA ini dilakukan dengan metode titrasi alkalimetri. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui perubahan FFA yang terjadi selama reaksi transesterifikasi pada berbagai suhu, waktu reaksi dan perbandingan pereaksi. FFA mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya suhu, waktu tinggal dan perbandingan pereaksi pada reaksi penyabunan. Penurunan nilai FFA ini menunjukkan reaksi penyabunan meningkat dengan meningkatnya suhu, waktu tinggal dan perbandingan pereaksi. Sedangkan pada reaksi hidrolisis, FFA mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu, waktu tinggal dan perbandingan pereaksi. Adanya reaksi penyabunan dan hidrolisis akan mempengaruhi jalannya reaksi transesterifikasi dan dapat mengakibatkan turunnya konversi transesterifikasi.

One of methods of processing vegetable oil is transesterification or alcoholysis. Transesterification is a complex reaction occurring since there is another reactions which could occur, Hidrolysis and Saponification. Hydrolysis occurs because of the existence of water within the substance which will react whether with Triglyserida or Alkyl ester and form Free Fatty Acid (FFA). While reaction of saponification occurs between FFA and Alkaly Catalist which will form soap. This research studied the changing of FFA occurring together with the changing of temperature, reaction time, and the reactant ratio. By observing the changing of FFA, it would give an illustration of reaction of saponification and hydrolysis in transesterication. As a result, the effect of FFA and the water in transesterification can be identified clearly. This research used castor oil, ethanol and hydroxide potassium (KOH). The reaction was run in batch-stirred tank reactor. Firstly, each material was heated. The castor oil was heated above the termoline until the desired temperature. While ethanol and KOH were heated in the reactor until the boiling point of ethanol then decreased until the reaction temperature. After that, castrol oil, KOH and ethanol were mixed in the reactor and agitator was set at a constant speed. The reaction was run in duration of 2 hours in every 15 minutes one sample was taken. Next, this sample was put into the ice batch to discontinue the reaction. Then, the level of total and free glycerol of this was analyzed by titration of iodometry-periodat acid to know the conversion of glyceride. While the analysis of FFA-Ethyl Ester was done by method of alkalimetry titration. The purpose of this analysis is to know the changing of FFA occurring during the reaction of transesterification at various temperature, time reaction, and reactant ratio. FFA experienced decreasing together with the increasing of temperature, time reaction, and reactant ratio at saponification reaction. This decreasing showed that saponification reaction would increase at the same time when the temperature, time reaction, and reactant ratio experienced increasing as well. While at the hydrolysis reaction, FFA showed increasing together with the increasing of temperature, time reaction, and reactant ratio. The existence of saponification and hydrolysis would affect the reaction of transesterification and could decrease the conversion of transesterification.

Kata Kunci : FFA, air, jarak kepyar, transesterifikasi, penyabunan, hidrolisis, water, castrol oil, transesterification, saponification, hydrolysis