KINETIKA REAKSI ESTERIFIKASI ASAM LEMAK BEBAS PADA MINYAK NYAMPLUNG DAN ETANOL DENGAN KATALIS TIN (II) KLORID

Sulthoni Mukhlis K, Prof. Ir. Arief Budiman, M.S., D.Eng.

2014 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Suplai minyak bumi yang mulai menipis menyebabkan terjadinya krisis sumber energi, hal itu mendorong untuk dikembangkannya sumber energi alternatif. Salah satunya adalah biodiesel. Kendala yang dihadapi adalah masih diproduksinya biodiesel dari food grade oil yang mahal, sehingga perlu dicari bahan baku lain yang murah. Salah satunya adalah minyak nyamplung. Namun minyak nyamplung masih mengandung asam lemak bebas yang tinggi mencapai 20% berat minyak sehingga memerlukan treatment esterifikasi menggunakan katalis asam. Katalis asam cair seperti H2SO4 dan HCl menimbulkan masalah secara teknis dan ekonomi sehingga digunakan jenis asam lain yang bersifat lebih ramah lingkungan, korosivitasnya rendah dan dapat digunakan berulang-ulang. Pada penelitian ini, tin (II) klorid digunakan sebagai katalis pada reaksi esterifikasi FFA minyak nyamplung dan etanol. Reaksi esterifikasi dengan variasi suhu dijalankan secara batch menggunakan labu leher tiga dilengkapi pemanas, pengaduk dan pendingin balik. Cuplikan sebanyak 3 ml diambil pada interval waktu tertentu untuk mendapat data konversi tiap interval waktu tersebut dan digunakan untuk mempelajari kinetika reaksi. Pada penelitian ini juga dipelajari beberapa pengaruh seperti perbandingan mol FFA-etanol (1:30-1:120), dan penambahan katalis (2,5-15% berat FFA). Kinetika reaksi didekati dengan reaksi pseudo-homogen orde satu dan orde dua. Kedua model kinetika yang diusulkan menunjukkan kesesuaian dengan hasil eksperimen. Dari hasil perhitungan diperoleh energi aktivasi sebesar 34,7280kJ/mol dan koefisen tumbukan sebesar 939 menit -1 untuk reaksi pseudo- homogenorde satu dan energi aktivasi sebesar 34,8140 kJ/mol dan koefisien tumbukan sebesar 80,58 L/mol.menit untuk reaksi pseudo-homogenorde dua. Konversi maksimum sebesar 0,645 diperoleh pada waktu 240 menit, suhu reaksi 68 o C, penambahan katalis sebessar 10% berat FFA dan rasio FFA:etanol = 1:60.

Declining of petroleum supply causing energy crisis enforce human to create alternative energy source. One of the alternative energy is biodiesel. The main constrain in producing biodiesel is high cost feedstock because of raw material still come from food grade oil , so that low cost feedstock oils are used. One of them is nyamplung oil. But nyamplung oil still contains high free fatty acid up to 20% of oil weight so it required esterification treatment use acid catalyst. Homogenous acid catalyst such as H2SO4 and HCl appear with some technical, economical and environmental problem. To overcome those problems catlyst tin (II) chloride is used. In this research was used tin (II) chloride as catalyst in esterification reaction FFA of nyamplung oil and etanol. Esterification reaction in various temperatures was conducted in batch reactor use neck flask equipped with heater, stirrer and cooling reflux. Sample as 3 ml was taken in certain time interval to obtain the conversion data of its interval and was used to study the reaction kinetic. In this research it was also studied the effect of reactant mol ratio (1:30- 1:120) and catalyst loading (2,5-15% FFA weight). Esterification reaction kinetic FFA of nyamplung oil and etanol was approximated by first and second order pseudo homogenous reaction model. Both model proposed exhibit suitability to the experiment data. From the mathematic calculation it was obtain the activation energy as 34,7280 kJ/mol and coeficient of collision frequency as 939 minute -1 for pseudo homogenous first order and activation energy as 34,814 kJ/mol and coeficient of collision frequency as 80,58 L/mol.menit for pseudo homogenous second order. The maximum conversion as 0,645 was obtain at the reaction time of 240 minute, reaction temperature of 68 o C, percentage catalyst of 10% FFA weight and FFA to etanol molar ratio of 1:60.

Kata Kunci : kinetika, esterifikasi,minyak nyamplung, etanol, tin (II) klorid.