Optimasi Konsentrasi Katalis CaO dari Cangkang Kerang Hijau (Perna viridis) dalam Reaksi Transesterifikasi Minyak Biji Karet (Hevea braziliensis) pada Pembuatan Biodiesel
DOI:
https://doi.org/10.21009/JRSKT.091.03Keywords:
cangkang kerang hijau, katalis CaO, metil ester, minyak biji karet, transesterifikasiAbstract
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan konsentrasi optimum katalis CaO pada karakteristik metil ester yang dihasilkan, yaitu densitas (40 °C), viskositas kinematik (40 °C), dan bilangan asam. Katalis CaO diperoleh dari kalsinasi cangkang kerang hijau selama 4 jam pada suhu 1000 °C dan dikarakterisasi dengan XRD. Ekstraksi minyak biji karet dilakukan dengan metode sokletasi menggunakan pelarut n-heksana selama 7,5 jam yang dilanjutkan dengan proses degumming menggunakan 2,5% (b/b sampel) H3PO4 pekat. Pra-esterifikasi dengan perbandingan massa minyak:metanol 1:3 menggunakan 0,5% (b/b sampel) H2SO4 pekat pada suhu 65 °C. Transesterifikasi dengan perbandingan massa minyak:metanol 1:4 menggunakan katalis CaO dengan konsentrasi 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; dan 12,5 % (b/b sampel) pada suhu 65 °C. Hasil penelitian menunjukan konsentrasi optimum katalis CaO adalah 5,0% dengan karakteristik metil ester yaitu nilai densitas (40 °C) 0,8832 g/mL, viskositas kinematik (40 °C) 5,22 mm2/s, dan bilangan asam 1,42 mg KOH/g sampel. Analisa GC-MS pada kondisi optimum menunjukan komposisi terbesar metil ester yang dihasilkan adalah metil oktadekenoat, metil heksadekanoat, dan metil stearat
Kata kunci: cangkang kerang hijau, katalis CaO, metil ester, minyak biji karet, transesterifikasi
Abstract
Research on optimizing the concentration of CaO catalyst from green mussel shell (Perna viridis) in the transesterification reaction of oil (Hevea braziliensis) has been conducted. This research aims to obtain the optimum concentration of CaO catalyst on the characteristics of methyl esters produced, which are density (40 °C), kinematic viscosity (40 °C), and acid numbers. CaO catalysts were obtained from calcination of green mussel shells for 4 hours at 1000 °C and characterized by XRD. Rubber seed oil extraction was carried out using the socletation method using n-hexane solvent for 7.5 hours followed by a degumming process using 2.5% (w/w sample) of concentrated H3PO4. Pre-esterification with 1:3 oil:methanol mass ratio using 0.5% (w/w sample) concentrated H2SO4 at 65 °C. Transesterification with 1:4 oil:methanol mass ratio using CaO catalyst with concentration of 2.5; 5.0; 7.5; 10.0; and 12.5% (w/w sample) at 65 °C. The results showed that the optimum concentration of CaO catalyst was 5.0% with the characteristics of methyl ester namely density value (40 °C) 0.8832 g/mL, kinematic viscosity (40 °C) 5.22 mm2/s, and acid number 1,42 mg KOH/g sample. GC-MS analysis at optimum conditions shows the largest composition of methyl esters produced is methyl octadecenoate, methyl hexadecanoate, and methyl stearate
Keywords: green mussel shell, CaO catalyst, methyl ester, rubber seed oil, transesterification
References
Buasri, A, Chaiyut, N, Loryuenyong, V, Worawanitchaphong, P, & Trongyong, S. 2013. ‘Calcium Oxide Derived from Waste Shells of Mussel, Cockle, and Scallop as the Heterogeneous Catalyst for Biodiesel Production’. The Scientific World Journal, 2013.
Lengyel, J, Cvengrošová, Z, & Cvengroš, J. 2009. ‘Transesterification of Triacylglycerols over Calcium Oxide as Heterogeneous Catalyst’. Petroleum & coal, 51(3), 216-224.
Novia, N, Yuliyati, H, & Yuliandhika, R. 2009. ‘Pemanfaatan Biji Karet sebagai Semi Drying Oil dengan Metode Ekstraksi Menggunakan Pelarut N-Heksana’. Jurnal Teknik Kimia, 16(4).
Onoji, SE, Iyuke, SE, & Igbafe, AI. 2016. ‘Hevea brasiliensis (Rubber Seed) Oil: Extraction, Characterization, and Kinetics of Thermo-Oxidative Degradation Using Classical Chemical Methods’. Energy & Fuels, 30(12), 10555-10567.
Ramadhas, AS, Jayaraj, S, & Muraleedharan, C. 2005. ‘Biodiesel Production from High FFA Rubber Seed Oil’. Fuel, 84(4), 335-340.
Sulaiman, S, Shah, B, & Jamal, P. 2017. ‘Production of Biodiesel from Palm Oil Using Chemically Treated Fish Bone Catalyst’. CHEMICAL ENGINEERING, 56.
Van Gerpen, J. 2005. ‘Biodiesel Processing and Production”. Fuel processing technology, 86(10), 1097-1107.
Wei, Z, Xu, C, & Li, B. 2009. ‘Application of Waste Eggshell as Low-Cost Solid Catalyst for Biodiesel Production’. Bioresource technology, 100(11), 2883-2885.
Yuliani, F, Primasari, M, Rachmaniah, O, Rachimoellah, M, Biomassa, L, & Kimia, JT. 2013. ‘Pengaruh Katalis Asam (H2SO4) dan Suhu Reaksi pada Reaksi Esterifikasi Minyak Biji Karet (Hevea brasiliensis) menjadi Biodiesel’. Skripsi Sarjana, Fakultas Teknologi Industri ITS. Surabaya. Hal, 1-2.
