Simulasi Pemodelan Kinetika Reaksi Transesterifikasi Biodiesel Berbahan Baku CPO Dengan Katalis CaO

RINGKASAN Iqbal Abdiel Abimanyu dan Qinthar Aulia Munzila. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Juni 2022, Simulasi dan Pemodelan Kinetika Reaksi Transesterifikasi Biodisel Berbahan Baku CPO dengan Katalis CaO. Dosen Pembimbing Ir. Bambang Poerwadi, MS dan Diah Agustina P., ST., MT., Ph.D. Biodiesel merupakan salah satu energi baru terbarukan yang secara kimiawi merupakan campuran metil ester dengan asam lemak rantai panjang yang dihasilkan dari sumber hayati seperti minyak nabati dan lemak hewani. Salah satu bahan dalam pengolahan biodiesel ini ialah Crude Palm Oil (CPO). CPO merupakan komoditas besar di Indonesia, setelah penggunaan dalam industri pangan yang juga digunakan dalam industri biodiesel. CPO sangat potensial jika dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam industri biodiesel karena ketersediaanya yang banyak di Indonesia. Dalam pengolahannya, biodiesel diproduksi melalui proses transesterifikasi dengan bantuan Katalis. Pada penelitian ini digunakan katalis CaO karena mudah dipisahkan dari campuran dengan penyaringan sehingga tidak membutuhkan air yang banyak, memiliki kondisi reaksi yang rendah, masa katalis yang lama, serta biaya katalis yang cukup rendah. Dengan beragamnya katalis serta kondisi operasi yang digunakan dalam proses transesterifikasi biodiesel, maka pada penilitian ini akan dilakukan suatu pemodelan kinetika reaksi dengan katalis CaO dengan menggunakan data penelitian dari Ho et al, 2014 dengan judul Evaluation of palm oil mill fly ash supported calcium oxide as a heterogeneous base catalyst in biodiesel synthesis from crude palm oil untuk mendapatkan model dalam proses transesterifikasi biodiesel yang dapat membantu analisa dalam produksi biodiesel. Pada penelitian ini didapatkan model persamaan untuk dapat mengetahui nilai konversi dari FAME untuk variabel waktu dan suhu, berat katalis, dan rasio molar sesuai dengan data sekunder yang ada serta persamaan laju reaksi mekanisme eley rideal untuk katalis 6 wt.% sesuai dengan tipe 2. Kata kunci: Biodiesel, Katalis CaO, CPO, Pemodelan, Simulas

Pemodelan Pemurnian Biogas Menggunakan Adsorben Arang Tempurung Kelapa Pada Sistem Kolom

RINGKASAN Juang Bhakti Hastyadi dan Nuriyatul Hamidah, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Juli 2022, Pemodelan Pemurnian Biogas Menggunakan Adsorben Arang Tempurung Kelapa Pada Sistem Kolom. Dosen Pembimbing: Supriyono S.T., M.T. dan Ir. Bambang Poerwadi, M.S. Biogas sudah banyak digunakan oleh manusia. Namun, didalam biogas terdapat beberapa gas salah satunya karbondioksida (CO2) yang termasuk polutan berbahaya dan harus dilakukan pemurnian. Adsorpsi merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk pemisahan CO2 dari biogas. Dalam prosesnya, salah satu adsorben yang berpotensi digunakan ialah karbon aktif dari tempurung kelapa dengan melihat banyak keunggulan, seperti luas permukaan yang besar, daya serap tinggi, murah dan mudah didapatkan. Dalam adsorpsi, mengetahui tipe adsorpsi dan menentukan model isotherm yang sesuai adalah hal penting untuk memprediksi kapasitas adsorpsi yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tipe adsorpsi serta mengetahui prediksi kapasitas adsorpsi menggunakan arang tempurung kalapa melalui sebuah pemodelan. Digunakan tiga model isotherm adsorpsi yakni model Thomas, Langmuir, dan Freundlich. Dimana nantinya akan dapat diketahui model manakah yang mendapatkan hasil terbaik dan tidak berbeda jauh dengan data sekunder. Penelitian ini dilakukan menggunakan data sekunder dengan melihat hasil MAPE dan BNT yang didapatkan tiap model. Pada penelitian ini diketahui bahwa model Freundlich merupakan model yang paling sesuai dengan MAPE sebesar 4.91 % serta BNT dengan nilai yang tidak berbeda jauh antara data dan hasil simulasi. Serta didapatkan kapasitas adsorpsi sebesar 0.758 g/g. Dimana nilai ini relative mendekati model Sips dari data sekunder yakni 0.873 g/g. Kata kunci: Adsorpsi, Isoterm Freundlich, Isoterm Langmuir, Isoterm Thomas, Kapasitas Adsorpsi, Karbon akti

Pemurnian Virgin Coconut Oil (VCO) dengan Menggunakan Superabsorbent Polymer (SAP) Potassium Polyacrilate

Virgin Coconut Oil (VCO) merupakan minyak kelapa murni yang berasal dari ekstraksi alami dari daging buah kelapa segar atau ekstraksi dari santan kelapa. Minyak ini berwarna bening dan memiliki aroma kelapa yang lembut serta memiliki kandungan asam laurat yang melimpah yaitu 47-53 %. Salah satu parameter kemurnian dari VCO adalah kadar airnya, yang belum memenuhi standard SNI VCO (SNI 7381:2008) kadar air maksimal VCO sebesar 0,2 %. Pemurnian terhadap VCO dapat dilakukan dengan metode absorpsi secara batch. Absorben yang digunakan pada pemurnian VCO adalah SAP (Superabsorbent Polymer) Potassium Polyacrilate. SAP merupakan absorben yang mampu menyerap air secara cepat dalam jumlah yang sangat banyak dan mampu mengikat air didalamnya. SAP dapat menyerap air karena sifatnya yang sangat hidrofilik dan mampu mengikat air karena terdapat cross-linker yang membuat air tertahan di dalam absorben sehingga tidak mudah untuk keluar dari absorben. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan waktu kesetimbangan dalam proses absorpsi air dari campuran VCO-air menggunakan Superabsorbent Polymer, Menganalisis pengaruh kecepatan pengadukan pada absorpsi air dari campuran VCO-air menggunakan Superabsorbent Polymer, dan menentukan kapasitas absorpsi pada absorpsi air dari campuran VCO-air menggunakan Superabsorbent Polymer dengan pengadukan. Penelitian ini menggunakan simulasi pengaruh kecepatan pengadukan. Penelitian diawali dengan penurunan rumus dan perhitungan untuk mendapatkan nilai k (koefisien transfer massa) lalu nilai k ini akan diterapkan untuk dijadikan profil pada masing-masing kecepatan pengadukan. Kemudian dilakukan validasi nilai k dengan hasil eksperimen. Penambahan kecepatan pengadukan campuran VCO-Air memiliki viskositas yang semakin tinggi. Pada campuran VCO-Air 85 gram : 15 gram, digunakan SAP sebanyak 2 gram untuk menyerap air sebanyak 14,8 gram sehingga hanya tersisa 0,17 gram kandungan air pada campuran VCO-Air atau kapasitas absorpsi yang dicapai adalah 7,38 g air/g SAP. Waktu kesetimbangan yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi tersebut adalah berkisar 6160 – 19050 detik pada kecepatan pengadukan 100 – 400 rpm. Berdasarkan perhitungan Nre, Pada kecepatan pengadukan 100 –400 RPM pola alirannya laminer yang pada aliran ini pengadukan dapat memecah emulsi, sedangkan pada kecepatan >400 RPM pola alirannya turbulen yang mana pada aliran ini dapat mengakibatkan emulsi menjadi stabil kembali. Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan diketahui bahwa pengadukan berpengaruh terhadap viskositas campuran VCO-Air. Kadar air sudah memenuhi standar SNI 7381:2008 tentang Minyak Kelapa Virgin yaitu sebesar <0.2% Air

Karakterisasi Membran Nilon untuk Pemurnian Crude Virgin Coconut Oil (VCO).

Indonesia mampu memproduksi sekitar 2,86 juta ton buah kelapa pada tahun 2022 (Badan Pusat Statistik, 2022). Salah satu produk turunan kelapa adalah Virgin Coconut Oil (VCO). VCO merupakan salah satu produk unggulan hasil pengolahan santan kelapa segar. Sebagian besar proses pemurnian pada produksi VCO masih menggunakan metode dekantasi dan sentrifugasi yang mana memiliki beberapa kelemahan, antara lain kurang higienis, waktu operasi cukup lama, kebutuhan biaya dan energi cukup tinggi, serta kadar air VCO masih belum sesuai standar mutu SNI 7381-2008 yakni sebesar 0,2%. Teknik pemurnian VCO menggunakan teknologi membran sintesis hidrofilik, membran nilon, menjadi metode alternatif yang layak dalam perlakuan produksi minyak nabati. Namun, penelitian terkait pemurnian VCO masih belum banyak dikembangkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ukuran mesh membran nilon terhadap nilai fluks dan selektivitas dalam proses pembuatan Virgin Coconut Oil (VCO). Sementara itu, karakteristik hasil produk pemurnian dilakukan dengan uji kadar air (moisture analyzer) dan uji kadar FFA (titimetrik). Variabel yang digunakan adalah variasi ukuran mesh yaitu 200, 300, 400, 500, dan 600 mesh dan laju alir umpan sebesar 20 mL/menit. Penelitian ini diawali dengan pembuatan crude VCO dengan komposisi 80% VCO dan 20% air. Selanjutnya crude VCO sebagai umpan dialirkan menuju modul membran untuk proses pemurnian. Permeat akan ditampung dalam gelas ukur hingga mencapai volume sebesar 80 mL. Waktu operasi yang diperoleh akan digunakan untuk perhitungan fluks membran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran mesh membran nilon dapat mempengaruhi nilai fluks dan selektivitas membran. Nilai fluks pada membran ukuran 200, 300, 400, 500, dan 600 mesh adalah 33,32; 9,16; 4,69; 3,84; dan 2,55 L/m2 jam. Sedangkan untuk nilai rerata selektivitas pada membran ukuran 200, 300, 400, 500, dan 600 meshadalah 43%; 61%; 93%; 99,5%; dan 99,5%. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa membran nilon dengan hasil optimal ditunjukkan pada ukuran 500 mesh. Hal ini didukung dengan nilai rerata kadar air permeat sebesar 0,1% telah memenuhi standar SNI yaitu 0,2% dengan angka lifetime yang lebih panjang. Sementara itu, nilai kadar FFA permeat belum memenuhi standar SNI tetapi tetap mengalami penurunan sekitar 80%. Dengan demikian didapatkan bahwa membran nilon lebih efektif menurunkan kadar air daripada kadar FFA

Impregnasi MEA (Monoethanolamine) pada Karbon Aktif Tempurung Kelapa terhadap Kapasitas Adsorpsi CO2 dalam Biogas

Biogas merupakan salah satu fokus pemerintah dalam upaya pengembangan energi baru terbarukan berbasis bioenergi. Biogas ditargetkan dapat berkontribusi dalam bauran energi nasional sebesar 489,8 juta m3 . Namun, realisasinya pada bulan September 2022 hanya sebesar 32,47 juta m3 .Keberadaan CO2 sebagai impuritas dengan konsentrasi terbesar mengakibatkan penurunan nilai kalor pembakaran biogas. Oleh karena itu, perlu dilakukan permurnian untuk meningkatkan nilai kalor pembakaran. Salah satu cara untuk memurnikan biogas yaitu adsorpsi dengan menggunakan adsorben karbon aktif. Peningkatan kemampuan karbon dapat dilakukan dengan modifikasi karbon aktif dengan impregnasi senyawa amina. Pada penelitian ini, karbon tempurung kelapa aktif diimpregnasi MEA dengan variasi rasio massa Karbon Aktif/MEA 1:1; 1:1,25; 1:1,5; 1:1,75; 1:2. Hasil penelitian ini didapatkan peningkatan breakthrough time pada karbon aktif terimpregnasi sebesar 2,6 kali jika dibandingkan dengan karbon aktif. Kapasitas adsorpsi tertinggi diperoleh dengan rasio Karbon Aktif/MEA 1:2 dengan nilai kapasitas adsorpsi sebesar 129,178 mg CO₂/gr adsorben

Studi Penyimpanan Panas Menggunakan Larutan Etilen Glikol – CaCl2 dan Konversi Listrik Dengan Thermo Electric Converter

Jumlah energi fosil yang semakin berkurang membuat pengembangan energi alternatif terbaharukan terus dilakukan. Energi alternatif yang memiliki potensi besar adalah biomassa karena jumlahnya yang melimpah. Indonesia merupakan negara agraris yang sangat berpotensi mengubah biomassa menjadi bioenergy. Salah satu biomassa yang dapat dimanfaatkan adalah energi panas yang dihasilkan oleh arang tempurung kelapa yang nantinya akan dikonversi menjadi energi listrik. Tujuan penelitian ini adalah mengoptimalkan panas yang dihasilkan media arang tempurung kelapa dengan menggunakan heat storage etilen glikol yang dicampurkan dengan larutan garam CaCl2 serta ingin megetahui kemampuannya dalam menyimpan panas. Pada penelitian ini menggunakan larutan heat storage yang memiliki komposisi etilen campuran etilon glikol dan larutan garam CaCl2 yang berbeda-beda yakni dengan variasi fraksi larutan garam CaCl2 sebesar 0 %,1,5 %, 3 %, 4,5 %, dan 6 %. Setiap variabel penelitian akan dilakukan percobaan dengan menggunakan energi panas yang disimppan dari arang tempurung kelapa sebanyak 400 gram. Pada penelitian ini, proses pembakaran arang tempurung kelapa dilakukan sampai nilai voltase dan arus mendekati nol. Tegangan dan arus akan dikonversi melalui TEC-SP1848 SA 27145. Data yang didapatkan dari hasil pembakaran akan digunakan sebagai perhitungan untuk mengetahui energi listrik yang dihasilkan, efisiensi penyimpanan, efisiensi konversi, dan efisiensi total. Dari hasil perhitungan, heat storage dengan fraksi massa larutan garam CaCl2 6 % memiliki nilai yang paling tinggi yakni energi listrik sebesar 6,19 Kj, dengan efisiensi penyimpanan terbesar yakni 28 %, efisiensi konversi sebesar 0,235 %, dan juga efisiensi total sebesar 6,536 %. Dari hasil tersebut dapat dinyatakan bahwa CaCl2 dapat dijadikan sebagai campuran dengan air dan etilen glikol sebagai media penyimpan panas

Pemanfaatan Residual Oil Spent Bleaching Earth sebagai Biodiesel Menggunakan Microwave

Pada tahun 2022 produksi minyak sawit mentah (crude palm oil) di Indonesia mencapai 47,73 juta ton. Pada industri minyak sawit terdapat proses pemurnian minyak dengan menggunakan bleaching earth. Spent bleaching earth merupakan hasil akhir dari proses pemurnian CPO yang mengandung kadar minyak tinggi, sekitar 20-30% yang apabila dibuang ke lingkungan akan menyebabkan pencemaran tanah. Terdapat beberapa metode untuk menurunkan kadar minyak SBE salah satunya metode ekstraksi pelarut. Hasil dari ekstrasi SBE yaitu residual oil SBE yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan massa SBE dan pelarut, serta suhu yang optimal dalam mengekstrak residual oil SBE dan mengetahui potensi residual oil SBE dijadikan sebagai biodiesel dengan penggunnaan microwave. Ekstraski residual oil dilakukan pada variasi perbandingan massa SBE dan pelarut 1:2, 1:4, dan 1:6 pada varisi suhu 26, 40, dan 50°C. Residual oil yang telah di pretreatment dilakukan reaksi transesterifikasi dengan metanol 15% dan KOH 1% selama 10 menit pada suhu 60C menggunakan microwave. Hasil ekstraksi yang paling optimal ada pada perbandingan 1:4 pada suhu ruang dengan yield 19,12% dan percentage oil extraction (POE) 79,68%. Residual oil SBE berpotensi untuk dijadikan biodiesel dan didapatkan rendemen 33,53% dan konversi 45,28% dengan kadar FAME 92,97%

Pengaruh Addtive KOH terhadap Kinerja Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC).

Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC) merupakan salah satu jenis fuel cell yang menggunakan etanol sebagai bahan bakarnya. Salah satu komponen utamanya adalah Membrane Electrode Assembly (MEA) yang berfungsi sebagai penghantar ion dan mencegah kontak langsung antara oksidator dan bahan bakar. Namun dalam penggunaannya hingga saat ini, MEA yang banyak digunakan memiliki kandungan OH- yang rendah sehingga hal tersebut menyebabkan penurunan kinerja dari sistem DEFC. Oleh karena itu, diperlukan adanya penambahan basa untuk menjaga pH agar berada pada kadar yang optimal.Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengetahui pengaruh additive KOH terhadap kinerja sistem Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC) dan (2) menentukan konsentrasi KOH yang dapat menghasilkan kinerja paling optimal berdasarkan tegangan sel dan densitas arus pada Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC).Metode uji yang dilakukan yaitu uji kinerja DEFC untuk mengetahui pengaruh penambahan additive KOH terhadap tegangan dan densitas arus dengan output yang dihasilkan berupa kurva hubungan arus dengan tegangan sel dan kurva polarisasi. Variabel KOH yang digunakan yaitu 0.924 M, 1.46 M, 1.94 M, 2.47 M, dan 2.94 M serta menggunakan etanol 10% v/v sebagai elektrolit.Hasil penelitian ini menunjukkan dengan adanya penambahan additive KOH pada sistem DEFC dapat berpengaruh terhadap kinerja sistem. Sistem DEFC yang telah ditambahkan KOH mampu mencapai arus, tegangan, dan lifetime maksimum yaitu sebesar 113,9 mV, 14,94 mA, dan 44 menit pada konsentrasi 2.94 M. Performa yang unggul dari sistem DEFC utamanya disebabkan oleh adanya peningkatan kinetika reaksi pada EOR dan ORR yang terjadi secara optimal pada 1.46 M. Pencapaian tersebut terjadi karena minimnya resistansi internal dan kemampuan untuk menjaga stabilitas transpor massa etanol yang terjadi

Studi Laju Reaksi dan Energi Aktivasi pada Transesterifikasi Biodiesel dari Minyak Jelantah dengan Bantuan Gelombang Mikro Menggunakan Katalis KOH

Biodiesel atau nama lain Fatty Acid Metil Ester (FAME) merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang berasal dari minyak nabati maupun minyak hewani yang sangat berpotensial untuk dapat menggantikan solar sebagai bahan bakar karena memiliki karakteristik yang hampir serupa. Energi aktivasi merupakan energi minimum pada setiap reaksi yang harus dimiliki oleh molekul untuk menjadikan suatu tumbukan efektif. Laju reaksi transesterifikasi merupakan variabel yang menyatakan perubahan konsentrasi trigliserida dalam satuan waktu. Laju reaksi dapat digunakan untuk merancang kondisi proses yang optimal pada reaktor dan kemudian meningkatkan ke skala yang lebih besar. Pada penelitian ini mempelajari tentang laju reaksi dan energi aktivasi reaksi transesterifikasi dengan menggunakan katalis homogen KOH dengan konsentrasi katalis 1% dan 2% dari berat minyak. Reaksi transesterifikasi dilakukan dengan menggunakan gelombang mikro pada suhu 60oC selama 2, 3, 4, 5, dan 6 menit dan percobaan pada 65oC dilakukan pada konversi tertinggi di 60oC. Perbandingan trigliserida dan metanol dibuat berlebih yaitu 1:8, untuk menggeser kesetimbangan ke arah produk. Biodiesel yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi dengan pengujian densitas, viskositas, angka asam dan gas chromatography (GC) untuk mengetahui kadar FAME. Hasil penelitian menunjukkan persamaan laju reaksi merupakan orde satu dengan persamaan laju yang didapatkan adalah -rtrigliserida = 0,0967 Ctrigliserida dengan konervsi tertinggi yang dihasilkan pada variabel 2 menit katalis 1% sebesar 96,39% dengan kadar FAME 99,76%. Sedangkan untuk hasil perhitungan energi aktivasi diperoleh nilai sebesar 2,277kJ/mol