Senin, 19 Juni 2017
MAKALAH PETRO DAN OLEOKIMIA
“METIL ESTER”
OLEH
:
KELOMPOK 2
FITRIANI (1407110030)
FUTHANUL WEWE (1407114583)
LENI TRIANI (1407112363)
MAGGIE DARLENE L (1407113363)
M. ADRIAN TANJUNG
(1407114621)
TANTRI WILINDA J (1407120358)
TENGKU URAI ANI (1407123109)
PROGRAM
STUDI TEKNIK KIMIA S1
FAKULTAS
TEKNIK
UNIVERSITAS
RIAU
PEKANBARU
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga makalah yang berjudul “Metil Ester” ini dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini penyusun
mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing mata kuliah Pengantar Industri
Petrokimia dan Oleokimia yang mana telah banyak
memberikan arahan sehingga makalah ini dapat diselesaikan dengan baik,
demikian juga kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian makalah ini.
Penyusun menyadari dalam
menulis makalah ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi
perbaikan penulisan makalah ini.
Pekanbaru, 06 Oktober 2016
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman
COVER ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR..................................................................................... ii
DAFTAR ISI.................................................................................................... iii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang.......................................................................... 4
1.2. Tujuan....................................................................................... 4
BAB II. ISI
2.1. Metil Ester ................................................................................ 5
2.2. Bahan Baku Pembuatan Metil Ester......................................... 5
2.2.1. Sumber
Minyak Nabati ..................................................... 5
2.2.2. Alkohol ............................................................................. 6
2.3. Reaksi Pembuatan Ester............................................................ 7
2.3.1. Reaksi
Esterifikasi ............................................................ 7
2.3.2. Reaksi
Trans Esterifikasi ................................................... 7
2.4. Proses Pembuatan Biodiesel Komersial ................................... 9
2.5. Syarat Mutu Biodiesel ............................................................. 11
BAB III. PENUTUP
3.1. Kesimpulan................................................................................ 13
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 14
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Biodiesel
merupakan senyawa mono alkil ester dari asam lemak rantai panjang yang
diturunkan dari sumber lipida yang dapat diperbaharui. Metil
ester merupakan ester asam lemak yang dibuat melalui proses esterifikasi dari
asam lemak dengan metanol. Metil
ester juga merupakan bahan baku dalam pembuatan biodiesel atau emollen dalam
produk kosmetika, sedangkan gliserol dapat digunakan sebagai bahan baku dalam
berbagai aplikasi industri seperti kosmetika, sabun, dan farmasi.
Senyawa metil ester dapat digunakan sebagai zat tambahan
pada suatu formulasi kosmetika, salah satu contohnya yaitu caprylic atau caprylic
triglyceride yang telah digunakan dalam formulasi kosmetika sebagai
emolien. Oleh karena itu, tidak menutup kemungkinan bahwa senyawa metil ester
lainnya juga dapat digunakan sebagai zat tambahan, baik sebagai emolien maupun
fungsi lainnya.
Pembuatan metil ester ada
esterefikasi dan transesterifikasi.
Namun, yang sering digunakan untuk pembuatan metil ester adalah
transesterifikasi yang merupakan reaksi antara trigliserida (lemak atau minyak)
dengan metanol untuk menghasilkan metil ester dan gliserol. Metil ester
dapat diperoleh dari hasil pengolahan bermacam-macam minyak nabati,
misalnya di Jerman diperoleh dari minyak rapeseed , di Prancis
dan Itali diperoleh dari minyak biji bunga matahari, dan di Indonesia diperoleh
dari minyak kelapa sawit, minyak jarak pagar,
minyak kelapa, dan minyak kedelai. selain minyak-minyak tersebut, minyak
safflower , minyak linsees, dan minyak zaitun juga dapat
digunakan dalam pembuatan senyawa metil ester.
1.2
Tujuan
1. Untuk
dapat menambah pengetahuan tentang metil
ester
2. Untuk
dapat mengetahui proses pembuatan metil ester
BAB II
ISI
2.1 Metil Ester
Metil ester
merupakan ester asam lemak yang dibuat melalui proses esterifikasi dari asam
lemak dengan methanol. Metil ester juga merupakan bahan baku dalam pembuatan
biodiesel atau emollen dalam produk kosmetika, sedangkan gliserol dapat
digunakan sebagai bahan baku dalam berbagai aplikasi industri seperti
kosmetika, sabun, dan farmasi. Gliserol yang diperoleh sebagai hasil samping
pengolahan minyak nabati ini bukanlah gliserol murni, melainkan gliserol mentah
(crude glycerol), biasanya memiliki kemurnian kira-kira 95%. Metil ester dapat
diperoleh dari hasil pengolahan bermacam-macam minyak nabati, misalnya di
Jerman diperoleh dari minyak rapeseed , di Prancis dan Itali
diperoleh dari minyak biji bunga matahari, dan di Indonesia diperoleh dari
minyak kelapa sawit, minyak jarak pagar,
minyak kelapa, dan minyak kedelai. selain minyak-minyak tersebut, minyak
safflower , minyak linsees, dan minyak zaitun juga dapat
digunakan dalam pembuatan senyawa metil ester.
2.2 Bahan baku pembuatan Metil Ester
2.2.1
Sumber Miyak Nabati
Ada banyak tanaman yang dapat menghasilkan
minyak nabati. Di antara tanaman-Tanaman tersebut, ditampilkan pada tabel di
bawah ini.
Tabel 1. Sumber Minyak Nabati
2.2.2
Alkohol
Dalam ilmu
kimia, definisi alkohol jika ditinjau dari struktur molekulnya adalah senyawa
organik yang mengandung gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon dari
suatu alkil.Rumus molekul alkohol nonsiklik adalah CnH2n+1OH. Gugus fungsional
alkohol ditampilkan pada gambar di bawah ini :
Gambar 1. Gugus Fungsional Alkohol
Secara
struktur molekul, alkohol dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu alkohol
primer, alkohol sekunder, dan alkohol tersier. Pembagian ini didasarkan atas
jumlah atom karbon yang terikat pada gugus C-OH. Perbedaan ketiga jenis alkohol
ditampilkan pada tabel di bawah ini :
Tabel 2. Jenis Alkohol
Gugus
hidroksil yang dimiliki alkohol menyebabkan alkohol membentuk ikatan hidrogen
antar molekulnya. Hal ini menyebabkan titikdidih alkohol lebih tinggi
dibandingkan dengan alkil halida dan eter, yang berat molekulnya relatif sama.
Pada alkohol berbobot molekul rendah, ikatan hidrogen menyebabkan alkohol larut
dalam air, sedangkan alkohol berbobot molekul tinggi (atom karbon lebih dari
lima) tidak larut dalam air karena dominasi rantai hidrokarbon. Sifat fisik
beberapa alcohol ditampilkan pada tabel di bawah ini
Tabel 3. Sifat Fisik Alkohol
2.3 Reaksi
Pembuatan Metil Ester
2.3.1
Esterifikasi
Esterifikasi merupakan salah satu
cara mensistesis ester alkil asam lemak. Definisi esterifikasi secara ilmiah
adalah reaksi pembentukan ester dari asam karboksilat dengan alkohol
(Fessenden, 1990). Dalam pembuatan biodiesel, asam karboksilat terkandung dalam
minyak lemak Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Reaksi ini merupakan reaksi
kesetimbangan endoterm,sehingga diperlukan pemanasan untuk mempercepat reaksi
ini. Pada kondisi normal, reaksi ini berjalan lambat karena itu diperlukan
katalis. Katalis yang cocok digunakan adalah katalis yang bersifat asam kuat,
seperti asam sulfat, asam sulfonat organik dan resin penukar kation asam kuat.
Hal ini disebabkan reaksi berjalan dalam kondisi asam.
2.3.2
Transesterifikasi
Transesterifikasi
merupakan reaksi trigliserida dengan alkohol untuk menghasilkan alkil ester
asam lemak dan gliserol sebagai produk samping. Reaksi ini juga sering disebut
alkoholisis. Secara umum, persamaan reaksi yang terjadi adalah :
Reaksi di atas merupakan reaksi
transesterifikasi trigliserida dengan metanol, atau juga sering disebut reaksi
metanolisis. Untuk mempercepat reaksi, biasanya digunakan katalis. Pada umumnya
katalis yang digunakan adalahkatalis basa, seperti NaOH dan KOHSecara
mikroskopis, reaksi transesterifikasi sebenarnya berlangsung dalam tiga tahap
dan melibatkan monogliserida dan trigliserida sebagai senyawa intermediet.
Ketiga tahap reaksi tersebut adalah
R1, R2,dan
R3merupakan tiga gugus yang dimiliki oleh trigliserida, sedangkan R merupakan
gugus yang dimiliki oleh alkohol. Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi
kesetimbangan dan bersifat eksoterm. Ada beberapa hal yang bisa dilakukan untuk
meningkatkanperolehan produk, seperti :
1.Meningkatkan jumlah alkohol yang
dimasukkan ke dalam reaktor
2.Segera memisahkan gliserol yang
terbentuk
3.Menurunkan temperatur reaksi
Hal lain
yang perlu diperhatikan adalah kandungan air dan asam lemak bebas dalam minyak
nabati sebagai sumber trigliserida. Keberadaan asam lemak yang besar akan
menghambat kerja katalis, sedangkan keberadaan air akan mengakibatkan adanya
reaksi penyabunan. Selain itu, perlu dilakukan analisis untuk menentukan
temperatur reaksi optimum, karena walaupun konversi meningkat jika temperatur
diturunkan, namun laju reaksi akan semakin lambat seiring dengan penurunan temperatur.
2.4
Proses
Pembuatan Biodiesel Komersial
2.4.1 Lurgi
Lurgi
merupakan perusahaan teknik dan konstruksi yang bergerak di bidang pengembangan
energi alternatif. Dalam proses Lurgi,produksi biodiesel dapat menggunakan
bahan mentah apapun (minyak tumbuhan, minyak biji-bijian, limbah lemak hewan,
bahkan daur ulang sisa minyak masak). Proses Lurgi ini terdiri dari dua tahap,
yaitu esterifikasi dan tahap transesterifikasi, yang berlangsung secara
kontinu.
Minyak
mentah dengan kadar asam lemak bebas cukup tinggi diesterifikasi terlebih
dahulu untuk mengkonversi asam lemak bebas menjadi trigliserida. Setelah
terkonversi menjadi trigliserida, minyak mentah ini dimasukkan dalam reaktor
transesterifikasi yang akan mengkonversi trigliserida menjadi metil ester.
Tahap transesterifikasi pada proses Lurgi ini dilakukan dengan 2 tahap dalam 2
reaktor terpisah. Setiap reaktor terdiri dari bagian berpengaduk dan bak
penampunganyang berfungsi sebagai decanter.
.
Gambar 2. Proses
Pembuatan Biodiesel (Lurgi)
Minyak
mentah akan dimasukkan bersamaan ke dalam reaktor pertama dengan sebagian besar
jumlah metanol dan katalis total yang digunakan, sedangkan sisa metanol dan
katalis akan dimasukkan pada reaktor kedua. Sisa metanol setelah reaksi akan
dipisahkan dari gliserol yang terbentuk dan direcovery agar dapat dipakai
ulang. Pada tahap akhir proses ini dilakukan pencucian dengan tujuan pemurnian
biodiesel.
24.2 MPOB
MPOB
(Malaysian Palm Oil Board) adalah suatu badan riset pemanfaatan kelapa sawit
Malaysia dan pengembang teknologi proses produksi biodiesel. Proses ini
memproduksi metil ester melalui tahap esterifikasi dan transesterifikasi
metanol dan trigliserida dengan natrium hidroksida (NaOH) sebagai katalis.
Pada tahap
esterifikasi, minyak mentah direaksikan dengan metanol berlebih (perbandingan
molar metanol : minyak mentah = 6:1) dan katalis asam yang berupa padatan.
Reaksi dilakukan dalam reaktor unggun tetap (fixed bed reactor) dengan kondisi
reaksi, yaitu temperatur 80oC dan tekanan 3 kg/cm2.
Reaksi berlangsung selama ±30 menit dengan konversi asam lemak bebas >95%.
Esterifikasi menghasilkan produk berupa metil ester dan air. Metil ester dan
gliserida yang belum bereaksi kemudian dimasukkan ke dalam reaktor
transesterifikasi, sementara air yang terbentuk dipisahkan agar tidak terjadi
reaksi saponifikasi. Metanol yang belum bereaksi direcovery dan didaur ulang ke
dalam proses esterifikasi.
Tahap
transesterifikasi ini terdiri dari 2 tahap dengan total 2 reaktor berpengaduk
yang tersusun seri. Kondisi reaksi pada reaktor pertama adalah temperatur 70oC
dan tekanan 1 kg/cm2. Transesterifikasi tahap pertama ini
menggunakan katalis basa dengan jumlah 0.35%-berat umpan dan metanol. Konversi
>80%dicapai dalam waktu sekitar 30 menit. Produk samping yang berupa
gliserol dipisahkan darimetil ester sebelum dimasukkan kedalam reaktor ke-2.
Pada reaktor ke-2 ini ditambahkan katalis 7.2%-berat metanol. Tahap 2 ini
bertujuan untuk menyelesaikan reaksi yaitu agar konversi trigliserida >98%.
Metil ester yang terbentuk dicuci dengan air panas dan dikeringkan secara
vakum. Diagram proses produksi biodiesel MPBO ditampilkan pada gambar berikut
ini.
Gambar 3. Proses
Pembuatan Biodiesel (MPOB)
2.5
Syarat Mutu
Biodiesel
Sebuah
produk dapat dinyatakan layak digunakan apabila produk tersebut memenuhi
spesifikasi dan standar mutu yang berlaku di daerah pemasaran. Indonesia
sebagai daerah tujuan pemasaran biodiesel telah memiliki standar mutu
biodiesel, yang tercantum dalam SNI-04-7182-2006. Syarat mutu tersebut
diterbitkan dan disahkan oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN). Standar
biodiesel menurut SNI-04-7182-2006 tercantum dalam tabel berikut :
Tabel 4. Syarat Mutu Biodiesel
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Metil ester merupakan ester asam
lemak yang dibuat melalui proses esterifikasi dari asam lemak dengan methanol.
Metil ester juga merupakan bahan baku dalam pembuatan biodiesel atau emollen
dalam produk kosmetika, sedangkan gliserol dapat digunakan sebagai bahan baku
dalam berbagai aplikasi industri seperti kosmetika, sabun, dan farmasi.
Ada beberapa proses dalam pembuatan metil ester
yaitu:
1.
Reaksi
Esterifikasi
Esterifikasi
merupakan reaksi antara asam dengan alcohol dengan bantuan katalis berupa asam (biasanya
asam sulfur).
2.
Reaksi Transesterifikasi
Proses Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan
trigliserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan alcohol rantai pendek
seperti methanol atau ethanol (pada saat ini sebagian besar produksi biodiesel
menggunakan methanol) menghasilkan metil ester asam lemak (Fatty acids Methyl
Esters) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk samping.
DAFTAR PUSTAKA
Hui, Y.H. 1996. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products.
Volume 5. A Wiley-Interscience Publication. New York.
O’Brien, Ricard D. 1998. Fats and Oils. Technomic
Publishing Company Inc. Switzeland.
Tambun, Rondang. 2006. Buku Ajar Teknologi Oleo Kimia.
Universitas Sumatera Utara. Medan.
