## AKTA KIMIA INDONESIA

## Sintesis Biodiesel dari Minyak Jelantah Menggunakan Katalis NaOH dengan Variasi Waktu Reaksi Transesterifikasi dan Uji Performanya dengan Mesin Diesel
Sakinah Himav Rezeika 1 , Ita Ulfin 2 and Yatim Lailun Ni’mah 3 *
1, 2, 3 Department of Chemistry, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia
*Corresponding author : yatimnikmah@gmail

## Abstrak
Biodiesel  telah  berhasil  disintesis  dari  minyak  jelantah  yang  diperoleh  dari  hasil  penggorengan  ayam. Sintesis biodiesel dilakukan dengan katalis NaOH dengan metode reflux pada suhu 65 °C, dengan perbandingan mol asam oleat:  metanol  = 1:2,  dan massa katalis 0.5% terhadap massa minyak jelantah. Variasi waktu reaksi yang  digunakan  yaitu  30,  60  dan  90  menit.  Densitas,  viskositas,  titik  nyala,  dan  bilangan  asam  biodiesel  yang diperoleh  telah  sesuai  dengan  SNI  04-7128-2015.  Hasil  GC-MS  biodiesel  menunjukan  kandungan  metil  ester sebesar 99.5% dengan kelimpahan paling besar adalah metil oleat sebesar 56808%. Nilai kalor pembakaran dari solar dex, biodiesel 100%, dan biodiesel 10%  secara berturut-turut yaitu 10.710; 9.494; dan 10.822 kal/g. Uji performa pada mesin diesel ditentukan berdasarkan nilai Brake Horse Power (BHP) dari bahan bakar solar dex, biodiesel 100%, dan biodiesel 10% pada putaran 2000 rpm dan beban generator 1000 watt secara berturut-turut yaitu 1263.068; 1257.100; dan 1260.370 watt. Nilai efisiensi thermis dari bahan bakar solar dex, biodiesel 100%, dan biodiesel 10% pada putaran 2000 rpm dan beban generator 1000 watt secara berturut-turut yaitu 17.95%, 18.94%,  dan  18.14%.  Hasil  uji  nilai  kalor  pembakaran  dan  performa  BHP  menunjukkan  bahwa  Biodiesel  dari minyak jelantah mempunyai nilai kalor dan BHP yang sama dengan solar dex.
Kata kunci : Biodiesel, minyak jelantah, katalis basa, transesterifikasi, BHP, efisiensi.

## Abstract
Biodiesel was  synthesized from  chicken waste cooking oil.  Synthesis of biodiesel was  performed with NaOH catalyst using reflux method at 65 ° C, 1: 2 of oleic acid: methanol ratio, and 0.5 wt% catalyst based on oil weight. The variations of time are 30, 60, and 90 minutes. Biodiesel was characterized by its physical properties including density, viscosity, flash point, acid number, and heating value. Highest yield of biodiesel at 60 minute was 93.92%,. Density, viscosity, and acid value of biodiesel  decrease when reaction time was increased. The GC- MS  analysis  result  showed  that  content  of  methyl  ester  was  99.5%,  which  the  highest  content  is  methyl  oleic 56.808  %.  The  heating  value  of  solar  dex,  biodesel  100%,  and  biodiesel  10%  was  10.710  kal/g,  9.494  kal/g, 10.822  kal/g  respectively.  For  performance  tests  on  diesel  engines  at  2000  rpm  and  load  generator  until  1000 watt, the value of Brake Horse Power (BHP) from solar dex, biodiesel 100%, and biodiesel 10% was 1263.068 watt,  1257.100  watt,  and  1260.370  watt  respectively  and  value  of  efficiency  of  diesel  fuel,  100%  biodiesel  and 10% biodiesel was 17.95%, 18.94% and 18.14% respectively.
Keywords : Base catalyst, Biodiesel, BHP, Efficiency, Waste cooking oil, Transesterification.
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189

## I. Pendahuluan
Sebagian  besar  kebutuhan  energi  dunia dipasok  melalui  sumber  minyak  bumi, batubara  dan  gas  alam.  Kebutuhan  energi yang  meningkat  tidak  sebanding  dengan ketersedian  sumber  energi  tersebut  yang semakin  berkurang  [1].  Beberapa  negara mulai mengembangkan energi nuklir, hidrogen, angin, dan yang saat ini berkembang adalah biodiesel. Produksi biodiesel sedang dikembangkan karena pembuatannya  mudah,  murah  dan  terbarukan [2].
Penggunaan bahan baku yang melimpah  dan  murah  merupakan  upaya dalam  menekan  biaya  produksi  biodiesel. Minyak jelantah merupakan salah satu  bahan baku biodiesel yang melimpah karena minyak jelantah  merupakan  limbah  yang  setiap  hari dihasilkan  oleh  warung  dan  restorandan menyebabkan  masalah  lingkungan  terutama pencemaran  air  [3].  Minyak  jelantah  yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  minyak jelantah hasil penggorengan dari ayam goreng. Konsumsi  ayam  goreng  di  Indonesia  relatif besar  dikarenakan  enak,  murah  dan  mudah didapatkan  [4]  sejalan  dengan  meningkatnya restoran  ayam  di  Indonesia  [5],  sehingga minyak  jelantah  yang  dihasilkan  dari  hasil penggorengan  dari  ayam  goreng  juga  besar. Minyak jelantah yang digunakan untuk bahan baku biodiesel melalui reaksi transesterifikasi memiliki  syarat  yaitu  kadar  air  yang  kurang dari  0.5%  dan  mempunyai  bilangan  FFA (Free  Fatty  Acid) sebesar 1%  agar  tidak terjadi  proses  penyabunan  pada  pembuatan biodiesel [6].
Biodiesel  adalah  alkil  ester  dari  asam yang  memiliki  rantai  yang  panjang  melalui reaksi  transesterifikasi  minyak  nabati  atau
reaksi  esterifikasi  asam  lemak  bebas  dengan alkohol  [7].  Metanol  adalah  jenis  alkohol yang sering digunakan karena harganya  yang murah  dan  memiliki  rantai  alkohol  yang pendek  sehingga  memudahkan  terbentuknya biodiesel  [8].  Proses  pembentukan  biodiesel melalui  reaksi  transesterifikasi  lebih  baik digunakan  karena  kecepatan  reaksi  yang tinggi,  suhu  yang  rendah,  dan  membutuhkan waktu yang tidak lama [9]. Reaksi transesterifikasi pembentukan biodiesel bergantung pada suhu reaksi, waktu, kecepatan  pengadukan,  jumlah  katalis,  dan perbandingan mol minyak: metanol [7].
Biodiesel dihasilkan dari proses transesterifikasi  yang  dibantu  dengan  katalis basa  homogen  seperti  NaOH  dan  KOH. Penggunaan  katalis  homogen  memudahkan terjadinya reaksi transesterifikasi [10]. Penggunaan  katalis  basa  kuat  yang  terlarut dalam metanol dapat membentuk persen hasil alkil  ester  90-95%.  Kinerja  katalis  NaOH lebih baik dibandingkan alkali basa yang lain karena  kekuatan  kebasaannya  yang  sangat tinggi [11]. Berdasarkan penelitian Filho dkk. pada tahun 2014 [12], produksi biodiesel dari minyak  jelantah  menghasilkan  87%  dengan katalis  NaOH,  sedangkan  Phan  dan  Phan (2008)  menghasilkan  50%  biodiesel  dengan katalis  KOH.  Selain  itu,  Fadhil  dan  Bakir pada tahun 2011 [14], produksi biodiesel dari minyak  jelantah  hasil  penggorengan  dari ayam  goreng  menghasilkan  biodiesel  sebesar 50% dengan katalis KOH.
Pada  penelitian-penelitian  yang  lebih dulu,  berbagai  jenis  katalis  telah  digunakan pada proses transesterifikasi untuk menghasilkan biodiesel. Namun untuk mendapatkan  produk  biodiesel  yang  tinggi dan  performa  yang  menyerupai  solar  dex
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
belum dilakukan, sehingga pada penelitian ini dilakukan variasi waktu
reaksi transesterifikasi  terhadap  hasil  biodiesel  dan diuji  performanya  sesuai  dengan  SNI  04- 7182-2015  dan  dibandingkan  dengan  solar dex  pada  mesin  diesel.  Penelitian  ini bertujuan untuk membuat biodiesel
menggunakan minyak jelantah hasil penggorengan  dari  ayam  goreng  dengan variasi waktu. Katalis yang digunakan adalah NaOH  0.5%  dari  massa  minyak,  suhu  reaksi 65 ,  kecepatan  pengadukan  600  rpm,  dan perbandingan  mol  asam  oleat:metanol  yaitu 1:2.  Hasil  biodiesel  ini  dianalisa  sifat  fisik antara  lain  densitas,  titik  nyala,  viskositas, dan bilangan asam. Biodiesel yang dihasilkan selanjutnya dikarakterisasi dengan
Kromatografi  Gas  untuk  mengetahui  kadar metil  ester  yang  terkandung  dalam  biodesel tersebut. Biodiesel tersebut kemudian dicampur  ke  dalam  solar  dex.  Bahan  bakar solar dex, biodiesel 100%, campuran biodiesel 10% dalam solar dex dianalisa sifat fisik  dan  performanya  pada  mesin  diesel. Analisa  perfomansi  pada  mesin  diesel  yang dianalisis  adalah  nilai Brake  Horse  Power (BHP) dan Efisiensi Thermal.

## II. Percobaan
2.1 Alat dan Bahan
Penelitian  ini  menggunakan  bahan berupa  padatan  Natrium  hidroksida  (NaOH) 99%  (MERCK),  minyak  jelantah  yang diperoleh  dari  outlet  ayam  goreng  BFC daerah  Keputih  Sukolilo  Surabaya,  metanol 99% extra  pure (Fulltime),  dan  padatan Natrium  sulfat  (Na 2 SO 4 ,  (MERCK).  Alat yang  digunakan  untuk  karakterisasi  hasil biodiesel  adalah  GCMS  tipe  merk  Agilent Technologies 7890A GC-5975C MS
(Laboratorium  Forensik  Jawa  Timur),  Mesin Diesel yang diguankan adalah mesin generator  set  merk  Yanmar  4  Step  tipe TF55R    (Laboratorium  Mesin,  D3  Teknik Mesin  ITS),  evaporator,  viskometer Oswald , piknometer 25 mL, dan termometer.
2.2 Metode Penelitian
i. Perlakuan Minyak Jelantah
Minyak  jelantah  yang  didapat  dari outlet  ayam  goreng  BFC  disaring  dengan kertas  saring  untuk  memisahkan  minyak jelantah  dari  endapan.  Minyak  jelantah kemudian  dianalisa  kadar  FFA  dengan  cara titrasi dengan NaOH yang telah distandarisasi. Kadar  asam  lemak  bebas  (FFA)  yang terkandung  dalam  minyak  jelantah  dapat dihitung dengan persamaan 1.
(1)

## ii. Pembuatan Larutan Metoksi
Minyak Jelantah sebanyak 0.23 g (0,5% dari  massa  minyak  jelantah)  dilarutkan  ke dalam larutan metanol 10.24 g (perbandingan mol  asam  oleat:  metanol  =  1:2)  dalam  labu leher  3.  Larutan  campuran  kemudian  diaduk dengan stirer pada kecepatan 400 rpm hingga padatan  NaOH  larut  dalam  metanol  sampai terbentuk larutan metoksi

## iii. Sintesis Biodiesel
Minyak  jelantah  sebanyak  50  mL (45,15  g)  dicampurkan  dengan  larutan metoksi dalam labu leher tiga, direfluks pada suhu  65 selama  60  menit  dan  diaduk dengan  stirer  dengan  kecepatan  800  rpm. Hasil  refluks  di  pindahkan  ke  corong  pisah. Bagian  atas  merupakan  biodiesel  sedangkan
bagian  bawah  merupakan  gliserol.  Dicuci hasil  biodiesel  dengan  air  hangat  sampai warna  air  tidak  keruh.  Ditambahkan  natrium sulfat  0.5  g  pada  biodiesel  yang  telah dipisahkan.  Diaduk  lalu  diamkan  5  menit. Disaring biodiesel dari padatan natrium sulfat. Biodiesel  tersebut  kemudian  di  evaporasi dengan  kecepatan  rotasi  150  rpm,  suhu evaporasi  95 ,  dan  waktu  evaporasi  3  jam, dan  dihitung  persen  hasil  biodiesel.  Sintesis biodiesel  dilakukan  dengan  variasi  waktu  30 dan 90 menit dan prosedur diulangi sebanyak 3 kali.

## iv. Penentuan Persen Hasil Biodiesel
Hasil  biodiesel  yang  terbentuk  dapat dihitung menggunakan persamaan 2.
%Hasil = massa  iodiesel yang diperoleh massa total minyak (2)
v. Analisis Sifat Fisik Biodiesel

## 1. Analisis Titik Nyala
Pengujian titik nyala dilakukan berdasarkan ASTM D93. Pengujian
dilakukan  dengan  cara  biodiesel  hasil sintesis  dituangkan  dalam  cawan  porselen yang  bersih  dan  kering.  Termometer digantung dengan ujung termometer tercelup  dalam  sampel  dan  tidak  menempel pada  dasar  cawan.  Pemanas  dinyalakan dengan  kenaikan  suhu  yang  konstan.  Uji dilakukan  dengan  menggunakan  lidi  yang dibakar kemudian dilewatkan pada permukaan sampel hingga muncul  api  yang membesar. Pembacaan suhu pada
termometer ketika terjadi percikan api  yang membesar
2. Analisis Densitas
Pengujian densitas dilakukan berdasarkan  SNI  04-7182-2015.  Pengujian dilakukan  menggunakan  piknometer  yang telah  bersih  dan  kering.  Piknometer  kosong ditimbang  dan  dicatat  hasilnya.  Biodiesel dipanaskan  hingga  suhu  40 .  Piknometer kosong  diisi  dengan  biodiesel  kemudian ditutup  hingga  meluap  dan  tidak  ada gelembung  udara.  Setelah  itu  piknometer yang  berisi  biodiesel  ditimbang  dan  dicatat hasilnya.  Densitas  biodiesel  dapat  dihitung menggunakan persamaan 3.
(3)

## 3. Analisis Viskositas
Pengujian viskositas dilakukan
berdasarkan  SNI  04-7182-2015.  Pengujian ini  dilakukan  menggunakan  alat  viskometer Oswalt.  Biodiesel  hasil  sintesis  dipanaskan hingga  40 kemudian  dimasukkan  ke dalam  tabung  viskometer  sampai  tanda batas.  Waktu  turunnya  biodiesel  dalam tabung  viskometer  sampai  garis  tertentu (tanda  batas)  dicatat.  Viskositas  biodiesel dihitung dengan menggunakan persamaan 4.
(4)

## 4. Analisis Bilangan Asam
Pengujian  bilangan  asam  berdasarkan pada SNI 04-7182-2015. Pengujian bilangan asam ini bertujuan untuk mengetahui jumlah asam  lemak  bebas  yang  terdapat  pada biodiesel  dan  ditentukan  dengan  metode titrasi  alkalimetri.  Biodiesel  sebanyak  5  g dicampur  dengan  13  mL  etanol  netral.
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
Larutan tersebut dipanaskan hingga biodiesel  larut  sempurna.    Setelah  itu, ditambahkan 2 tetes indikator PP.
Campuran  dititrasi  dengan  NaOH  0.1  N sampai  larutan  berwarna  merah  jambu  dan bertahan  selama  15  detik.  Larutan  standar
NaOH  yang  terpakai  dihitung  dan  dicatat hasilnya. Penetapan bilangan asam menggunakan persamaan 5.
Bilangan Asam = V NaOH mL N NaOH   Mr NaOH massa sampel  g (5)
5. Karakterisasi dengan GC-MS
Analisis  biodiesel  menggunakan  GC- MS  untuk  mengetahui  kadar  metil  ester yang  terdapat  dalam  biodiesel.  Analisisnya dilakukan di Lab Forensik Cabang Surabaya. Kondisi  pegoperasiannya  adalah  sebagai berikut :

## 1. Inlets
Jumlah Suntikan : 1 L
Suhu Pemanas : 250 2. Kolom
Jenis Kolom : Agilent HP5 MS Panjang Kolom : 60 cm
Aliran Helium : 20 mL / menit
3. Oven
Suhu Awal : 50 Hold Time : 5 menit pada 130 Suhu Akhir : 300 Rate : 20 /menit pada 50 -130 5 /menit pada 130 -260 2.5 /menit pada 260 -300 4. Detektor
Jenis Detektor : Mass Spectrometer
6. Analisis  Performa  Pada  Mesin  Diesel Menggunakan  Bahan  Bakar  Solar  Dex, Biodiesel 100%, Biodiesel 10%

## 7. Analisis Sifat Fisik
Bahan bakar dengan 3 jenis diata diuji viskositas,  densitas,  titik  nyala,  dan  nilai kalornya menggunakan bom kalorimeter.

## 8. Analisis Efisiensi
Analisis dilakukan pada lab mesin D3 teknik mesin ITS

## 9. Analisis Brake Horse Power (BHP)
Analisis  dilakukan  pada  Lab  mesin D3  Departemen  Teknik  Mesin  ITS.  Ada  3 bahan  bakar  campuran  yang  diuji,  variabel pembebanan  (watt)  di  set  dari  200  –  2000, Unjuk  kerja  bahan  bakar  terbaca  sebagai daya/unjuk kerja dari mesin generator set.

## III. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Penentuan Kadar FFA Minyak Jelantah
Penentuan kadar FFA bertujuan untuk mengetahui  kadar  asam  lemak  bebas  yang terdapat pada minyak jelantah hasil penggorengan ayam sehingga dapat ditentukan  kelayakan  minyak  jelantah tersebut  untuk  memproduksi  biodiesel. Metode ini menggunakan titrasi NaOH yang telah distandarisasi. Volume NaOH rata-rata yang digunakan untuk titrasi adalah 1.1 mL. Dari  data  tersebut  kemudian  dilakukan perhitungan kadar FFA dengan
menggunakan persamaan 1. Kadar FFA dari minyak  jelantah  adalah  0.5251%.  Kadar
FFA  masih  pada  rentang  0.5-1%  sehingga
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
pembuatan  biodiesel  dapat  melewati  reaksi transesterifikasi saja [15].

## a. Sintesis Biodiesel dari Minyak Jelantah
Sintesis biodiesel dari minyak jelantah diawali  dengan  preparasi  minyak  jelantah. Preparasi  minyak  jelantah  ini  diawali dengan penyaringan minyak  yang bertujuan untuk  memisahkan  minyak  dari  pengotor atau endapan.
Selanjutnya, minyak dipanaskan pada suhu 110°C untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat pada  minyak.  Kandungan  air  yang  tinggi dapat menyebabkan reaksi berubah menjadi saponifikasi, dimana menyebabkan pengurangan  metil  ester  yang  terbentuk, sulitnya  memisahkan  gliserol  dari  metil ester, kenaikan viskositas  dan pembentukan emulsi  [16,  17].  Tahap  selanjutnya  adalah pembuatan larutan metoksi.
Pembuatan larutan metoksi ini bertujuan  untuk  membentuk  ion  alkoksida sebagai nukleofilik untuk menyerang ikatan karbonil  yang  terdapat  pada  trigliserida  di minyak  [15].  Kemudian  dilanjutkan  dengan pembuatan  biodiesel  yaitu  minyak  jelantah dicampurkan  pada  larutan  metoksi  dalam
labu leher tiga (untuk memudahkan penambahan  reagen  yang  lain  saat  reaksi, dan  mengukur  suhu  campuran  didalam tabung)  dan  direfluks  pada  suhu  65  °C selama  variasi  waktu  yang  ditentukan  serta distirer  dengan  kecepatan  pengadukan  800 rpm. Temperatur dan kecepatan pengadukan yang  digunakan  pada  penelitian  ini  sama dengan penelitian sebelumnya.
Setelah proses refluks selesai, campuran  dipindahkan  ke  corong  pisah untuk  memisahkan  fasa  yang  terbentuk. Gambar  1.  merupakan  gambar  fasa  yang terpisah pada corong pisah. Lapisan pertama (fasa  atas)  merupakan  lapisan  metil  ester dimana  biodiesel  terbentuk  dan  lapisan kedua  (fasa  bawah)  merupakan  lapisan gliserol. Pembentukan lapisan ini disebabkan karena adanya perbedaan massa jenis dimana massa jenis biodiesel (850-890 kg/m 3 )  lebih  rendah  dibanding  massa  jenis gliserol  (1260  kg/m 3 ).  Setelah  dipisahkan dari  corong  pisah,  biodiesel  dicuci  dengan air  hangat  hingga  warna  air  tidak  keruh kembali.  Pencucian  dengan  air  hangat berfungsi  untuk  mencegah  presipitasi  metil ester jenuh dan pembentukan emulsi [18].
Gambar 1. Produk sintesis biodiesel (lapisan atas adalah metil ester/produk biodiesel dan lapisan bawah gliserol)
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
Biodiesel  kemudian  ditambahkan natrium  sulfat  (Na 2 SO 4 ).  Penambahan  ini bertujuan  untuk  menarik  sisa  air  yang masih  tersisa  pada  biodiesel  [19].  Setelah itu,  biodiesel  diuapkan  dengan  evaporator agar  didapatkan  biodiesel  yang  murni. Biodiesel  yang terbentuk berwarna  kuning jernih seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
b. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap

## Persen Hasil Biodiesel
Waktu  transesterifikasi  berpengaruh pada  kecepatan  reaksi  pembentukan  metil ester yang akan dihasilkan (Suryanto dkk . ,
2015).  Penelitian  sebelumnya  menyatakan bahwa  reaksi  pembentukan  biodiesel
menggunakan  metanol  dan  katalis  alkali membutuhkan waktu reaksi antara 1-4 jam (Tomasevic  and  Siler-Marinkovic,  2003). Pada  penelitian  ini,  variasi  waku  yang digunakan  adalah  30,  60  dan  90  menit. Pada  penelitian  ini  digunakan  variasi waktu  90  menit,  dengan  asumsi  akan didapatkan  produk  yang  lebih  besar,
karena penelitian sebelumnya menggunakan  waktu  60  menit  tanpa diketahui  optimasinya  (tidak  divariasikan waktunya).  Hasil  persen  hasil  terhadap pengaruh  waktu  ditunjukan  pada  Gambar 3.
Gambar 2. Minyak Jelantah (kiri) dan Biodiesel yang Terbentuk (kanan).
Gambar 3. Grafik Hubungan Waktu Terhadap Persen Hasil Biodiesel. 92.8 93 93.2 93.4 93.6 93.8 94 0 20 40 60 80 100 Pers en h asi l (% )
Waktu reaksi (menit)
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
Gambar  3.  menunjukan  bahwa
semakin cepat waktu reaksi maka
biodiesel yang dihasilkan semakin banyak. namun  terjadi  penurunan  pada  waktu  90 menit.  Hal  ini  disebabkan  karena  adanya reaksi balik ( reversible ) dari transesterifikasi yang menyebabkan terbentuknya sabun sehingga  waktu  reaksi yang  semakin  lama  tidak  menjamin  akan menghasilkan  produk  yang  lebih  banyak. Maka  penelitian  ini  memiliki  waktu optimum pembentukan biodiesel 60 menit. Berdasarkan penelitian persen hasil tertinggi diperoleh pada waktu
transesterifikasi  60  menit  yaitu  93.92%, yang  menghasilkan  prosesntase  nilai  lebih besar dari penelitian sebelumnya.
c. Hasil Analisis Sifat Fisik Biodiesel
1. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Densitas Biodiesel Densitas  merupakan  perbandingan jumlah massa suatu zat terhadap
volumenya  pada  suhu  tertentu.  Pada penelitian  ini,  densitas  biodiesel  dianalisis dari  variasi  waktu.  Hasil  analisis  densitas terhadap variasi waktu reaksi
pembentukan  biodiesel  ditunjukan  pada Gambar 4.
Gambar 4. menunjukan bahwa pertambahan  waktu  reaksi  menyebabkan densitas  semakin  bertambah,  namun  terjadi sedikit  penurunan  pada  waktu  90  menit. Densitas  dari  biodiesel  yang  dihasilkan berkisar 855-859 kg/m 3 . Hal ini sesuai dengan standar SNI untuk densitas dari biodiesel yang berkisar  850-890  kg/m 3 ,  sehingga  biodiesel dari  minyak  jelantah  ini  memenuhi  standar densitas biodiesel.
2. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Viskositas Biodiesel
Viskositas  pada  biodiesel  berdasarkan SNI  adalah  2.3-6  Cst.  Viskositas  yang  terlalu rendah  dapat  menyebabkan  kebocoran  pompa injeksi  bahan  bakar,  namun  jika  terlalu  tinggi menyebabkan injeksi bahan bakar terlalu cepat dan  menyulitkan  proses  pengabutan  bahan bakar.  Hasil  analisis  viskositas  pada  variasi waktu reaksi pembentukan biodiesel ditunjukan pada Gambar 5.
Berdasarkan  Gambar  5,  nilai  viskositas semakin  kecil  seiring  bertambahnya  waktu reaksi.  Nilai  viskositas  biodiesel  pada  semua variasi  waktu  yaitu  3.1623-3.0728  cSt.  Hasil viskositas  ini  sesuai  dengan  standar  SNI sehingga  biodiesel  ini  sesuai  dengan  standar SNI.
Gambar 4. Grafik Hubungan Waktu Reaksi terhadap Densitas Biodiesel
855 855.5 856 856.5 857 0 20 40 60 80 100 De n sita s (K g/m 3 ) Waktu reaksi (menit)
Gambar 5. Grafik Hubungan Viskositas terhdap Waktu Reaksi.

## Gambar 6. Grafik Hubungan Titik Nyala terhadap Waktu Reaksi
3. Pengaruh  Waktu  Reaksi  Terhadap  Titik Nyala Biodiesel
Titik nyala menyatakan suhu terendah dari suatu bahan untuk menghasilkan  percikan  api.  Titik  nyala yang  tinggi  lebih  dipilih  karena  bahan bakar  tidak  mudah  terbakar.  Titik  nyala api  menurut  standar  SNI  minimal  100 .
Hasil  analisis  titik  nyala  biodiesel  pada semua  variasi  waktu  ditunjukan  pada Gambar 6
Berdasarkan  Gambar  6,  terdapat kenaikan  titik  nyala  pada  waktu  30  menit menuju  60  menit.  Akan  tetapi  terjadi penurunan titik nyala pada waktu reaksi 90
menit.  titik  nyala  api  dari  biodiesel  pada semua  variasi  memiliki  rentang  122-138
.  Perbedaan  yang  terjadi  dalam  titik nyala api tersebut dapat dikarenakan masih adanya  pengotor  pada  biodiesel  seperti sisa  katalis  dan  gliserol.  Berdasarkan penelitian, titik nyala dari variasi waktu 60 menit  paling  tinggi  yaitu  138 yang memenuhi kriteria standar SNI.
4. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap

## Bilangan Asam Biodiesel
Bilangan  asam  menyatakan  jumlah asam  lemak  bebas  yang  terkandung  di dalam  biodiesel  yang  berpengaruh  pada sifat  korosi  terhadap  mesin  [22].  Semakin
3.06 3.08 3.1 3.12 3.14 3.16 3.18 0 20 40 60 80 100 vis ko sita s (K g/m 3 ) Waktu reaksi (menit) 124 126 128 130 132 134 136 138 140 0 20 40 60 80 100 Titik N yala ( °C) Waktu Reaksi (menit)
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
kecil  bilangan  asam  pada  biodiesel, semakin baik kualitas biodiesel.
Berdasarkan  standar  SNI,  bilangan  asam yang  diperbolehkan  maksimal  0.5  mg NaOH/g.  Hasil  analisis  bilangan  asam terhadap  biodiesel  dari  semua  variasi waktu ditunjukan pada Gambar 7.
Berdasarkan  Gambar  7,  semakin lama  waktu  reaksi  maka  semakin  rendah bilangan  asam  yang  terkandung  di  dalam biodiesel.  Bilangan  asam  dari  biodiesel tersebut  memiliki  nilai  0.117-0.130  mg NaOH/g yang sesuai dengan standar SNI.

## d. Hasil Karakterisasi GC-MS
Analisis  Hasil  Pengujian  Mesin Diesel  Menggunakan  Bahan  Bakar  Solar Dex, Hasil Sintesis Biodiesel dari  Minyak
Jelantah,  dan  Campuran  Biodiesel  10% dalam Solar Dex. Biodiesel yang digunakan  pada  tahapan  ini  adalah biodiesel  yang  didapatkan  dari  optimasi waktu  reaksi  esterifikasi  yaitu  60  menit, karena  merupakan  produk  yang  sudah dioptimasi.
Analisis  kromatografi  gas  dilakukan untuk  mengetahui  komposisi  metil  ester yang terkandung dalam biodiesel. Terdapat  32  puncak  kromatogram  yang terdeteksi  pada  kromatografi  gas  (Gambar
8). Metil ester yang teridentifikasi dibandingkan dengan standar dan
membandingkan data waktu retensi masing-masing  yang  dikonfirmasi  dengan analisis spektrometri massa.
Hasil karakterisasi
GC-MS menunjukan  terdapat  13  jenis  rantai  jenuh dan  9  jenis  metil  ester  rantai  tak  jenuh pada biodiesel  hasil sintesis menggunakan minyak  jelantah.  Kandungan  metil  ester pada  biodiesel  sebesar  99.50%.  Hal  ini sesuai  dengan  standar  SNI  untuk  kadar metil  ester  minimal  96.50%.  Kandungan metil  ester  terbanyak  pada  biodiesel  ini adalah  metil  oleat  yang  memiliki  kadar 56.33%.  Kandungan  metil  arakhidat  pada biodiesel dari minyak jelantah ini disebabkan  dari  asam  lemak  hewani (Suirta, 2009).
Gambar 7. Grafik Hubungan Bilangan Asam terhadap Waktu Reaksi
0.115 0.12 0.125 0.13 0.135 0 20 40 60 80 100 Bil an gan A sam (mg N aO H /g )
Waktu Reaksi (menit)
Gambar 8. Kromatogram dari Analisa Kromatografi Gas Biodiesel dari Minyak Jelantah dengan

## Katalis NaOH
e. Analisis  Hasil  Performa  Pada  Mesin Diesel Menggunakan Bahan Bakar Solar Dex, Biodiesel 100%, dan Biodiesel 10%
1. Sifat  Fisik  Bahan  Bakar  Solar  Dex, Biodiesel 100%, dan Biodiesel 10%
Analisis  performansi  dengan  mesin diesel  dilakukan  pada  bahan  bakar  solar dex,  biodiesel  yang  memiliki  yield tertinggi  tanpa  dicampur  solar  dex (biodiesel  100%),  dan  biodiesel  10%
dalam  solar  dex.  Analisis  ini  dilakukan untuk mengetahui nilai efisiensi dan Brake Horse  Power (BHP).  Tiga  jenis  bahan bakar tersebut dianalisis sifat fisik terlebih dahulu  yang  ditunjukan  pada  Tabel  1. Hasil  uji  sifat  fisik  menunjukkan  bahwa Biodiesel  hasil  sintesis  mempunyai  nilai kalor yang tidak jauh berbeda dengan nilai kalor dari Solar Dex.
Tabel 1. Sifat Fisik dari Bahan Bakar Solar Dex, Biodiesel 100%, Biodiesel 10%
Bahan bakar Viskositas (cSt) Densitas (kg/m 3 ) Titik Nyala ( ) Nilai Kalor (kal/g) Solar Dex 4.50 860.00 55.00 10710.89 Biodiesel 100% 3.10 856.63 138.00  9494.00 Biodiesel 10% 1.88 819.03 76.00 10882.00
2. Nilai  Efisiensi  Bahan  Bakar  Solar  Dex,
Biodiesel 100%, dan Biodiesel 10%
Nilai  efisiensi  dari  suatu  bahan  bakar berhubungan  dengan Low  Heat  Value (LHV) .
LHV  merupakan  banyaknya  kalor  yang dihasilkan pada proses pembakaran 1 kg bahan bakar  dan  sebagian  dimanfaatkan  untuk penguapan sehingga kandungan air pada bahan bakar  akan  habis  (Hasibuan,  2006).  Bahan bakar  yang  memiliki  efisiensi  yang  besar  jika nilai  LHV  kecil.  Hal  ini  berhubungan  dengan bahan  bakar  cepat  menguap  atau  tidak.  Hasil analisis  efisiensi  3  jenis  bahan  bakar ditunjukan Gambar 9.
Berdasarkan  Gambar  9,  nilai  efisiensi pada  setiap  bahan  bakar  mengalami  kenaikan setiap  beban  generator  dinaikan.  Efisiensi tertinggi  didapat  oleh  bahan  bakar  biodiesel 100% dalam solar dex sebesar 18.94% dengan beban  1000  watt,  sedangkan  nilai  efisiensi terendah  didapat  oleh  bahan  bakar  solar  dex sebesar 2.80% dengan beban 100 watt. Hal ini disebabkan nilai LHV dari biodiesel 39749.48 kj/kg, sedangkan nilai LHV dari solar dex dan biodiesel 10% yaitu 44844 kj/kg dan 45309.55 kj/kg.  Nilai  LHV  berbanding  terbalik  dengan efisiensi.

## Gambar 9. Perbandingan Efisiensi Bahan Bakar Solar Dex, Biodiesel 100%, dan Biodiesel 10% pada 2000 rpm
Gambar 1. Perbandingan Nilai Brake Horse Power (BHP) Bahan Bakar Solar Dex, Biodiesel 100%, dan Biodiesel 10% pada 2000 rpm
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 E fis ien si (SA tu an ) Beban generator (watt) Biodiesel 100% solar dex Biodiesel 10% 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Po w er (w att) Beban Generator (watt) Biodies el 100% Solar Dex Biodies el 10%
3. Nilai  Brake  Horse  Power  (BHP)  Bahan Bakar  Solar  Dex,  Biodiesel  100%,  dan Biodiesel 10%
Brake  Horse  Power  (BHP)  berkaitan dengan  nilai  efisiensi  thermis  bahan  bakar. Hasil  analisis  BHP  ditunjukan  pada  Gambar 104.12.  Berdasarkan  Gambar  10  nilai  BHP semakin  tinggi ketika  beban  generator dinaikkan.  Nilai  BHP  terbesar  pada  bahan bakar  solar  dex  sebesar  1263.07  watt  dengan beban  generator  1000  watt,  sedangkan  nilai BHP  terkecil  pada  bahan  bakar  biodiesel  100% sebesar  139.49  watt    dengan  beban  generator 100  watt.  Bahan  bakar  Solar  Pertamina merupakan  bahan  bakar  yang  stabil  bila pembebanan  dinaikkan  sebanding  dengan unjuk/daya kerja mesin diesel, sedangkan ke 2
bahan bakar campuran,
memberi kecenderungan  yang  mirip.  Penambahan beban  menyebabkan  daya  yang  dihasilkan menjadi  semakin  besar,  tetapi  putaran  motor tetap  dapat  mengatasi  beban  yang  semakin besar,  sehinggabahan  bakar  yang  diinjeksikan semakin  besar  pula,  akibatnya  bahan  bakar yang  terbakar  pada  ruang  bakar  menjadi  naik, dan  berubah  menjadi  energy  mekanik  yang besar.

## IV. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa biodiesel dari minyak jelantah telah berhasil disintesis dengan katalis NaOH
menggunakan  metode  refluks  pada  suhu 65 °C, perbandingan mol minyak:metanol = 1:2 dan massa katalis 0.5 % terhadap massa minyak  jelantah.  Biodiesel  hasil  penelitian telah sesuai dengan SNI 7128-2015 dibuktikan dengan nilai % hasil pada variasi waktu  30,  60  dan  90  menit  secara  berturut-
turut  yaitu  93.01,  93.92  dan  93.26%; densitas  secara  berturut-turut  yaitu  855.36, 856.63  dan  856.67  kg/m 3 ;  viskositas  secara berturut-turut  yaitu  3.834,  3.743  dan  3.724 Cst;  titik  nyala  secara  berturut-turut  yaitu 134,  138  dan  126  °C;  dan  bilangan  asam secara  berturut-turut  yaitu  0.1307,  0.1307 dan  0.1176  mg  NaOH/g.  Hasil  GC-MS biodiesel  menunjukan  kelimpahan  paling besar  adalah  metil  oleat  sebesar  56.808%. Nilai  kalor  pembakaran  dari  biodiesel adalah  9494  kal/g.  Nilai  kalor  pembakaran dari  solar  dex,  biodiesel  100%,  dan biodiesel  10%    secara  berturut-turut  yaitu 10710.89  ,  9494,  dan  10822  kal/g.  Nilai Brake Horse Power (BHP) dari bahan bakar solar dex, biodiesel 100%, dan biodiesel  10% pada putaran 2000 rpm dan beban generator 1000  watt  secara  berturut-turut  yaitu 1263.068,  1257.10,  dan  1260.37  watt;  nilai efisiensi thermis dari bahan bakar solar dex, biodiesel  100%,  dan  biodiesel  10%  pada putaran 2000 rpm dan beban generator 1000 watt  secara  berturut-turut  yaitu  17.95%, 18.94%,  dan  18.14%.  Waktu  terbaik  pada 60 menit dengan produk terbanyak.

## V. Ucapan Terimakasi
Ucapan terima kasih kepada Laboratorium  Instrumentasi  dan  Metode Analisis Kimia Departemen Kimia, Fakultas Ilmu  Alam,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember, Surabaya.

## Daftar Pustaka
[1] Meng,  X.,  Chen,  G.,  Wang,  Y.,  2008. Biodiesel production from waste cooking oil via  alkali  catalyst  and  its  engine  test.  Fuel
Sakinah Himav Rezeika, dkk. Akta Kimindo Vo. 3 (2), 2018, 175-189
Process. Technol. 89, 851–857. doi:10.1016/j.fuproc.2008.02.006
[2] Ramkumar,  S.,  Kirubakaran,  V.,  2016.
Biodiesel  from  vegetable  oil  as  alternate fuel  for  C.I  engine  and  feasibility  study  of thermal  cracking:  A  critical  review.  Energy
Convers. Manag. 118, 155–169. doi:10.1016/j.enconman.2016.03.071
[3] Glisic,  S.B.,  Orlović,  A.M.,  2014.  Review of  biodiesel  synthesis  from  waste  oil  under elevated  pressure  and  temperature:  Phase equilibrium,  reaction  kinetics,  process design  and  techno-economic  study.  Renew. Sustain. Energy Rev. 31, 708–725. doi:10.1016/j.rser.2013.12.003 [4] Winda,  A.,  2016.  Pola  Konsumsi  Daging Ayam Broiler Berdasarkan Tingkat Pengetahuan  Dan  Pendapatan  Kelompok Mahasiswa Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran. Stud. E-J. 5.
[5] Kusdianto,  Heri,  2016.  5  Franchise  Fried
Chicken Murah Terlaris [WWW Document]. Pojok Bisnis. URL http://www.pojokbisnis.com/franchise/5-
franchise-fried-chicken-murah-terlaris (accessed 6.8.17).
[6] Gardy, J., Hassanpour, A.,  Lai,  X., Ahmed, M.H.,  2016.  Synthesis  of  Ti(SO 4 )O  solid acid  nano-catalyst  and  its  application  for biodiesel production from used cooking oil.
Appl. Catal. Gen. 527, 81–95. doi:10.1016/j.apcata.2016.08.031
[7] Banerjee,  A.,  Chakraborty,  R.,  2009.
Parametric  sensitivity  in  transesterification of  waste  cooking  oil  for  biodiesel production—A  review.  Resour.  Conserv. Recycl. 53, 490–497. doi:10.1016/j.resconrec.2009.04.003 [8] Zeng, D., Yang, L., Fang, T., 2017. Process optimization,  kinetic  and  thermodynamic
studies on biodiesel production by supercritical  methanol  transesterification with CH 3 ONa catalyst. Fuel 203, 739–748. doi:10.1016/j.fuel.2017.05.019
[9] Leung,  D.Y.C.,  Wu,  X.,  Leung,  M.K.H.,
2010.  A  review  on  biodiesel  production using  catalyzed  transesterification.  Appl. Energy 87, 1083–1095. doi:10.1016/j.apenergy.2009.10.006
[10] Duarte,  J.G.,  Leone-Ignacio,  K.,  da  Silva, J.A.C.,  Fernandez-Lafuente,  R.,  Freire, D.M.G.,  2016.  Rapid  determination  of  the synthetic  activity  of  lipases/esterases  via transesterification and esterification zymography. Fuel 177, 123–129. doi:10.1016/j.fuel.2016.02.079 [11] Laksono,  T.,  2013.  Pengaruh  Jenis  Katalis NaOH  Dan  KOH  Serta  Rasio  Lemak Dengan Metanol Terhadap Kualitas Biodiesel  Berbahan  Baku  Lemak  Sapi. Universitas Hasanudin, Makasar.
[12] Filho,  S.C.,  Silva,  T.A.F.,  Miranda,  A.C., Fernandesa,  M.P.B.,  Felício,  H.H.  (Eds.), 2014. The Potential of Biodiesel Production from  Frying  Oil  Used  in  the  Restaurants  of São  Paulo  city,  Brazil.  Ital.  Assoc.  Chem. Eng., Chemical engineering transactions 37,
1–7
[13] Phan,  A.N.,  Phan,  T.M.,  2008.  Biodiesel production from waste cooking oils. Fuel 87, 3490–3496. doi:10.1016/j.fuel.2008.07.008
[14] Fadhil,  A.B.,  Bakir,  E.T.,  2011.  Production of Biodiesel  from  Chicken Frying Oil.  Pak. J. Anal. Environ. Chem. 12, 7.
[15] Lotero, E., Liu, Y., Lopez, D.E., Suwannakarn, K., Bruce, D.A., & Goodwin, J.G.,  Jr.,  2005.  Synthesis  of  Biodiesel  via Acid  Catalysis, Industrial  &  Engineering Chemistry Research , 44(14), 5353-5363
[16] Liu,  K.S.,  1994.  Preparation  of  Fatty  Acid Methyl  Esters  for  Gas  Chromatographic Analysis of Lipids in Biological Materials. J. AM Oil Chem Soc . 71, 1179-1187
[17] Basu, H.N., Norris, M.E., 1996. Process for
Production  of  Esters  foru  Use  as  A  Diesel Fuel  Substitute  Using  a  Non-Alkaline Catalyst. US Patent 5525126 [18] Lopez,  J.M.,  Gomez,  A.,  Aparicio,  F., Sachez,  J.,  2009.  Comparasion  of  GHG Emissions  from  Diesel,  Biodiesel  and Natural  Gas  Refuse  Trucks  of  the  City  of Madrid. J. Appl. Energy . 86, 610-615
[19] Karaosmanoglu,  F.,  Cigizoglu,  K.B.,  Tuter, M.,  Ertekin,  S.,  1996.  Investigation  of  the Refining  Step  of  Biodiesel  Production. J. Energy Fuels . 10, 890-895
[20] Suryanto,  A.,  Suprapto,  S.,  Mahfud,  M., 2015.  Production  Biodiesel  from  Coconut Oil  Using  Microwave:  Effect  of  Some Parameters  on  Transesterification  Reaction by NaOH Catalyst. Bull. Chem. React. Eng. Catal. 10. doi:10.9767/bcrec.10.2.8080.162- 168
[21] Tomasevic,  A.V.,  Siler-Marinkovic,  S.S.,
2003. Methanolysis of used frying oil. Fuel Process. Technol. 81, 1–6. doi:10.1016/S0378-3820(02)00096-6
[22] Tariq,  M.,  Ali,  S.,  Ahmad,  F.,  Ahmad,  M., Zafar,  M.,  Khalid,  N.,  Khan,  M.A.,  2011. Identification,  FT-IR,  NMR  (1H  and  13C) and  GC/MS  studies  of  fatty  acid  methyl esters in biodiesel from rocket seed oil. Fuel
Process. Technol. 92, 336–341. doi:10.1016/j.fuproc.2010.09.025