6. Data Suhu Air Proses Pencucian
5.3 Atribut Sistem Penilaian dan Prediksi Kualitas Biodiesel
5.3.1 Analisis Fundamental
Analisis fundemental adalah analisis yang dilakukan pada bahan baku biodiesel berupa minyak nabati, titik-titik proses, hingga proses akhir produksi yakni proses pengemasan dan penyimpanan biodiesel. Kemudian sistem pemeliharaan sebagai sistem penunjang.
Penilaian kualitas biodiesel selama proses pengolahan hingga menghasilkan produk jadi berdasarkan aspek fundamental dibagi dalam empat proses, yaitu : 1. Proses penilaian Pra-Analisis
Pada tahap ini, minyak nabati yang akan diolah ditentukan dahulu berasal dari jenis minyak nabati apakah yang akan digunakan. Selanjutnya dilakukan pengukuran kandungan asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak tersebut. Jika kandungan asam lemak bebas tinggi di atas 1 persen. Maka akan dianjurkan melakukan beberapa treatment agar proses reaksi biodiesel bisa berjalan lebih efisien dan konversi minyak menjadi metil ester (biodiesel) berjalan sempurna.
2. Proses penilaian bahan baku
Mutu bahan baku merupakan faktor utama dalam menghasilkan produksi yang berkualitas, meskipun pembuatan biodiesel dapat bersumber dari minyak nabati apapun. Tetapi penilaian bahan baku sangat tergantung dari komposisi atau jenis asam lemak bahan baku dan kandungan asam lemak bebas yang terkandung didalamnya. Seperti minyak jarak, minyak sawit atau minyak kelapa dan lain-lainnya. Proses ekstraksi dalam memperoleh minyak juga akan menentukan sifat fisik dan kimia yang khas dari bahan baku dan kandungan asam lemaknya yang nantinya berpengaruh pada bilangan asam dan viskositas biodiesel yang akan dihasilkan.
Sebelum diolah sebaiknya bahan baku dilakukan proses pemurnian agar ketika proses reaksi berlangsung lebih efisien. Tujuan utama proses pemurnian adalah untuk menghilangkan senyawa pengotor yang terkandung dalam bahan, seperti menghilangkan rasa dan bau yang tidak enak, mencegah timbulnya warna yang tidak menarik, serta memperpanjang masa simpan miyak sebelum digunakan. Pada Proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar, minyak perlu dimurnikan terlebih dahulu untuk menghilangkan senyawa pengotor yang masih terkadung dalam minyak jarak kasar karena dapat menyebabkan rendahnya kualitas biodiesel yang dihasilkan.
Senyawa pengotor yang terkandung di dalam minyak adalah Gum (getah/lender yang terdiri dari fosfasida, protein, residu, karbohidrat, air dan resin), asam lemak bebas, dan senyawa pengotor lainnya. Sebagai contoh gum pada minyak jarak dapat meningkatkan viskositas biodiesel, sedangkan asam lemak bebas dapat menyebabkan korosif dan kerak pada injector mesin diesel. Pemisahan gum merupakan salah satu proses pemurnian namun tidak dapat mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak. Oleh karena itu sebaiknya untuk menurunkan jumlah asam lemak bebas dilakukan dua tahap proses yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Berikut ini beberapa atribut karakteristik bahan baku untuk pembuatan biodiesel, yaitu :
Viskositas
Nilai viskositas minyak jarak cukup tinggi, diatas 80. Menurut (Pupung, 1986) jika nilai viskositasnya lebih dari 80, minyak tergolong high viscosity index. Nilai viskositas berhubungan dengan kekentalan minyak.
Bilangan asam
Bilangan asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas yang terkandung di dalam minyak/lemak. Tingginya bilangan asam menjadi parameter yang menunjukkan tingginya kandungan asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak.
Bilangan iod
Bilangan iod pada minyak jarak cukup tinggi namun masih dibawah 100, digolongkan dalam jenis minyak yang tidak mengering. Jenis minyak yang tidak mengering mempunyai nilai bilangan iod kurang dari 100 (Ketaren, 1986). Bilangan iod minyak jarak yang cukup tinggi menunjukkan mudah tengik (asam).
Bilangan penyabunan
Bilangan penyabunan berhubungan dengan kemurnian bahan. Bilangan penyabunan yang cukup tinggi menunjukkan diperlukannya metanol cukup besar untuk mengonversikan minyak menjadi metil ester (biodiesel).
Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan biodiesel yang berkualitas harus memenuhi syarat mutu, dalam hal ini syarat mutu yang digunakan berdasarkan karateristik mutu yang dikeluarkan oleh Standar Nasional Indonesia (SNI), perbandingan beberapa pendapat para pakar dan institusi mengenai batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25.
2. Proses penilaian kualitas proses
Karakteristik mutu biodiesel
Menurut Lele (2005) transesterifikasi hanya bekerja secara baik terhadap minyak dengan asam lemak bebas rendah, minyak yang mengandung FFA melebihi 1% maka akan membentuk formasi emulsi sabun yang akan menyulitkan pada proses pemisahan biodiesel yang dihasilkan. Rendemen transesterifikasi dapat ditingkatkan dari 25% menjadi 96% dengan menurunkan kadar asam lemak dan air masing-masing bertutut-turut 10% menjadi 0,23% dan 0,2% menjadi 0,02% (Lele et.al..2002). Kandungan asam lemak dan air yang masing-masing lebih dari 0,5 dan 0,3% dapat menurunkan rendemen transesterifikasi minyak (Freedman et.al..1984). Menurut Tyson (2005), minyak yang mengandung asam lemak bebas 10% akan kehilangan rendemen biodiesel sebesar 30% apabila diproses menjadi biodiesel dengan cara transesterifikasi.
Proses transesterifikasi
Esterifikasi merupakan reaksi antara lemak dengan alkohol menghasilkan
ester, sedangkan transesterifikasi adalah reaksi ester untuk menghasilkan
ester baru yang mengalami perubahan posisi asam lemak. (Sontag, 1982). Transesterifikasi lebih disukai untuk produksi biodiesel karena lebih ekonomis dan efisien. (Ambarita, 2002).
Apabila diketahui bahwa bahan baku mempunyai asam lemak bebas yang tinggi maka sebaiknya bahan baku dilakukan tahapan esterifikasi yang bertujuan untuk menurunkan bilangan asam menjadi lebih rendah. Selanjutnya masuk ketahap kedua yaitu proses transesterifikasi, dimana
bertujuan untuk menurunkan viskositas. Variabel penentu tahapan-tahapan tersebut adalah : suhu, konsentrasi metanol dan waktu.
Proses Separasi
Separasi merupakan proses pemisahan. Pada penelitian ini menggunakan metode pengendapan, proses berlangsung selama sekitar 4-8 jam hingga terbentuk 2 fase terpisah, yaitu biodiesel dan trigliserida di lapisan atas dan metanol dan gliserol dilapisan bawah.
Selanjutnya lapisan dibagian atas dialirkan ke tangki reaktor untuk proses berikutnya. Proses pemisahan ini dilakukan pada tekanan 1 atm dan temperatur 60oC
Proses Pencucian
Pada penelitian ini penelitian menggunakan metode pengadukan, metode juga diterapkan di pabrik biodiesel skala menengah seperti pada industri biodiesel di PT. Energi Alternatif Indonesia (EAI) tempat pengambilan data pada penelitian ini. Pencucian dilakukan dengan tujuan melarutkan sabun dan metanol yang tersisa dari reaksi serta bahan pengotor agar dipisahkan dari biodiesel yang terbentuk.
Menurut Prinhandana (2006), proses pencucian berlangsung pada kondisi 1 atm dengan temperatur air 40oC. Pencucian dengan sistem ini dapat dilakukan beberapa kali dengan indikator air cucian telah agak bening (warna putih susu).
Perbandingan beberapa pendapat para pakar dan institusi mengenai batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25.
3. Proses penilaian proses pengemasan dan penyimpanan
Penyimpanan dan penanganan biodiesel lebih mudah dibandingkan diesel. Untuk penyimpanan biodiesel diisyaratkan kontainer dengan tingkat keamanan tertentu (special safety containers). Hal ini dikarenakan biodiesel memiliki titik nyala (flash point) yang lebih tinggi dibandingkan diesel sehingga tidak mudah terbakar (titik nyala biodiesel sekitar 160oC dan titik nyala diesel sekitar 170oC).
Masa simpan biodiesel yang baik sekitar 3-6 bulan dan dapat diperpanjang dengan menambahkan aditif penstabil berupa antioksidan seperti tokoferol, betakaroten, dan BHT.
Biodiesel harus disimpan di dalam wadah yang tertutup rapat dan tidak tembus cahaya sehingga interaksi dengan udara dan sinar matahari sangat kecil. Suhu penyimpananbiodieselharus lebihtinggi dari titik kabut (cloud point) biodiesel (titik kabut Indonesia adalah maksimum 18oC).
Batasan atribut dari beberapa pendapat para pakar dan institusi mengenai batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25.