BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.3. Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar mesin diesel yang berupa ester metil/etil asam- asam lemak yang berasal dari sumber daya hayati atau monoalkil ester dari asam lemak rantai panjang yang diturunkan dari bahan yang dapat diperbaharui, seperti minyak tumbuhan dan lemak hewan. Biodiesel merupakan metil ester asam lemak yang diperoleh dengan cara transesterifikasi trigliserida dari minyak tumbuhan dengan metanol. O CH3O H OCH3 O H OCH3 O- H OCH3 O- OCH3 O- OCH3 O CH3O H
Pada prinsipnya, proses transesterifikasi adalah mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (biasanya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty Acid Methyl Ester) atau biodiesel. Reaksi antar senyawa ester misal CPO dengan senyawa alkohol (metanol) memerlukan katalis untuk mempercepat reaksinya. Reaksi alkoholisis merupakan reaksi setimbang, pergeseran reaksi ke kanan biasanya dilakukan dengan menggunakan alkohol berlebih. Dalam reaksi alkoholisis, alkohol bereaksi dengan ester dan menghasilkan ester baru. Reaksi ini merupakan reaksi dapat balik yang pada suhu kamar tanpa bantuan katalisator akan berlangsung sangat lambat (Meher, 2004).
2.3.1. Kunggulan Biodiesel
Biodiesel juga bersifat biodegradable dan tidak beracun, disamping itu juga biodiesel memiliki flash point (temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap biodiesel dapat menyala) yang tinggi daripada diesel normal, sehingga tidak menyebabkan mudah terbakar. Biodiesel juga menambah pelumasan mesin, menambah ketahanan mesin dan mengurangi frekuensi pergantian mesin. Keuntungan lain dari biodiesel yang cukup signifikan adalah sifat emisi yang rendah dan mengandung oksigen sekitar 10-11% (Lotero, 2004)
Pengembangan palm biodiesel yang berbahan baku minyak kelapa sawit terus dilakukan karena selain untuk mengantisipasi cadangan minyak bumi yang semakin terbatas, produk biodiesel juga termasuk produk yang ramah lingkungan.
Penggunaan biodiesel juga akan meningkatkan kualitas udara lokal dengan mereduksi emisi gas berbahaya, seperti karbon monooksida (CO), ozon (O3), nitrogen
oksida (NOx), sulfur dioksida (SO2), dan hidrokarbon reaktif lainnya, serta asap dan
partikel yang dapat terhirup. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kadar emisi gas buang seperti CO, CO2, NOx, SO2, dan hidrokarbon dari bahan bakar campuran palm
biodiesel dan solar lebih rendah dibandingkan dengan bahan bakar solar murni. (Tim Peneliti PPKS Medan).
Disamping itu, palm biodiesel merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani karena tidak mengandung sulfur dan senyawa benzena yang karsinogenik. Produksi gas karbon dioksida dari hasil pembakarannya dapat dimanfaatkan kembali oleh tanaman. Penggunaan palm biodiesel juga dapat mereduksi efek rumah kaca, polusi tanah, serta melindungi kelestarian perairan dan sumber air minum. Hal ini berhubungan dengan sifat biodiesel yang dapat
teroksigenasi relatif sempurna atau terbakar habis, nontoksik dan dapat terurai secara alami (biodegradable).
Palm biodiesel dibuat dengan menggunakan bahan baku minyak kelapa sawit (CPO), produksinya dapat dilakukan melalui transesterifikasi minyak kelapa sawit dengan metanol. Proses ini dianggap lebih efisien dan ekonomis bila dibandingkan dengan cara esterifikasi hidrolisis dengan metanol (Fauzi, 2004).
2.3.2. Sifat Fisik Bahan Bakar Diesel
Sifat sifat penting dari bahan bakar mesin diesel antara lain adalah viskositas, pour point, flash point, carbon residue, bilangan setana (cetane number) dan nilai kalor.
Viskositas merupakan sifat fisik yang penting bagi bahan bakar mesin diesel. Viskositas yang terlalu tinggi dapat mempersulit proses pembentukan butir – butir cairan/ kabut saat penyemprotan/ atomisasi. Viskositas bahan bakar yang terlalu rendah akan dapat mengakibatkan kebocoran pada pompa injeksi bahan bakar. Kedua hal yang ekstrim ini dapat menimbulkan kerugian, sehingga salah satu persyaratan bahan bakar mesin diesel adalah nilai viskositas standar bahan bakar mesin diesel.
Pour point atau titik tuang adalah suhu terendah dimana bahan bakar dapat dialirkan. Untuk daerah bersuhu rendah, bahan bakar dipersyaratkan tidak membeku. Titik tuang yang terlalu tinggi akan menyebabkan kesulitan pada pengaliran bahan bakar.
Titik nyala atau flash point adalah suhu terendah dimana bahan bakar dalam campurannya dengan udara akan menyala. Bila nyala tersebut terjadi secara terus menerus maka suhu tersebut dinamakan titik bakar (fire point). Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan penyalaan, sementara apabila titik nyala terlampau rendah akan menyebabkan timbulnya detonasi yaitu ledakan – ledakan kecil yang terjadi sebelum bahan bakar masuk ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatkan resiko bahaya pada saat penyimpanan.
Sisa karbon atau carbon residue yang tertinggal pada proses pembakaran akan menyebabkan terbentuknya endapan kokas yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Hal ini dapat menyebabkan terhambatnya operasi mesin secara normal, serta dapat menyebabkan bagian bagian pompa injeksi bahan bakar cepat menjadi aus. Dengan demikian, semakin rendah nilai sisa karbon, semakin baik efisiensi motor tersebut.
Warna bahan bakar tidak secara langsung berpengaruh terhadap kinerja motor/ mesin diesel. Warna yang terlalu terang, dapat dikoreksi dengan penambahan zat warna tertentu sehingga masuk dalam standar warna bahan bakar mesin diesel.
Nilai kalor bahan bakar menentukan jumlah konsumsi bahan bakar tiap satuan waktu. Makin tinggi nilai kalor bahan bakar menunjukkan bahan bakar tersebut semakin sedikit pemakaiannya. Tidak ada standar khusus yang menentukan nilai kalor minimal yang harus dimiliki oleh bahan bakar mesin diesel. Konsumsi mesin diesel memerlukan energi sebesar 40.1 MJ/Kg.
Bilangan Setana adalah ukuran kualitas penyalaan sebuah bahan bakar diesel dalam keadaan terkompresi. Bilangan setana dari minyak diesel konvensional dipengaruhi oleh struktur molekul hidrokarbon penyusun. Normal parafin dengan rantai panjang mempunyai bilangan setana lebih besar daripada sikloparafin, isoparafin, olefin dan aromatik. Bilangan setana dari bodiesel juga sangat bervariasi. Bahan bakar untuk mesin diesel harus mempunyai bilangan setana 40 atau lebih tinggi. Metil ester dari asam lemak palmitat dan stearat mempunyai bilangan setana hingga 75, sedangkan bilangan setana untuk linoleat hanya mencapai 33. Semakin rendah bilangan setana maka semakin rendah pula kualitas penyalaannya karena memerlukan suhu penyalaan yang lebih tinggi (Hendartomo, 2006)
2.3.3. Standar Biodiesel
Standar biodiesel menurut Standar Biodiesel Nasional (SNI 04-7182-2006) : Tabel 2.4. Standar Biodiesel Nasional (SNI 04-7182-2006)
No Parameter Unit Bilangan
1 Densitas, Density (40oC) kg/m3 850 – 890
2 Viskositas, Viscosity (40oC) mm2/s (cSt) 2.3 – 6.0
3 Bilangan Setana, Cetane Number - min. 51
4 Titik Nyala, Flash Point(close cup) oC min. 100
6 Korosi Tembaga, Copper Strip Corrosion
(3 jam, 50 oC) - max. no 3
7 Residu Karbon, Carbon Residue % mass max. 0.05
8 Air dan Endapan, Water and Sediment % vol max. 0.05 9 Suhu Destilasi, Distillation Temperature,
90% recovered
o
C max. 360
10 Abu Sulfat, Sulfated Ash % mass max. 0.02
11 Sulfur ppm (mg/kg) max. 100
12 Kandungan Posfor, Phosporus Content ppm (mg/kg) max. 10
13 Bilangan Asam, Acid Number mg-KOH/g max. 0.8
14 Gliserin Bebas, Free Gliceryn % mass max. 0.02
15 Gliserin Total, Total Glycerin % mass max. 0.24 16 Kandungan Ester, Ester Content % mass min. 96.5 17 Bilangan Iodin, Iodine Number % mass (g I2/100g) max. 115