HASIL DAN PEMBAHASAN
B. Pembuatan Biodiesel Skala Semi Pilot
Berdasarkan hasil penelitian skala laboratorium dapat diterap-kan dan dijadiditerap-kan acuan pada proses penyempurnaan pembuatan biodiesel skala semi pilot dari bahan baku :
1. Minyak kasar (crude oil) nyamplung dengan perlakuan
degum-ming I menggunakan penambahan katalis H3PO4 1,50%, yang dilanjutkan dengan degumming II menggunakan bentonit 1,50% (b/v). Esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penambahan zeolit 1,50%, dan proses transesterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4% (b/v).
2. Minyak kasar (crude oil) malapari dengan perlakuan degumming I menggunakan penambahan katalis H3PO4 1,50%, yang dilanjut-kan dengan degumming II menggunadilanjut-kan bentonit 2,00 (b/v). Esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penambahan zeolit 1,50%, dan proses transesterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan KOH 0,6% (b/v).
3. Minyak kasar (crude oil) bintaro dengan perlakuan degumming I menggunakan penambahan katalis H3PO4 0,75%, yang dilanjut-kan dengan degumming II menggunadilanjut-kan campuran bentonit dan zeolit 1,50 b/v. Esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penam-bahan zeolit 1,50%, dan proses transesterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dengan KOH 0,4% (b/v).
Tabel 16. Sifat fisiko kimia biodiesel dari minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro
No Parameter Satuan Nyamplung Malapari Bintaro
1 Densitas Kg/m3 885 884 869 2 Viskositas kinematik pada 40oC mm2/s (cSt) 4,90 4,72 3,25
3 Kadar air dan sedimen
% volume 0,05 0,04 0,04
4 Kadar ester alkil % massa 100,12 98,05 101,96 5 Kadar abu
tersulfatkan
% massa 0,02 0,08 0,05
6 Bilangan asam mg basa/g 0,74 0,76 0,58
7 Gliserol total % massa 0,224 0,238 0,216
8 Bilangan
penyabunan mg basa/g 158,47 221,42 198,75
9 Bilangan iodium g I2/100 g 56,95 56,45 77,62 10 Bilangan setana - 67,93 58,25 56,30
Degumming pada minyak nyamplung, malapari sedikit
berbeda dengan dengan degumming minyak bintaro, akan tetapi ada kesamaan sifat fisiko kimianya dengan minyak nyamplung dan malapari. Minyak nyamplung dan malapari mengandung getah dan bahan tidak tersabunkan semacam resin yang merupakan turunan coumarin yang tinggi, juga mengandung asam behenat (C 22:0), sehingga diperlukan degumming II menggunakan bentonit dan esterifikasi ditambahkan zeolit.
Bilangan asam pada minyak mentah penting dianalisis karena walaupun bilangan asam pada minyak dan biodiesel nyamplung, malapari dan bintaro sudah rendah, tetapi masih ada kemungkinan terbentuknya asam-asam rantai pendek akibat dari proses oksidasi
hasil dekomposisi senyawa peroksida dan hidroperoksida. Hal ini tentu saja mempengaruhi penyimpanan sehingga pada akhirnya menurunkan mutu biodiesel. Bilangan asam adalah jumlah milligram basa/g (KOH atau NaOH) yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas dari 1 gram minyak atau lemak, sedangkan asam-asam lemak bebas (FFA) merupakan persentasi asam lemak bebas yang terdapat pada minyak. Bilangan asam pada minyak mentah (crude) biji nyamplung sebesar 33,96 mg basa/g, malapari 10.17 mg KOH/g dan bintaro 6,33 mg KOH/g (Tabel 3), dan bilangan asam minyak biodiesel nyamplung sebesar 0,74 mg basa/g, malapari 0,76 mg basa/g dan bintaro 0,58 mg basa/g (Tabel 15).
Kandungan air yang tinggi dalam minyak nabati akan menyebabkan terjadinya hidrolisis yang akan menaikkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati. Fukuda et al. (2001), nyatakan bahwa keberadaan air yang berlebihan dapat me-nyebabkan sebagian reaksi berubah menjadi reaksi saponifikasi antara asam lemak bebas hasil hidrolisis minyak dengan katalis basa yang akan menghasilkan sabun. Sabun akan mengurangi efisiensi katalis sehingga meningkatkan viskositas, terbentuk gel dan menyulitkan pemisahan gliserol dengan metil ester.
Densitas merupakan massa per unit volume dari suatu cairan pada suhu tertentu. Densitas minyak dan biodiesel diperlukan untuk menentukan bilangan setana. Semakin rendah densitas maka bilangan setana akan semakin tinggi (Srivastava dan Prasad, 2000).
Minyak nabati yang boleh digunakan untuk mesin diesel harus me-miliki viskositas kinematik di bawah 77,66 cSt (Gubitz et
al., 1999). Viskositas merupakan parameter yang penting untuk
diketahui. Soerawidjaja et al. (2005) menyatakan bahwa viskositas berpengaruh secara langsung pada pola semburan di bilik pembakaran sehingga berpengaruh juga pada atomisasi bahan bakar, efisiensi pembakaran dan faktor ekonomi lainnya.
Analisis sifat fisiko kimia biodiesel dari bahan baku minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro yaitu meliputi kadar air, bilangan asam, kadar asam lemak bebas, densitas, dan viskositas, bilangan penyabunan, bilangan ester, bilangan iod dan bilangan setana. Tabel 15 menunjukkan hasil analisis sifat fisiko kimia biodiesel dari minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro pada pembuatan biodiesel skala semi pilot.
Variable dalam transesterifikasi minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro adalah konsentrasi campuran katalis metanol basa. Suhu reaksi dan waktu yang digunakan adalah 600C selama 30 menit. Penggunaan waktu reaksi ini didasarkan bahwa laju reaksi transesterifikasi tercepat terjadi pada 15 menit pertama dan rendemen hampir tidak berubah setelah 30 menit. Parameter uji yang digunakan adalah bilangan asam, viskositas kinematik, densitas, kadar air dan rendemen minyak biodiesel. Semakin rendah bilangan asam biodiesel, semakin baik mutu biodiesel karena keasaman biodiesel dapat menyebabkan korosi dan kerusakan pada mesin diesel. Menurut persyaratan standar biodiesel (SNI-2006) untuk bahan bakar minyak biodiesel, bilangan asam yang dibolehkan ialah kurang dari 0,8 mg KOH/g.
Viskositas biodiesel tinggi karena adanya ikatan hidrogen intermolekular dalam asam luar gugus karboksil. Nilai viskositas sebanding dengan densitas, semakin tinggi viskositas maka densitas akan semakin tinggi (Demiebas, 2008). Viskositas merupakan sifat biodiesel yang paling penting karena viskositas berpengaruh terhadap sistem pembakaran bertekanan, semakin rendah viskositas biodiesel tersebut semakin mudah dipompa dan menghasilkan pola semprotan yang lebih baik . Menurut standar biodiesel (SNI-2006), nilai viskositas kinematik biodiesel yang diperbolehkan adalah 2,3– 6,0 mm2/s (cSt) pada suhu 400C. Viskositas biodiesel dipengaruhi oleh kandungan trigeliserida yang tidak bereaksi dengan metanol, komposisi asam lemak penyusun metil ester, serta senyawa antara
monogliserida dan digliserida yang mempunyai polaritas dan bobot molekul yang cukup tinggi. Selain itu, kontaminasi gliserol juga mempengaruhi nilai viskositas biodiesel (Bajpai dan Tyagi, 2006).
Bilangan setana merupakan ukuran kualitas pembakaran atau waktu tunggu pembakaran, hal ini berkaitan dengan waktu yang dibutuhkan bahan bakar cair untuk terbakar setelah dipompa ke mesin pembakaran, semakin tinggi bilangan setana, semakin cepat pula waktu tunggu pembakaran, hal ini mengakibatkan pembakaran menjadi lebih efektif dan efisien (Demiebas, 2008).
Aplikasi penggunaan minyak biodiesel pada mesin generator (pembangkit listrik) yaitu :
1. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel nyamplung untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator generator 3 phase, 10 KVA, menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 994,24 ml selama 1 jam.
2. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel malapari untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator generator 3 phase, 10 KVA menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 994,34 ml selama 1 jam.
3. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel bintaro untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator generator 3 phase, 10 KVA, menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 993,97 ml selama 1 jam.
4. Penggunaan minyak solar untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator 3 phase, 10 KVA, menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 1 liter selama 1 jam.
BAB V