TINJAUAN PUSTAKA
2.2 PROSES DEGUMMING PADA CPO
Proses pemurnian minyak nabati pada umumnya terdiri dari 4 tahap, yaitu: a) proses pemisahan gum (degumming),
b) proses pemisahan asam lemak bebas (netralisasi) dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga terbentuk sabun,
c) proses pemucatan (bleaching) yang merupakan proses penghilangan komponen warna coklat seperti karotenoid & tokoferol, dan
d) proses penghilangan bau (deodorisasi) yang merupakan proses penghilangan asam lemak bebas dan komponen penyebab bau tidak sedap seperti peroksida, keton dan senyawa hasil oksidasi lemak lainnya [18].
Degumming adalah proses pemisahan gum, yaitu proses pemisahan getah
atau lendir yang terdiri dari fosfolipid, protein, residu, karbohidrat, air dan resin. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk proses pemisahan gum antara lain adalah pemanasan, penambahan asam (H3PO4, H2SO4 dan HCl) atau basa (NaOH), pemisahan gum dengan cara hidrasi dan pemisahan gum dengan menggunakan garam seperti natrium khlorida dan natrium fosfat.
Degumming biasanya dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan
nontrigliserida tersebut lebih mudah terpisah dari minyak, kemudian disusul dengan proses pemisahan yang dapat dilakukan dengan cara sentrifusi. Sedangkan fosfatida dipisahkan dengan cara menyalurkan uap panas ke dalam CPO sehingga terpisah dari minyak, sedangkan fosfatida yang tidak larut air dapat dipisahkan dengan penambahan asam fosfat. Asam fosfat ini dapat menginisiasi terbentuknya gumpalan sehingga mempermudah pengendapan kotoran, selain itu penggunaannya dapat menurunkan bilangan peroksida minyak yang telah dipucatkan dan dapat meningkatkan kestabilan warna, akan tetapi semakin tinggi kadar asam fosfat yang digunakan maka bilangan peroksida dari minyak yang telah dipucatkan akan semakin meningkat. Degumming yang menggunakan uap panas disamping asam fosfat disebut sebagai wet degumming, sedangkan bila dilakukan tanpamenggunakan air dinamakan dry degumming [19].
2.3 BIODIESEL
2.3.1 Pengertian Biodiesel
Biodiesel merupakan nama yang diberikan untuk bahan bakar yang terdiri dari monoalkil ester yang dapat terbakar dengan bersih. Biodisel sebagai bahan alternatif, mulai diteliti sebagai akibat semakin sadarnya manusia akan pencemaran yang ditimbulkan bahan bakar konvensional (bahan bakar fosil) serta persediaan minyak bumi yang terus menipis. Sebagai bahan bakar yang dapat diperbaharui, biodisel mempunyai keuntungan antara lain karena mudah digunakan (memerlukan hanya sedikit atau bahkan tidak memerlukan samasekali modifikasi dari mesin diesel yang telah ada), dapat diurai alam secara alamiah, dan dapat diproduksi secara domestik dari hasil pertanian.
Dibandingkan dengan minyak solar, biodisel dapat menghasilkan jumlah power, dan torsi yang sama dengan minyak solar dalam jumlah yang sama. Hal ini dikarenakan umumnya biodisel mempunyai nilai setana yang lebih tinggi dari minyak solar. Selain itu, biodiesel juga mempunyai efek pelumasan yang lebih baik daripada minyak solar. Biodiesel juga sesuai dengan komponen mesin disel emisi gas buang yang dihasilkan ternyata juga lebih baik dalam beberapa hal bila dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar fosil [20].
Biodiesel merupakan mono alkil ester dari asam lemak rantai panjang bebas yang telah menjadi semakin menarik di seluruh dunia, karena diperoleh dari sumber daya terbarukan, dikombinasikan dengan kinerja tinggi dan manfaat lingkungan. Dalam beberapa kali, karena kegiatan manusia dan teknologi, dunia telah menghadapi banyak tantangan seperti pemanasan global. Tantangan-tantangan ini telah menyebabkan untuk mencari bahan bakar alternatif yang telah mendapatkan signifikan perhatian dalam beberapa kali.
Biodiesel berasal dari trigliserida minyak nabati dan lemak hewan telah menunjukkan potensi sebagai pengganti bahan bakar diesel berbasis minyak bumi. Bahan bakar biodiesel berasal dari tanaman, memiliki keuntungan lebih dalam emisi pembakaran, seperti rendah emisi CO, partikulat, SOx terbakar hidrokarbon selama proses, dan sifat sebanding dengan bahan bakar berbasis minyak bumi. Biodiesel bersifat terbarukan,
biodegradable dan tidak mengandung sulfur, hidrokarbon aromatik, logam
lemak hewan.Emisi siklus hidup keseluruhan CO2 dari 100% biodiesel adalah 78,45% lebih rendah daripetrodiesel. Biodiesel memiliki titik nyala yang relatif tinggi (sekitar 150oC) yang membuatnya lebih stabil dan aman untuk transportasi dibandingkan minyak solar [21].
Berikut ini merupakan persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI tahun 2006 dapat disajikan pada tabel 2.4:
Tabel 2.4 Persyaratan Kualitas Biodiesel [22]
Parameter dan Satuannya Batas Nilai
Massa jenis pada 40 °C, kg/m3 850 – 890 Viskositas kinematik pada 40 °C, mm2/s (cSt) 2,3 – 6,0
Angka setana Min. 51
Titik nyala (mangkok tertutup), °C Min. 100
Titik kabut, °C Maks. 18
Kororsi bilah tambaga, (3 jam, 50 °C) Maks. No 3
Residu karbon, % berat Maks. 0,05
- Dalam contoh asli (maks. 0,03)
- Dalam 10% ampas distilasi
Air dan sedimen % volume Maks. 0,05
Temperatur distilasi 90%, °C Maks. 360 Abu tersulfatkan, % berat Maks. 0,02
Belerang, ppm-b (mg/kg) Maks. 100
Fosfor, ppm-b (mg/kg) Maks. 10
Angka asam, mg-KOH/g Maks. 0,8
Gliserol bebas, % berat Maks. 0,02
Gliserol total, % berat Maks. 0,24
Kadar ester alkil, % berat Min. 96,5 Angka iodium, g-12/(100 g) Maks. 115
Uji Halphen Negatif
2.3.2 Proses Pembuatan Biodiesel
a. Secara Kimiawi
Transesterifikasi secara kimia menggunakan proses katalis alkali cukup sukses dalam mengkonversi trigleserida ke minyak biodiesel (metil
ester). Meskipun reaksi transesterifikasi dengan katalis alkali menghasilkan tingkat konversi yang tinggi dan waktu reaksi yang cepat namun reaksi tersebut mempunyai kekurangan yakni energi besar (intensive), gliserin sulit dipulihkan (recovery), katalis dibuang dan perlu pengolahan, asam lemak bebas dan air bercampur dengan reaksi [23].
Secara umum produksi biodieselyang sekarang ini menggunakan proses transesterifikasi trigliserida. Transesterifikasi disebut juga alkoholis atau metanolis yaitu proses penggantian alkohol ester (gliserol) dengan alkohol lain. Alkoholis lemak umumnya menggunakan alkohol rantai pendek dengan katalis kimia (asam atau basa) atau biokatalis (enzimatik). Penggunaan katalis kimia dalam proses produksi biodiesel memiliki beberapa kelemahan, yaitu (1) memerlukan kemurnian bahan baku yang tinggi (kadar asam lemak bebas kurang dari 2%), (2) dapat menimbulkan limbah cair dan biaya pemurnian produk yang tinggi dan (3) penggunaan katalis kimia dapat mengakibatkan sulitnya dilakukan proses pemisahan katalis setelah proses.
Kelemahan dari katalis kimia ini, dapat diperkecil dengan penggunaan katalis enzim khususnya lipase. Katalis enzim memiliki beberapa kelebihan antara lain : (1) bersifat spesifik sehingga pembuatan produk samping dapat dihindari, (2) temperatur dan tekanan rendah untuk rendah untuk proses reaksi sehingga akan berpengaruh untuk pengurangan biaya produksi terutama utilitas, (3) katalis enzim lebih ramah lingkungan dan (4) proses pemisahan gliserol dapat dilakukan tanpa perlu dilakukan proses pemurnian [1].
b. Secara Enzimatis
Proses transesterifikasi dengan enzim cenderung mempunyai kelebihan dalam peningkatan kuantitas dan kualitas hasil konversi minyak nabati menjadi minyak biofuel/biodiesel. Keuntungan aplikasi katalis enzim lipase dibandingkan dengan katalis alkali dalam peningkatan kuantitas dan kualitas konversi minyak nabati ke biodiesel meliputi temperatur kerja lebih rendah (30 oC – 40 oC), tanpa busa, hasil konversi (metil ester) tinggi, bersifat murni (mudah/tanpa pemurnian), gliserol mudah dipulihkan
(recovery) dan tidak terpengaruh kandungan air. Namun proses transesterifikasi secara enzimatik masih terfokus pada kajian ekonomis sehubungan pengadaan enzim lipase yang masih relatif mahal. Produksi enzimlipase secara mandiri/ asli (indigenous) menjadi faktor penting untuk mendukung proses transesterifikasi secara enzimatik. Beberapa enzim lipase indigenous telah dibuat dan diaplikasikan untuk proses hidrolisis, esterifikasi dan tranesterifikasi secara enzimatik meliputi enzim ekstrak kecambah biji wijen, dedak padi, bromelin, protease, ragi tempe [23].
2.4 ENZIM LIPASE SEBAGAI BIOKATALIS
