BAB I PEMBAHASAN UMUM

(1)

Era perdagangan bebas yang dilaksanakan disebagian besar negara-negara berkembang dan maju akan menimbulkan globalisasi persaingan di berbagai sektor industri. Indonesia sebagai salah satu negara yang ikut dalam kesepakatan itu, tengah berusaha memacu perkembangan berbagai industri baik sektor hulu maupun hilir.

Pembangunan industri ditujukan untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat antar sektor, meningkatkan daya tahan perekonomian nasional, memperluas lapangan kerja, meminimalisir ketergantungan akan dana luar negeri dan impor melalui peningkatan produksi ekspor, sekaligus mendorong berkembangnya berbagai bidang pembangunan lainnya.

Fatty Acid Methyl Ester (FAME) sebagai salah satu bahan baku oleochemical

dan alternatif bahan bakar, pada industri dihasilkan lewat reaksi metanolisis lemak atau minyak alami yang dikenal dengan nama Fatty Acid Trigliserida (FAT). FAME

ini sendiri dihasilkan lewat substitusi molekul gliserol yang ada di fatty acid trigliserida dengan tiga molekul methanol dengan bantuan katalis.

FAME yang dihasilkan dari lemak atau minyak alami telah menjadi bagian yang penting di dalam industri oleokimia. Industri fatty alkohol yang ada dewasa ini banyak menggunakan fatty acid methyl ester sebagai bahan baku utamanya untuk menggantikan fatty acid murni, dimana kelebihan FAME dari pada fatty acid murni yaitu dalam hal kestabilan Methyl Ester terhadap pembentukan warna dan degradasi oksidatif jika dipanaskan.

Pemerintah dalam hal ini bertindak sebagai fasilitator yang menjembatani perkembangan sektor industri dalam negeri. Bidang industri yang banyak menarik perhatian adalah pengembangan dan pembangunan industri oleochemical. Hal ini disebabkan oleh semakin terbukanya peluang pasar bagi produk-produk oleochemical

Indonesia ke pasar internasional sebagai komoditas ekspor untuk memenuhi

(2)

permintaan industri yang berbahan baku oleochemical dan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang semakin meningkat, di samping untuk mengurangi pengeluaran subsidi negara guna mengimpor terus-menerus bahan bakar dari minyak bumi.

Dewasa ini FAME sering dibicarakan karena merupakan salah satu sumber dalam pembuatan biodiesel. Adapun pengertian biodiesel disini adalah bahan bakar dari mesin diesel yang dihasilkan dari ester-ester etil, metil asam-asam lemak. Seperti yang telah kita ketahui bahwa ketersediaan minyak bumi di dunia yang terbatas lama kelamaan akan semakin berkurang karen sifatnya yang tidak dapat diperbaharui dan juga adanya dominasi kebutuhan energi dunia dari minyak bumi yang mencapai 63% dari total keseluruhan sumber energi di dunia. Ditambah lagi adanya pencemaran pada tingkat yang telah mengkhawatirkan menyebabkan kita harus berpikir keras untuk dapat mencari solusi energi alternatif lain.

Oleh karena itu FAME dapat menjadi solusi alternatif pengganti minyak bumi. Adapun keuntungan bahan bakar biodisel dibanding minyak bumi adalah sifatnya yang dapat teroksigenasi relatif sempurna (terbakar habis) dan dapat terurai secara alami (biodegradable) sehingga tidak merusak lingkungan serta aplikasi langsung pada kendaraan maupun industri yang tidak membutuhkan modifikasi banyak pada sistem bahan bakar peralatan. Dilain pihak, Indonesia mempunya sumber daya hayati yang sangat berlimpah sebagai bahan baku ini.

(3)

1.2. Sejarah dan Perkembangan

Fatty Acid Methyl Ester (FAME) tidak dapat dipisahkan dari sejarah dan perkembangan fatty acid. Pengolahan fatty acid telah menjadi sebuah hal yang penting dari berbagai macam keanekaragaman industri dalam beberapa tahun walaupun fatty acid ini telah digantikan dengan beberapa komponen petroleum yang lebih mahal. Lemak, minyak, asam lemak dan beberapa turunannya digunakan pada industri area dimana mereka struktur uniknya menghasilkan beberapa fungsi.

Beberapa tahun yang lalu, sejumlah penelitian ditujukan kepada pembuatan

fatty acid. Amerika Serikat dan Eropa Barat hanya sedikit menerapkan metode ini ke dalam pasar perdagangan. Hal ini disebabkan karena mereka menghasilkan berlimpah-limpah lemak (tallow) dan pelumas (grease) yang tersedia untuk memproduksi fatty acid dan untuk ekspor, sehingga hal tersebut cenderung menyebabkan turunnya harga bahan tersebut di pasaran.

Sejak lonjakan inflasi tahun 1974, harga lemak dan minyak rata-rata stabil setelah sebelumnya selama masa 64 tahun, harga keduanya benar-benar mengalami penurunan. Hal ini mendorong dilakukannya berbagai penelitian untuk meningkatkan nilai guna minyak dan lemak tersebut. Dari sekian banyak penelitian yang dilakukan, akhirnya ditemukan cara pembuatan Fatty Acid Methyl Ester . Pada awalnya Methyl Ester dibuat sebagai bahan baku utama fatty alkohol untuk menanggulangi masalah yang timbul pada hidrogenasi fatty acid dalam pembuatan fatty alcohol.

Proses pertama yang ada dalam pembuatan Methyl Ester adalah proses esterifikasi kontinyu di kolom reaksi yang counter-current. Pada tahun 1950, Hengkel mengembangkan suatu proses yang berdasarkan prinsip reaksi esterifikasi absorbsi methanol dan desorbsi air secara simultan. Pada tahun 1994, Gheorgiu berhasil menemukan katalis yang merupakan senyawa-senyawa organotitanat. Penggunaan katalis ini untuk menjaga kemungkinan perlunya langkah netralisasi terhadap free fatty acid yang mungkin masih terkandung di dalam bahan baku. Selain ini katalis ini mempunyai sifat korosifitas yang lebih rendah dibandingkan katalis alkalin.

(4)

Fatty acid methyl ester sebagai bahan bakar alternative motor diesel (biodiesel) merupakan hasil dari transesterifikasi trigliserida yang terkandung pada berbagai minyak nabati seperti minyak sayuran ataupun minyak bekas pakai. Sejumlah study mengenai trigliserida yang terkandung pada minyak nabati menunjukkan bahwa trigliserida cukup menjanjikan sebagai bahan bakar alternative bagi mesin diesel.

Nilai viskositas yang tinggi, komposisi berbagai asam, kandungan asam lemak bebas yang dapat menyebabakan terbentuknya gum disebabkan oksidasi dan polimerisasi pada saat pembakaran deposit karbon, menyebabkan minyak nabati yang ada tidak dapat digunakan secara langsung pada mesin diesel. Berbagai usaha pun dilakukan dan dikembangkan untuk meningkatkan karakteristik trigliserida yang terkandung pada minyak nabati sehingga mampu menyamai karakteristik dan nilai kerja (performance) dari bahan bakar diesel umumnya.

Tiga macam proses utama yang telah dilakukan untuk meningkatkan karakteristik dari minyak nabati dan bahkan minyak bekas sehingga mempunyai nilai lebih sebagai alternative bahan bakar diantaranya seperti pyrolysis, mikroemulsifikasi, dan esterifikasi-transesterifikasi.

1.3.1. Proses Pyrolisis

Pyrolisis merupakan perubahan reaksi secara kimia dengan memanfaatkan energi panas (thermal energy). Biodiesesl (fatty acid methyl ester) yang dihasilkan dari proses secara pyrolisis memiliki angka cetane yang tinggi, viskositas yang rendah. Namun, pyrolisis trigliserida dari minyak sayur menghasilkan sulfur air dan sediment yang merugikan.

1.3.2. Micro-Emulsification

(5)

diesel yang berasal dari produk minyak bumi. Beberapa kekurangan dari proses emulsifikasi ini diantaranya seperti terjadinya deposit karabon yang tinggi, pembakaran (combustion) yang tidak memuaskan, dan peningkatan nilai viskositas pada pemberian minyak (lubricating oil).

1.3.3. Proses Esterifikasi-Transesterifikasi 1.3.3.1.Proses Esterifikasi

Prinsip utama proses ini adalah reaksi esterifikasi adsorbsi methanol dan desorbsi air secara simultan. Reaksi berlangsung pada tekanan udara atmosfer dengan temperatur berkisar antara 200–250o_{C. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi}

kesetimbangan, sehingga air hasil reaksi harus dibuang secara terus menerus untuk mendapatkan Methyl Ester dengan yield yang tinggi. Methyl Ester yang dihasilkan memiliki nilai asam (acid value) sekitar 0,5.

R – CO – OH + R’OH R -- CO – OR’ + H2O

Asam lemak metanol Metil ester Air

1.3.3.2.Proses Transesterifikasi

Transesterifikasi dengan golongan alkohol rendah menjadi proses pembuatan biodiesel yang ideal. Reaksi antara Trigliserida dengan alkohol menghasilkan gliserol dan ester asam lemak (Fatty Acid Methyl Ester) pertama kali dijelaskan pada tahun 1852 (Duffy, 1852). Reaksi berlangsung pada temperatur 80–180o_{C dengan tekanan}

antara 1 - 30 atm.

CH2COOR1 CH2OH

  CHCOOR2_{+ 3CH}

3OH 3RCOOCH3 + CHOH

  CH2COOR3 CH2OH

(6)

1.4.1 Bahan Baku

1. Trigliserida (Jatropa Curcas Oil) Rumus Molekul : C57H106O6

Berat Molekul : 851,6 Kg/kmol

Titik Lebur : 339,55 K

Titik Didih : 538,15 K

Wujud : Cair pada suhu kamar

Density : 920 kg/m3

∆ Hf(298) : -504,5 kJ/kmol

SPGR : 0,890(80/4C)

Sifat kelarutan : Tidak larut dalam air (Sumber: hysis, 2011)

2. Methanol

Rumus Molekul : C2H3OH

Berat Molekul : 32,04 kg/kmol

Titik lebur : 175,25 K

Density : 780,81 kg/m3

T Kritis : 513,13 K

P kritis : 78,5 atm

∆ Hf(298) : -238, 6 kJ/kmol

SPGR : 0,792 (20/4C)

Sifat kelarutan : Larut dalam air

(Sumber : Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-41)

3. Kalsium Oksida

Rumus Molekul : CaO

(7)

Titik Lebur : 2843,15 K Titik Didih : 3123,15 K

Wujud : Padat

∆ Hf(298) : - 635,6 kj/kmol

Sifat kelarutan : Tidak larut dalam air

4. Kalsium Karbonat

Rumus Molekul : CaCO3

Berat Molekul : 100 kg/kmol Titik Lebur : 1612.15 K Titik Didih : 1098.15 K

Wujud : Padat

∆ Hf(298) : - 1206,9 kj/kmol

Sifat kelarutan : Tidak larut dalam air

5. Air

Rumus Molekul : H2O

Berat Molekul : 18 kg/kmol

Densitas : 995,23 kg/m3

Pkritis : 218,3074 atm

TKritis : 647,3 K

(8)

1. Fatty Acid Methyl Ester (FAME) Rumus Molekul : C19H37O2

Berat Molekul : 285,2 Kg/Kmol

Density : 874 kg/m3

∆ Hf(298) : -665,253 kJ/kmol

Tkritis : 850 K

Pkritis : 65,69 atm

(Sumber: Hysis, 2011)

2. Gliserol

Rumus Molekul : C3H5(OH)3

Berat Molekul : 92 kg/kmol

∆ Hf(298) : 665,9 kJ/kmol

Tkritis : 725 K

Pkritis : 65,82778 atm