BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Sawit (Crude Palm Oil)
Produksi CPO di Indonesia selalu mengalami peningkatan dari tahun ke tahun, di mana saat ini merupakan penghasil CPO terbesar di dunia.
Komponen utama CPO adalah trigliserida dengan kandungan sampai 93%. Kandungan gliserida yang lain dalam CPO adalah digliserida 4,5% dan
monolgliserida 0,9%. Selain itu, CPO juga mengandung pengotor seperti: asam lemak bebas, dan gum dimana didalamnya terdapat phospolipid dan glikolipid. Komponen asam lemak bebas utama penyusun CPO adalah palmitat (40-45%) dan oleat (39-45%). Asam lemak bebas yang diperoleh dari hidrolisis CPO akan memiliki komposisi yang sama dengan komposisi asam lemak penyusun trigliserida dalam CPO, dimana sebagian besar akan berupa asam olet dan asam palmitat. Salah satu parameter yang menunjukkan tingkat konversi CPO menjadi asam lemak adalah angka asam dari produk hidrolisis (Setyopratomo, 2013).
Adapun komposisi asam lemak minyak kelapa adalah sebagai berikut : Tabel 2.1 Komposisi Trigliserida dalam Minyak Kelapa Sawit
Trigliserida Jumlah (%)
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
Asam Lemak Jumlah (%)
-Asam Kaproat
-Asam Miristat 1,1 – 2,5
Asam Palmitat 40 – 46
Asam Stearat 3,6 – 4,7
Asam Oleat 30 – 45
Asam Laurat
-Asam Linoleat 7 – 11
(Yurida, dkk., 2013)
2.2 Transesterifikasi
Esterifikasi merupakan reaksi antara asam lemak dengan alkohol menghasilkan ester, sedangkan transesterifikasi adalah reaksi ester untuk menghasilkan ester baru yang mengalami pertukaran posisi asam lemak. Teknologi produksi biodiesel yang berkembang saat ini dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu proses enzimatis, proses menggunakan katalis dan proses tanpa katalis.
Proses transesterifikasi meliputi dua tahap. Transesterifikasi I yaitu pencampuran antara kalium hidroksida (KOH) dan metanol (CH3OH) dengan
minyak sawit. Reaksi transesterifikasi I berlangsung sekitar 2 jam pada suhu 58-65°C. Bahan yang pertama kali dimasukkan ke dalam reaktor adalah asam lemak yang selanjutnya dipanaskan hingga suhu yang telah ditentukan. Reaktor
transesterifikasi dilengkapi dengan pemanas dan pengaduk.
Selama proses pemanasan, pengaduk dijalankan. Tepat pada suhu reaktor 63°C, campuran metanol dan KOH dimasukkan ke dalam reaktor dan waktu reaksi mulai dihitung pada saat itu. Pada akhir reaksi akan terbentuk metil ester dengan konversi sekitar 94%. Selanjutnya produk ini diendapkan selama waktu tertentu untuk memisahkan gliserol dan metil ester.
Adapun skema reaksi transesterifikasi untuk menghasilkan metil ester (biodiesel) disajikan pada gambar 2.1 :
Gambar 2.1 Reaksi Proses Transesterifikasi dengan Metanol (Rahayu, 2102)
2.3 Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Transesterifikasi
Sebelum proses reaksi utama pembuatan biodiesel (reaksi esterifikasi dan transesteriffikasi) dijalankan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain a. Jenis Alkohol dan Perbandingan Molar dengan Bahan Baku
Jenis alkohol yang digunakan adalah alkohol dengan jumlah atom C yang lebih sedikit. Jumlah atom yang lebih sedikit memberikan kecepatan reaktivitas yang tinggi dibanding dengan alkohol dengan jumlah atom C lebih banyak.
Perbandingan molaritas yang semakin besar akan meningkatkan laju reaksi pembentukan biodiesel, perbandingan molaritas yang semakin besar akan meningkatkan laju reaksi sampai batas tertentu. Penggunaan metanol yang berlebihan akan memperlambat proses hidrolisis (penyabunan) terhadap ester karena metanol dalam bentuk ion metoksida bereaksi cepat dengan trigliserida membentuk metil ester.
b. Pengaruh Katalis
c. Pengaruh Suhu
Kenaikan suhu akan diikuti dangan kenaikan kecepatan reaksi pembentukan biodiesel semakin tinggi suhu sehingga semakin besar konversi yang dihasilakn. Namun sebaiknya suhu biodiesel sebaiknya berada dibawah titik didih
pereakatan alkoholnya yakni metanol yang memiliki titik didih 65 oC. (Nilawati, 2012)
2.4 Biodiesel
Biodisel merupakan monoalkil ester dari asam-asam lemak rantai panjang yang terkandung dalam minyak nabati atau lemak hewani untuk digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Biodiesel dapat diperoleh melalui reaksi transesterifikasi trigliserida dan atau reaksi esterifikasi asam lemak bebas tergantung dari kualitas minyak nabati yang digunakan sebagai bahan baku (Yurida, 2013).
Biodiesel adalah bahan bakar alternatif yang dihasilkan oleh reaksi kimia antara minyak nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek, misalnya metanol, etanol, atau butanol dengan dibantu katalis, proses ini disebut transesterifikasi. Dari sudut pandang lingkungan, penggunaan biodiesel memiliki beberapa keuntungan misalnya dapat mereduksi emisi karbonmonoksida dan karbondioksida, nontoxic dan biodegradable. Diharapkan biodiesel dapat mereduksi penggunaan bahan bakar fosil.
ongkos produksi. Kelemahan tersebut dapat diatasi dengan penggunaan katalis heterogen (padat). Katalis heterogen yang sering digunakan pada penelitian sebelumnya yaitu ZnO, SiO, TiO2/ZrO2 dan sebagainya. Kelebihan penggunaan katalis heterogen antara lain proses pemisahan produk biodiesel dengan katalis cukup mudah, katalis dapat diregenerasi dan digunakan kembali, sehingga biaya produksi biodiesel menjadi lebih ekonomis (Julianti, dkk., 2014).
2.5 Aplikasi Percobaan
Biodiesel dari Minyak Nyamplung (Callophyllum inophyllum) dan Spritus dengan Katalisator Kapur Tohor
Energi merupakan kebutuhan hidup orang banyak, sehingga keperluan akan energi terus meningkat sesuai dengan perkembangan penduduk dunia dan teknologi. Sampai saat ini, umumnya kebutuhan energi dipenuhi oleh sumber energi fosil seperti bahan bakar minyak dan batubara. Keberadaan sumber energi fosil semakin menipis sedangkan jumlah penduduk dunia semakin meningkat. Sehingga perlu dicari sumber-sumber energi alternatif yang baru dan terbarukan. Biodiesel dibuat dari transesterifikasi minyak nabati dan alkohol.
Beberapa bahan baku untuk pembuatan biodiesel antara lain minyak kelapa sawit, kedelai, bunga matahari, jarak pagar dan beberapa jenis tumbuhan lainnya. Ada dua kendala utama dalam pembuatan biodiesel yaitu dari segi bahan baku minyak sawit atau minyak bunga matahari harganya fluktuatif karena juga digunakan sebagai bahan pangan sehingga tidak ekonomis, sedangkan minyak jarak memiliki kendala pada pasokan bahan baku. Perlu dicari dan diteliti minyak tanaman lainnya yang dapat dijadikan bahan baku biodiesel seperti nyamplung (Callophyllum
inophyllum). Minyak nyamplung umumnya belum diproduksi karena tidak
Reaksi transesterifikasi minyak nyamplung dengan spiritus menggunakan katalis kapur tohor mengikuti persamaan reaksi berikut:
Gambar 2.2. Reaksi Pembuatan Metil Ester dari Minyak Nyamplung (Marnoto dan Endang, 2011)
Pembuatan minyak bijih nyamplung dilakukan dengan mengambil biji buah nyamplung yang ada di dalam tampurung, kemudian dipotong-potong dan dijemur sehari atau diangin-angin (dikeringkan). Kemudian dipres dan keluar minyaknya.
Transesterfikasi minyak nyamplung dilakukan dengan memanaskan minyak pada suhu sekitar 60 oC di dalam labu. Bersamaan itu spiritus dan katalisator dipanaskan dengan perbandingan tertentu di dalam erlenmeyer pada suhu 60 oC. Kemudian direaksikan kedua reaktan tersebut dengan perbandingan antara minyak dan spiritus tertentu dan diaduk dengan kecepatan 2000 rpm, kondisi dijaga konstan. Sampel diambil sebanyak 15 ml pada selang waktu tertentu, kemudian lapisan biodiesel dipisahkan dan gliserol menggunakan corong pemisah, lalu dicuci dengan
aquadest. Ester dan air pencuci dipisahkan dengan cara sentrifugasi dengan kecepatan putaran 1600 rpm selama 15 menit (Marnoto dan Endang, 2011).
Gambar 2.3 Flowchart Percobaaan Pembuatan Biodiesel dari Minyak Nyamplung (Marnoto dan Endang , 2011)
Setelah itu direaksikan kedua reaktan tersebut dengan perbandingan antara minyak dan spiritus dan diaduk dengan
kecepatan 200 rpm
Panaskan minyak nyamplung didalam labu leher tiga dengan suhu sekitar 60 oC
Kemudian spiritus dan katalisator dipanaskan dengan perbandingan tertentu di dalam
Erlenmeyer pada suhu 60 oC
Sampel diambil 15 ml pada selang waktu tertentu
Selesai Mulai
Kemudian lapisan biodiesel dipisahkan dan gliserol menggunakan corong pemisah
Setelah itu dicuci dengan aquadest dan dipisahkan dengan cara sentrifugasi pada kecepatan 1600 rpm
