1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dunia secara bertahap menuju krisis energi yang sangat hebat dikarenakan ketersediaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas alam dan batubara terbatas. Bahan bakar fosil ini dikategorikan sebagi sumber energi tak terbarukan yang tidak dapat diganti dalam waktu yang relatif singkat setelah dimanfaatkan [1]. Biodiesel adalah salah satu energi alternatif yang paling potensial karena terbarukan dan ramah lingkungan. Biodiesel umumnya diproduksi dengan transesterifikasi minyak atau lemak (minyak nabati dan lemak hewan) dengan alkohol untuk menghasilkan alkil ester asam lemak dan gliserol sebagai produk sampingan [2].
Daerah pertanian di Indonesia merupakan 60% dari total lahan. Daerah ini cukup besar untuk menghasilkan minyak sawit yang digunakan sebagai bahan baku produksi skala besar biodiesel [3]. Produksi CPO di Indonesia terus meningkat setiap tahunnya hingga pada tahun 2011 dan 2012 produksi CPO mencapai 24,1 dan 26,5 juta ton [4].
Pembuatan biodiesel dari minyak berkualitas rendah harus dilakukan esterifikasi untuk mengurangi kadar FFA. FFA tinggi tidak diinginkan selama proses transesterifikasi karena dapat menyebabkan terbentuknya sabun, kehilangan yield, dan kesulitan untuk pemisahan produk [23].
Transesterifikasi minyak nabati atau lemak hewan dengan alkohol dengan adanya katalis adalah proses utama untuk produksi biodiesel. Ada berbagai jenis katalis yang digunakan, misalnya, katalis basa, katalis asam, dan katalis enzim [5].
Regenerasi katalis homogen setelah proses transesterifikasi sangat sulit dan menghasilkan limbah beracun. Pencarian katalis alternatif sebagai pengganti katalis homogen telah dilakukan selama beberapa tahun terakhir ini dan ilmuwan menemukan bahwa katalis heterogen memiliki keunggulan dibandingkan katalis homogen, yaitu dapat digunakan kembali, mudah untuk dipisahkan, rendah kepekaan terhadap FFA dan kadar air serta lebih ramah lingkungan [2].
Berdasarkan literatur yang ditinjau, katalis dari tulang ayam (CaO) merupakan katalis heterogen yang telah berhasil digunakan dalam produksi biodiesel secara transesterifikasi dengan kinerja yang baik, mengingat bahwa tulang ayam merupakan limbah yang masih bisa dimanfaatkan sebagai katalis. Farooq, Muhammad dan Ramli Anita, 2014 melakukan sintesis
2
biodiesel dari minyak jelanta dengan katalis tulang ayam yang menghasilkan yield sebesar 89.33% [7]. Mohadi, dkk., 2013 sebelumnya telah melakukan preparasi dan karakterisasi CaO dari tulang ayam, dimana persentasi CaO-nya sebesar 56,78 % [8]
Dengan mempertimbangkan hal-hal diatas, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dalam dalam pembuatan biodiesel dengan menggunakan katalis tulang ayam ini serta kajian lebih lanjut dalam pembuatan biodiesel berbasis CPO secara transesterifikasi.
1.2 Rumusan Masalah
Baru-baru ini, katalis heterogen tulang ayam digunakan sebagai pengganti katalis basa yang umum digunakan dalam pembuatan biodiesel karena dapat mereduksi kelemahan katalis homogen. Oleh sebab itu perlu diteliti lebih lanjut pengaruh waktu, rasio molar etanol dan% katalis heterogen (CaO), dalam proses pembuatan biodiesel.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menentukan pengaruh suhu reaksi, % katalis dan rasio molar metanol : CPO terhadap
yield.
2. Menganalisis sifat fisik biodiesel yang dihasilkan.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi katalis basa heterogen (tulang ayam) dalam pembuatan biodiesel dari CPO
2. Mengetahui Mengetahui sifat fisik biodiesel yang dihasilkan.
3. Sebagai bahan referensi dan informasi kepada peneliti selanjutnya yang tertarik untuk meneliti dan mengembangkan proses dengan katalis tulang ayam ini.
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Bahan baku yang digunakan adalah Crude Palm Oil (CPO) yang diperoleh dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS), alkohol yang digunakan adalah etanol (C2H5OH) dan katalis tulang ayam (CaO). Reaksi transesterifikasi dilakukan dengan waktu reaksi konstan 7 jam dengan variabel proses sebagai berikut :
3
1. Proses Kalsinasi Tulang Ayam
• Penghalusan tulang ayam
• Temperatur Pembakaran : 1000 0C
• Waktu Pembakaran : 4 jam
• Penyaringan abu : 100 mesh
2. Proses Esterifikasi [24]
• Penyaringan bahan baku CPO dengan kertas saring
• Temperatur reaksi : 600C
• Konsentrasi katalis (H2SO4) : 3% (w/w) CPO
• Waktu reaksi : 90 menit
• Rasio molar reaktan : 6:1 (Metanol : TG)
• Kecepatan Pengaduk : 250 rpm
3. Proses Transesterifikasi
• Temperatur reaksi : 60, 65, 70 0C
• Waktu reaksi : 7 jam
• Rasio Molar reaktan : 13:1, 15:1, 17:1
• Jumlah katalis : 5, 6, dan 7 wt.%
• Kecepatan Pengaduk : 500 rpm
Analisa yang dilakukan adalah :
1. Analisa kadar CaO pada katalis tulang ayam
2. Analisa kadar Free Fatty Acid (FFA) bahan baku CPO
3. Analisa komposisi bahan baku CPO dan biodiesel yang dihasilkan dengan menggunakan GC
4. Analisa viskositas biodiesel yang dihasilkan dengan metode tes ASTM D 445 5. Analisa densitas biodiesel