BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kebutuhan energi untuk bahan bakar seperti transportasi dan industri hampir
seluruhnya berasal dari bahan bakar fosil [1]. Bahan Bakar Minyak (BBM) yang dipakai pada saat ini berasal dari fosil yang merupakan sumber daya alam tak terbarukan, sehingga pada suatu saat akan habis [2]. Selain itu pengurangan subsidi BBM yang dilakukan oleh pemerintah untuk menekan defisit Anggaran Pendapatan dan Belanja Negara (APBN) dan menyesuaikan harga BBM dengan harga pasar internasional, secara langsung mengakibatkan semakin mahalnya harga BBM. Oleh karena itu, untuk mengatasi persoalan tersebut dan mengurangi ketergantungan pada BBM perlu diadakan diversifikasi energi dengan cara mencari energi alternatif yang terbarukan (renewable). Salah satu energi alternatif yang berasal dari minyak tumbuhan atau lemak hewan adalah biodiesel [3,].
Biodiesel merupakan sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan. Sifatnya bervariasi tergantung pada bahan baku minyak dan alkohol yang digunakan tetapi dapat digunakan sebagai pengganti langsung untuk bahan bakar diesel. Biodiesel memiliki bilangan setana yang tinggi dibandingkan bahan bakar diesel, tidak mengandung bahan aromatik, hampir tidak mengandung sulfur, dan mengandung oksigen sekitar 10 sampai 11% berat [4].
harga dari minyak goreng bekas tersebut 3 kali lebih murah daripada minyak nabati [5]. Minyak nabati bersama-sama dengan alkohol mengalami reaksi transesterifikasi sehingga diperoleh metil ester dan gliserol sebagai produk samping. Dalam reaksi transesterifikasi diperlukan katalis yang berfungsi untuk meningkatkan laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi.
Katalis diklasifikasikan menjadi 2 jenis yakni katalis homogen dan heterogen. Katalis homogen yakni jika fase katalis sama dengan fase reaktan dan fase produk. Katalis homogen memiliki keunggulan antara lain aktivitas dan selektivitasnya tinggi, tidak mudah teracuni oleh keberadaan pengotor, mudah dioperasikan dan mudah dimodifikasi. Sedangkan kelemahannya adalah sulit dipisahkan dari campuran reaksi, kurang stabil pada suhu tinggi. Katalis heterogen memiliki fase yang berbeda dengan reaktan atau produk reaksi, misalnya katalis berupa padatan dalam reaksi gas. Jika dibandingkan dengan katalis homogen, katalis heterogen memiliki kelebihan antara lain kestabilan termalnya relatif tinggi sehingga dapat digunakan untuk reaksi yang memerlukan suhu tinggi, kemudahan pemisahan katalis dari campuran reaksi karena reaktan dan produk mempunyai fasa yang berbeda dengan katalis, dan katalis mudah diregenerasi [6].
Katalis heterogen yang berbasis biomassa telah berhasil dikembangkan untuk reaksi transesterifikasi biodiesel. Beberapa biomassa yang dapat digunakan sebagai katalis dalam pembuatan biodiesel adalah kulit coklat, kulit pisang, batang kelapa dan ampas tebu. Beberapa penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan katalis padat abu biomassa hasil kalsinasi telah berhasil dilakukan tanpa adanya modifikasi kimia dari katalis tersebut. Pada pembuatan biodiesel dari minyak biji jarak dengan menggunakan katalis abu kulit pisang raja diperoleh yield sebesar 94,97% [7]. Transesterifikasi biodiesel dari minyak biji monandara dengan katalis abu kulit pisang ambon diperoleh yield sebesar 98,5% dengan persen katalis 2,75% (wt) dan waktu reaksi 69 menit [8]. Kemudian pembuatan biodiesel dari minyak jelantah dengan menggunakan katalis abu batang kelapa dan diperoleh yield sebesar 71,7 % [9]. Penelitian pembuatan biodisel dari minyak kedelai menggunakan katalis abu kulit coklat, diperoleh yield sebesar 91,4% [10].
katalis dalam pembuatan biodiesel untuk meminimalkan dampak lingkungan. Untuk itu, pada penelitian ini akan dikaji pemanfaatan limbah minyak jelantah dan limbah kulit pisang kepok sebagai sumber K2O untuk menghasilkan biodiesel.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Penggunaan katalis homogen dalam produksi biodiesel memiliki kelemahan yaitu pemisahan katalis dari produknya cukup rumit. Penggunaan katalis heterogen K2O yang berasal dari limbah kulit pisang diharapkan dapat mengatasi kelemahan yang dimiliki oleh katalis homogen. Oleh karena itu, penelitian ini diarahkan kepada penyelidikan keefektifan katalis heterogen K2O yang berasal dari limbah kulit pisang kepok sebagai katalis dalam pembuatan biodiesel.
Adapun perumusan masalah pada penelitian ini adalah:
1 Bagaimana yield dan karakteristik biodiesel yang dihasilkan melalui pemanfaatan minyak jelantah sebagai bahan baku dan katalis K2Odari limbah kulit pisang kepok dengan variasi rasio minyak dan metanol dan waktu reaksi transesterifikasi.
2 Bagaimana perbandingan karakteristik biodiesel yang dihasilkan dengan SNI 04-7182-2012 untuk biodiesel.
1.3TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menganalisis pengaruh rasio molar metanol dengan minyak dan waktu reaksi dalam proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah
2. Mengkarakterisasi kualitas biodiesel yang dihasilkan dengan membandingkan SNI 04-7182-2012 untuk biodiesel.
1.4MANFAAT PENELITIAN
Pada penelitian ini manfaat yang diperoleh adalah:
2. Memberikan informasi mengenai pengaruh penggunaan katalis heterogen K2O yang berasal dari limbah kulit pisang kepok pada pembuatan biodiesel.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah limbah minyak jelantah sebagai bahan baku dan K2O dari limbah kulit pisang kepok sebagai katalis.
Variabel yang digunakan adalah sebagai berikut: Pembuatan katalis K2O dari kulit pisang kepok [11]
Suhu = 550 oC
Waktu = 5 jam
Transesterifikasi:
a. Variabel tetap
1. Jumlah katalis = 6 % dari berat minyak jelantah
2. Suhu reaksi = 65 oC
3. Kecepatan pengadukan = 600 rpm b. Variabel berubah
1. Rasio mol metanol/minyak jelantah = 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1 2. Waktu reaksi = 2 ; 3 ; 4 jam
Parameter yang dianalisis adalah: Minyak Jelantah
1. Analisis Kadar FFA dengan metode tes AOCS Official Method Ca 5a - 40.
2. Kandungan Asam Lemak dengan menggunakan GCMS. 3. Analisis densitas .
4. Analisis viskositas.
5. Analisi kadar air dan kadar kotoran Kulit Pisang Kepok
Katalis Abu Kulit Pisang Kepok
1. Analisis Kadar Abu
2. Analisis SEM - EDX untuk mengetahui struktur morfologi katalis dan komposisi kimia katalis
Biodiesel
1. Analisis kemurnian dengan menggunakan GC.
2. Analisis densitas menggunakan metode tes OECD 109. 3. Analisis viskositas menggunakan metode tes ASTM D 445.
