Pembuatan Biodiesel Dari Limbah Minyak Jelantah Dengan Katalis Heterogen K2o Yang Berasal Dari Limbah Kulit Kakao : Pengaruh Persenkatalis Dan Waktu Reaksi

(1)

7 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan karena diproduksi

dari sumber daya alam. Biodiesel umumnya diproduksi secara transesterifikasi minyak

nabati atau lemak hewan dengan alkohol seperti metanol atau etanol dengan adanya katalis

asam atau katalis alkali [10].Biodiesel dianggap sebagai sumber energi terbarukan untuk

menggantikan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi dan telah menarik begitu banyak

perhatian karena keramahan terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui [20]. Biodiesel

yang merupakan pengganti bahan bakar, terbuat dari monoalkil ester rantai panjang asam

lemak yang disiapkan dari minyak sayuran terbarukan atau lemak hewan, telah mampu

menjadi pertimbangan menarik sebagai sebuah bahan bakar terbarukan alternatif untuk

mesin diesel [21]. Berikut adalah tabel syarat mutu biodiesel sesuai standar SNI 04 – 7182-

2006 [22].

Tabel 2.1Syarat Mutu Biodiesel sesuai standar SNI 04 – 7182- 2006

Properties Nilai

Massa jenis 850 – 890 kg/m3

2.2 Waste Cooking Oil (Minyak Goreng Bekas / Jelantah)

(2)

Minyakgoreng bekasmerupakan salahsatu bahan bakuyangmemiliki peluang

untukpembuatan biodiesel, karenaminyakinimasihmengandung trigliserida, di samping

asam lemak bebas [24].Dari sejumlah pengujian awal yang dilakukan, diperoleh bahwa

biodiesel hasil dari minyak jelantah ini dapat digunakan sebagai substitusi langsung minyak

solar dengan pengurangan performa yang tidak signifikan, hanya 5 -7 % terhadap daya dan

torsi pada putaran maksimum [23].

Data statistikmenunjukkan bahwaterdapatkecenderungan

peningkatanproduksiminyakgoreng.Dari2,49juta tonpadatahun 1998,menjadi

4,53jutatontahun 2004 dan5,06 jutatonpadatahun2005.Selain ketersediaannya yangrelatif

berlimpah,minyakgoreng bekasmerupakan limbahsehinggaberpotensi

mencemarilingkungan berupanaiknyakadarCOD (Chemical Oxygen Demand) dan

BOD(Biology OxygenDemand)dalam perairan,selainitujuga

menimbulkanbaubusukakibatdegradasi biologi.Oleh karena itu

perludilakukanusaha-usahapemanfaatan minyakgoreng bekastersebut.Salahsatunyaadalah

sebagaibahanbakudalampembuatanbiodiesel [5].Berikut adalah tabel sifat fisika dan kimia

dari waste cooking oil [23].

Tabel 2.2sifat fisika dan kimia waste cooking oil (WCO) yang digunakan sebagai

pembuatan biodiesel.

Sifat Kimia dan Fisik Minyak Jelantah Nilai

Viskositas (40 0C) 49,442

Asam Lemak Bebas (FFA,%) 1,836

Total Acid Number (TAN, mlKOH/gr) 2,92

Bilangan Penyabunan (ml KOH/gr) 115,723

2.3 Transesterifikasi

Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi antara trigliserida dengan alkohol yang

mana bertujuan untuk mengubah asam – asam lemak dari trigliserida kedalam bentuk ester

(3)

gliserin dariminyak dan mereaksikanasam lemak bebasnyadenganalkohol menjadi alkohol

ester (Fatty AcidMethyl Ester) atau biodisel[3].

Adapun proses transesterifikasi secara umum dapat dilihat dalam gambar berikut [25]

:

Gambar 2.1 Skema proses transesterifikasi

Pada prosestransesterifikasiini terdiri terjadi tiga

urutanreaksiberturut-turutdanreversibelyaitu mengubahtrigliseridamenjadidigliserida, kemudian

menjadimonogliserida, dan akhirnyamenjadigliserindanmetil ester asam lemak [26].

NBB(National Biodiesel Board) mendeskripsikan keuntungan produksi biodiesel dari

segi produsen yakni [27] :

• Produsenbiodieselsudahmenyediakanbahan bakar yang sangatberkelanjutan.

Produksi biodiesel membuat kita tumbuhsebagaiindustri,

dan

terusmeningkatkankualitas hidup,

menjagalingkungan,

dan

memperkuatekonomi.

• Meningkatkankualitas udara, sifatnya dapat terbarukan, dan pembuatan

biodiesel inimenciptakanlapangan pekerjaan masyarakat.

• Biodieselmemiliki"keseimbangan energi" yang sangat tinggi

Akan tetapi, pada saattransesterifikasiminyak nabatimemilikimasalah

besarkarenamembentuksabunsebagaiproduk sampinganyang tidak diinginkan, di

manajumlahlimbahyangdihasilkan besar, korosif, danmembutuhkan waktulebih

lamauntukproses pemisahan [28].

2.4 Katalis

Penggunaan katalis dalam proses pembuatan biodiesel sangat diperlukan, karena

diharapkan dapat meningkatkan produksi biodiesel baik dari segi kuantitas maupun

kualitasnya.Adanya katalis asam diharapkan dapat membantu dalam reaksi esterifikasi dan

(4)

Katalis digunakan untuk transesterifikasi mungkin homogen atau

heterogen.Transesterifikasi homogen adalah metode yang paling mudah namun sangat

kompleks pada pemisahan antara produk dan langkah pemurnian karena sifat homogen

campuran, dan juga cenderung membentuk sabun yang memerlukan air lebih untuk mencuci

sehingga mengakibatkan biaya produksi yang lebih tinggi. Oleh karena

itu,katalisheterogenlebih disukai. Transesterifikasi heterogen lebih murah dan proses yang

lebih simpel. Transesterifikasi heterogen memilikiproses

pemisahansederhanasebagaikatalisdalam faseberbeda

antarareaktandenganprodukdaneliminasipembentukansabunsehingga yang paling sering

digunakan dan disukai adalah katalis heterogen [30].

Adapun mekanisme katalis basa pada proses transesterifikasi dapat dilihat pada

gambar di bawah ini [32]:

Gambar 2.3 Mekanisme katalis basa transesterifikasi

Penggunaankatalisheterogen dalamreaksi esterifikasi dapat

menghindariadanyamasalah seperti: korosiinstrumen,timbulan

sampahdariprosesnetralisasiasam, dan kesulitanpemisahanproduk yang terkait dengan

penggunaancairanhomogenasam sepertiasam sulfat, danhal ini sangatpenting

dalammengembangkanproses yang lebihramah lingkungandan ekonomis [33].

2.5 Kulit Kakao

Pada penelitian ini, katalis yang digunakan yaitu kulit kakao (K2CO3).Kulit kakao

(5)

karbonat (K2CO3).K2CO3dariabuCPH (Cocoa Pod Husk ) dianalisismengandungsekitar

142mg/g karbonat, 3,7 mg / g nitrat, 1,23 mg / g fosfat dan beberapa jejak silikat dan sulfat.

Kalium darikulit kakao memiliki potensi sebagai sumber katalis basa heterogen, dimana kulit

kakao merupakan limbah terbarukan dan ramah lingkungan untuk produksi biodiesel yang

berkelanjutan[11].Pada treatment kalsinasi dari katalis ini di lakukan untuk mendekomposisi

dari potassium karbonat yang terkandung di dalamnya[12].

K2CO3  K2O + CO2

Gambar 2.2 Hasil Kalsinasi dari K2CO3

Abu dari kulit kakao memiliki titik leleh 8910C, kepadatan 2,29 g/cm3, kelarutan

standar 105,5 g/100g air dan pH 11,4 – 12 [11].

2.6 Metanol

Untuk membuat biodiesel, ester dalam minyak nabati perlu dipisahkan dari gliserol.

Selama proses transesterifikasi, komponen gliserol dari minyak nabati digantikan oleh

alkohol. Alkohol yang paling umum digunakan adalah metanol karena memiliki berat

molekul paling rendah sehingga kebutuhan untuk proses transesterifikasi relatif sedikit,

harganya lebih murah, daya reaksinya lebih tinggi dan lebih stabil dibandingkan dengan

alkohol berantai panjang [34].

Metanolmerupakanpelarut yang bersifat universal yang dapat menarik sebagian besar

senyawa kimia dalam tanaman [7]. Metanol juga merupakan bentuk alkohol yang paling

sederhana, cairan yang mudah menguap,tidak berwarnadengan bau yang khas.Methanol

dapat digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan

additif bagi etanol industri.Methanol diproduksi alami oleh metabolisme anaerobik oleh

bakteri [35].Metanol secara umum telah digunakan sebagai pelarut atau agen esterifikasi

maupun transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel dibawah kondisi supercritical karena

sifatnya yang memiliki titik didih rendah dan tekanan yang rendah pula [8].Alkohol

sepertimetanolatau etanol,bila digunakansebagaiaditifbahan bakarsecara

efektifdapatmenurunkankeseluruhanviskositascampuran bahan bakardan

(6)