REVIEW JURNAL
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK BIJI ALPUKAT
(Persea gratissima) MENGGUNAKAN KATALIS CaO
Disusun oleh : KELOMPOK 8
Ari Nofendi 1009055041
Nur Wahidun Kurniasih 1109065007
Dwi Wijayanti 1109065019
Asih Adliya 1109065031
Adam Ari Johansyah 1109065055
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MULAWARMAN
BAB I PENDAHULUAN
Seiring kemajuan bidang industri dan transportasi,konsumsi bahan bakar minyak bumi semakin meningkat. akibatnya, persediaan di dunia semakin menipis. perkiraan tentang penurunan produk minyak bumi pada masa yang akan datang dan ketergantungan yang besar terhadap sumber energi minyak bumi, mendorong penelitian dan pengembangan suber energi alternatif dari bahan-bahan alam yang jumlahnya melimpah dan bersifat terbarukan (renewable natural resources).
Biodiesel adalah salah satu bahan bakar alternatif yang mempunyai beberapa keunggulan diantaranya mudah digunakan, ramah lingkungan (biodegradable), tidak beracun, bebas dari logam berat seperti sulfur dan senyawa aromatik serta mempunyai titik nyala yang lebih tinggi daripada petroleum diesel sehingga lebih aman jika disimpan dan digunakan. Biodiesel yang berasal dari minyak nabati dikenal sebagai VOME (Vegetable Oil Metil Ester) dan merupakan sumber daya yang dapat diperbaharui karena umumnya dapat diekstrak dari berbagai hasil produk pertanian dan perkebunan (Kreatif Energi Indonesia, 2006). Di Amerika Serikat dan Eropa, biodiesel dapat berasal dari lemak minyak nabati. Tanaman yang dapat digunakan sebagai sumber minyak nabati untuk dijadikan bioenergi diantaranya tanaman alpukat dalam hal ini biji Alpukat (Persea gratissima).
Pemilihan biji alpukat sebagai salah satu sumber minyak nabati karena kandungan minyaknya relatif tinggi dibandingkan tanaman lain yaitu sekitar 2638 liter/ha dalam 2217 kg/ha. Sedangkan tanaman seperti jarak adalah 1590 kg/ha : 1892 liter/ha dan bunga matahari 800 kg/ha : 925 liter/ha. Selain itu bahan bakar ini lebih ekonomis dan ramah lingkungan karena kadar belerang dalam minyak tersebut kurang dari 15 ppm, sehingga pembakaran berlangsung sempurna dengan
dampak emisi CO, CO2 serta polusi udara yang rendah (Sofia, 2006).
Foundation (NBF)(1994) yang menyebutkan bahwa alpukat mengandung lemak nabati yang tersusun dari senyawa alkil ester dengan komposisi yang sama dengan bahan bakar diesel. Selain itu angka setananya lebih baik dibandingkan dengan solar sehingga gas buangnya lebih ramah lingkungan (Sofia, 2006).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Biodiesel
Biodiesel adalah bahan bakar alternatif yang diformulasikan khusus untuk mesin diesel yang terbuat dari minyak nabati (bio-oil). Proses pembuatan biodiesel adalah proses transesterifikasi antara minyak nabati dengan methanol dan katalis pada suhu 70oC. Biodiesel memiliki keuntungan antara lain tidak
diperlukan modifikasi mesin, memiliki cetane number tinggi, ramah lingkungan, memiliki daya pelumas yang tinggi, aman dan tidak beracun.
Menggunakan biodiesel sebagai pengganti diesel standar tidak hanya akan membantu lingkungan, tetapi juga akan membantu meningkatkan kemandirian energi dan keamanan energi negara. Kelemahan dari penggunaan biodiesel lebih karena biodiesel sebagian besar masih diproduksi dari tanaman pangan yang dalam skenario terburuk menyebabkan peningkatan harga pangan dan bahkan meningkatkan kelaparan di dunia. Inilah alasan utama mengapa para ilmuwan melihat berbagai bahan baku biodiesel potensial lainnya, contohnya adalah biji alpukat.
Teknologi pembuatan biodiesel dari aneka minyak nabati praktis sama dan relatif sederhana, karena hanya meilibatkan: (i) reaksi berbantuan katalis basa antara minyak nabati dengan alkohol berlebih; dan (ii) pemisahan produk samping gliserin serta sisa kelebihan alkohol dari biodiesel produk. Tahap-tahap produksi ini tidak membutuhkan tingkat pengendalian operasi yang relatif ketat, sehingga cukup mudah dikembangkan serta dikuasa/diterapkan oleh tenaga- tenaga dalarn negeri. Kondisi operasinya pun tak berat (temperatur <150°C, tekanan atmosferik, pH dan tingkat korosivitas bahan sangat moderat), sehingga barang-barang modal utama pabrik biodiesel akan dapat dibuat oleh bengkel- bengkel peralatan di dalam negeri.
B. Minyak Nabati dari Biji Alpukat
biji alpukat juga memiliki potensi karena kandungan proteinnya tinggi bahkan kandungan minyaknya hampir sama dengan kedelai. Menurut Rachimoellah (2009), Biji alpukat dapat dijadikan sebagai sumber 9 minyak nabati yang nantinya diolah untuk menghasilkan biodiesel dengan proses transesterifikasi karena mengandung trigliserida serta kandungan asam lemak bebas (FFA) yang rendah yakni 0,367% - 0,82%.
Gambar 2.1 Karakteristik fisik dan kimia minyak biji alpukat
sebesar 11,85%. Komposisi asam lemak minyak biji alpukat selengkapnya dapat terlihat pada tabel
Gambar 2.2 komposisi asam lemak minyak biji alpukat
C. Katalis Heterogen
Katalis heterogen adalah katalis yang tidak dapat bercampur secara homogen dengan pereaksinya karena wujudnya berbeda. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan antara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Pada penelitian dalam jurnal ini katalis heterogen yang digunakan adalah katalis CaO (Kalsium Oksida). Katalis ini berbentuk padat, sehingga mudah dipisahkan dan dapat diperoleh kembali (recovery) melalui dekantasi dan filtrasi menggunakan alat yang sederhana.
D. Proses Degumming
Degumming merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menghilangkan fosfatida, wax, dan pengotor lainnya dengan cara penambahan air, larutan garam, atau larutan asam, pada penelitian dijurnal ini menggunakan H3PO4 0,8 %.
dalam minyak dan selanjutnya akan dipisahkan dengan cara filtrasi atau sentrifugasi.
E. Proses Transesterifikasi
Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi metil ester, melalui reaksi dengan alkohol yang telah dicampur katalis terlebih dahulu, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil serta paling umum digunakan adalah metanol, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis). Jadi, di sebagian besar dunia ini, biodiesel praktis identik dengan metil ester asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME).
Proses perubahan trigliserida menjadi metil ester akan melalui 3 tingkatan dimana trigliserida berubah menjadi digliserida kemudian monogliserida dan akhirnya menjadi metil ester. Transesterifikasi merupakan suatu reaksi kesetimbangan. Ketika reaktan produk mencapai titik kesetimbangan, reaksi akan berhenti. Ini dikarenakan minyak tidak akan mengalami perubahan lagi. Untuk mendorong reaksi agar kesetimbangan bergerak condong kearah produk dapat dilakukan dengan cara:
a. Menambahkan metanol ke dalam reaksi. b. Memisahkan gliserol.
c. Menurunkan temperatur reaksi agar tidak melebihi titik didih alkohol yang dipakai (transesterifikasi merupakan reaksi endoterm).
F. Pemisahan Dekantasi
zat cair sehingga dengan menggunakan teknik dekantasi, cairan dapat terpisah dari campurannya
G. Pemisahan Sentrifugasi
BAB III
BAHAN DAN METODE A. Bahan
- Biji Alpukat
- N- heksana
- H3PO4
- CaO
- Metanol
- Na2SO4
B. Metode
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi biji alpukat dilakukan menggunakan sokhlet dengan suhu operasi 65ºC. yang bertujuan untuk memisahkan minyak dari pelarutnya dilakukan evaporasi secara vakum pada suhu 40ºC. Perolehan minyak biji alpukat (% bobot) hasil evaporasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Berdasarkan Tabel 1 perolehan minyak sebesar 3,86%, dalam peneiltian ini ekstraksi hanya melalui 1 tahap tanpa menggunakan pelarut heksana yang baru. Pelarut mengalami kejenuhan, sehingga minyak dalam biji alpukat tidak dapat terekstrak seluruhnya. Pengambilan minyak tersebut masing-masing dilakukan dengan cara ekstraksi kontinyu lawan arah dengan batch tiga tahap dan pengepresan. Pada ekstraksi tersebut dilakukan dalam 3 tahap masing-masing menggunakan pelarut yang baru sehingga tidak mengalami kejenuhan dan daya ekstraksi tinggi. Lama penyimpanan, umur biji alpukat dan pengotor merupakan faktor yang dapat mempengaruhi warna dan persen perolehan minyak biji alpukat , hal ini berlaku umum pada minyak-minyak nabati.
Dari Tabel 1 dan 2 dapat dilihat bahwa perolehan minyak biji alpukat hasil pemurnian 103,20 g dengan persen penurunannya sebesar 2,84 %. Penurunan tersebut menunjukkan bahwa sebelum proses pemurnian, minyak masih mengandung pengotor. Minyak hasil pemurnian secara visual menjadi lebih bening yang merupakan salah satu syarat minyak dapat diolah menjadi biodiesel. Sifat fisika dan kimia minyak biji alpukat yang telah dimurnikan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tahap berikutnya adalah penelitian utama, yaitu pembuatan metil ester (biodiesel) dari minyak biji alpukat melalui transesterifikasi yang dilakukan pada suhu 60ºC selama 1 jam. Dalam percobaan ini kalsium metoksida direaksikan dengan minyak biji alpukat murni. Kalsium metoksida dibuat dengan cara mereaksikan antara metanol dengan kalsium oksida (CaO). Jumlah CaO yang digunakan adalah 2% dan 6%/b-minyak, sedangkan perbandingan mol antara minyak dengan metanol yang digunakan adalah 1:6. Perolehan biodiesel dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini :
heterogen lebih mudah dan dapat digunakan kembali. Dalam penelitian ini hal tersebut di atas sudah tercapai dengan terbentuknya tiga fasa yaitu lapisan atas adalah biodiesel, tengah gliserol dan bawah CaO. Dengan demikian CaO dapat digunakan kembali (recovery CaO). Hasil analisis sifat fisika dan kimia biodiesel menggunakan variasi konsentrasi katalis CaO (%-b) dapat dilihat pada Tabel 5.
Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa penggunaan jenis katalis yang berbeda tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap sifat fisika dan kimia dari biodiesel yang dihasilkan. Sedangkan adanya perbedaan nilai heating value dan viskositas disebabkan oleh jumlah ikatan rangkap yang terdapat pada senyawa metil ester. Semakin banyak jumlah ikatan rangkap maka heating value dan viskositasnya akan menurun. Dengan nilai viskositas yang lebih rendah maka selanjutnya akan memudahkan pemompaan pada penggunaan di mesin). Kedua perbedaan tersebut ditunjukkan pada kandungan metil ester terbesar dari hasil penelitian ini yaitu metil linoleat (C19:2), sedangkan pada penelitian Rachimoellah adalah metil oleat (C19:1).
Massa jenis biodiesel yang dihasilkan pada penelitian ini sebesar 0,863
adalah 34,6749 J/kg, mendekati syarat mutu biodiesel sebesar 37,100 J/kg. Jika dibandingkan dengan solar yang memiliki heating value 43,294 J/kg. Biodiesel yang diperoleh dari minyak biji alpukat memiliki nilai yang lebih kecil. Hal ini disebabkan biodiesel masih mengandung metanol dan sejumlah ester asam lemak tak jenuh. Menurut Mittelbach (2004) panas pembakaran akan berkurang dengan meningkatnya derajat ketidakjenuhan ester-ester asam lemak dengan panjang rantai yang sama.
Gamba r 2 Kromatogram Biodiesel Menggunakan GC-MS
BAB 4 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis fisika dan kimianya kondisi optimum transesterifikasi adalah pada suhu 60°C dengan rasio molar antara minyak dengan metanol 1:6 selama 1 jam dengan katalis CaO 6%/b-minyak. Sifat fisika dan kimia biodiesel yang diperoleh memiliki pH 7, massa jenis (40°C) 0,863 g/cm3, viskositas kinematik (40°C) 2,405 cSt, heating value 34,674 J/kg, %FFA 1,03%, angka asam 2,04 mg KOH/g, kandungan metil ester 48,02%, dan angka yang tidak tersabunkan 21,99% dengan yield 0,2953 g biodiesel/g minyak. Berdasarkan perolehan di atas maka biodiesel yang dihasilkan dari kondisi optimumnya mendekati Syarat Mutu Biodiesel Indonesia.
Penggunaan katalis heterogen kalsium oksida (CaO) dalam transesterifikasi tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik biodiesel yang dihasilkan, sedangkan kelebihannya dapat digunakan kembali karena pemisahannya lebih mudah.
