BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diesel merupakan bahan bakar yang secara luas digunakan dalam bidang transportasi, pertanian dan industri, yang berguna untuk menghasilkan energi dari proses pembakaran bahan bakar tersebut sehingga dapat menggerakkan mesin [1]. Seiring berjalannya waktu, bahan bakar diesel yang merupakan bahan bakar yang dihasilkan dari fosil makhluk hidup jutaan tahun lalu akan semakin berkurang ketersediaannya [2]. Selain itu, bahan bakar diesel juga memiliki efek negatif karena kandungan senyawa aromatik dan sulfur yang terdapat pada bahan bakar yang berasal dari fosil sehingga dapat merusak lingkungan [3].
Biodiesel merupakan suatu alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel yang berasal dari fosil. Biodiesel dapat diproduksi dari minyak nabati, lemak hewani, minyak bekas, dan minyak yang tidak dapat dikonsumsi [4; 5]. Proses pembuatan biodiesel yang paling umum digunakan adalah proses transesterifikasi dengan menggunakan katalis basa [6]. Pembuatan biodiesel dengan menggunakan proses transesterifikasi secara umum dilakukan dengan mereaksikan trigliserida dengan menggunakan metanol dan etanol [7]. Namun, proses pembuatan biodiesel dengan menggunakan metanol memiliki beberapa kelemahan karena metanol bersifat racun [6] dan belum sepenuhnya dapat dikatakan sebagai energi terbarukan, karena metanol secara umum dihasilkan dari minyak bumi, gas alam dan batubara [5], sedangkan etanol memiliki kekurangan dalam hal reaktifitasnya dalam proses transesterifikasi dan proses pemisahannya karena terbentuknya emulsi yang stabil sehingga proses pemisahan dari gliserol sangat sulit [4; 6] akan tetapi, biodiesel yang dihasilkan dari etanol lebih biodegradable dalam air, memiliki nilai setana dan nilai pembakaran yang lebih tinggi, dan titik embun dan titik tuang yang lebih rendah dibandingkan dengan biodiesel yang terbentuk dari metanol [4].
dihasilkan karena banyaknya air pencuci yang digunakan untuk memisahkan katalis dan sabun yang terbentuk [8]. Dalam reaksi transesterifikasi sendiri juga terdapat masalah yaitu tidak larutnya fasa minyak dan alkohol yang akan mengganggu jalannya laju reaksi [9]. Berbagai cara yang telah dikembangkan untuk mengatasi masalah ini misalnya dengan penambahan co-solvent yang dapat meningkatkan kelarutan antara minyak dan alkohol yang digunakan. Beberapaco-solventyang telah digunakan dalam proses pembuatan biodiesel dengan menggunakan katalis homogen adalah tetrahydrofuran (THF), aseton, dietil eter dan chlorobenzene [8; 9]. Akan tetapi, co-solvent yang selama ini digunakan dalam pembuatan biodiesel bersifat racun terhadap lingkungan, sehingga penggunaannya dapat merusak lingkungan apabila digunakan berlebihan.
Penelitian mengenai pelarut yang ramah lingkungan dalam beberapa tahun terakhir telah menjadi kajian yang sangat strategis dalam teknologi ramah lingkungan [10]. Hal tersebut bertujuan untuk mengurangi penggunaan bahan-bahan berbahaya dan mengurangi polusi lingkungan. Banyak penelitian yang dilakukan untuk mengembangkan suatu pelarut yang ramah lingkungan, salah satunya ialah Ionic Liquids (ILs), yang pada awalnya telah menarik banyak perhatian karena sifat fisika dan kimianya. Namun dalam beberapa penelitian menunjukkan bahwa ILs memiliki kekurangan dalam hal toksisitas, biodegradibilitas yang rendah dan harga yang mahal [11]. Salah satu contoh pengembangan mengenai sistem pelarut organik yang murah dan ramah lingkungan yang dikenal sebagai Deep eutectic solvents (DES) sangat menarik dikarenakan DES merupakan pelarut yang sangat ramah lingkungan [12]. DES dibentuk dengan mencampurkan suatu molekul Hydrogen Bond Donor (HBD) dengan suatu garam halida [13]. DES dalam penggunaannya sebagai pelarut yang ramah lingkungan, saat ini telah digunakan dalam beberapa pengaplikasian seperti : (1) pembuatan biodiesel, (2) pemisahan, (3) pemurnian, (4) elektrokimia, (5) kimia bahan, dan lain lain [12].
choline chloride/PTSA (p-toluenesulfonic acid monohydrate). Dari penelitian yang
dilakukan, didapatkan yield sebesar 92% [14]. Zhao, dkk., tahun pada 2013 juga melaporakan bahwa penggunaan DES berbasis choline chloride/gliserol (1:2) yang digunakan dalam reaksi enzimatik sintesis biodiesel menghasilkan yield sebesar 88% [15]. Akan tetapi, walaupun DES mempunyai sifat yang lebih menjanjikan sebagai suatu pelarut yang ramah lingkungan, DES mempunyai keterbatasan dalam hal viskositas yang membuatnya tidak dapat bekerja dengan baik sebagai suatu pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan melarutkannya dengan air seperti yang dilaporkan oleh Dai, dkk., pada tahun 2015. Dimana dengan penambahan sedikit air akan dapat mengurangi viskositas dan meningkatkan konduktivitas dari DES yang dihasilkan [16].
Deep eutectic solvent (DES) merupakan pelarut yang cukup potensial untuk digunakan dalam sintesis biodiesel. Choline chloride : etilen glikol merupakan salah satu campuran yang dapat membentuk DES, dan telah di aplikasikan sebagai pelarut pada proses pembuatan biodiesel dengan menggunakan metanol sebagai alkohol, namun belum ada penelitian yang mengkaji tentang penggunaan DES berbasis choline chloride : etilen glikol sebagaico-solventdalam pembuatan biodiesel melalui reaksi etanolisis. Oleh karena itu peneliti ingin mengetahui efek penambahan co-solventdan dalam mensintesis biodiesel dengan menggunakan etanol sebagai alkohol khususnya dari minyak sawit.
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menguji potensi dan keefektifan penggunaan DES berbasis choline chloride: etilen glikol sebagaico-solventdalam sintesis biodiesel melalui reaksi etanolisis menggunakan bahan baku minyak sawit.
2. Menguji kualitas biodiesel yang dihasilkan dalam penelitian ini seperti, kemurnian, viskositas, densitas, dan titik nyala.
1.4 Manfaat Penelitian
Mendapatkan informasi mengenai pengaruh penggunaan co-solvent choline chloride : etilen glikol dalam sintesis biodiesel melalui reaksi etanolisis menggunakan bahan baku minyak sawit
1.5 Ruang Lingkup
1. Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera utara, Medan.
2. Bahan baku yang digunakan adalah choline chloride (ChCl), etilen glikol (C2H6O2), kalium hidroksida (KOH), etanol (C2H5OH) dan minyak sawit.
3. Sintesisdeep eutectic solvents(DES) dilakukan dengan kondisi reaksi: a. Variabel tetap
Suhu = 80oC [12]
Waktu = 1 jam [12]
Kecepatan pengadukan = 300 rpm [12]
b. Variabel bebas
Rasio molar ChCl : etilen glikol = 1:2
4. Reaksi transesterifikasi untuk sintesis biodiesel dilakukan dengan kondisi reaksi:
a. Variabel tetap
Konsentrasi katalis KOH = 0,75 % berat minyak [4] b. Variabel bebas
Konsentrasi DES = 1; 2; 3; 4; 5; 6%,berat minyak
5. Analisis yang dilakukan adalah:
a. Analisis komposisi bahan baku minyak sawit dengan menggunakan GCMS
b. Analisis kadar Free Fatty Acid (FFA) bahan baku minyak sawit dengan menggunakan metoda tes AOCSOfficial MethodCa 5a-40
c. Analisis densitas DES yang dihasilkan dengan metoda tes OECD 109 d. Analisis viskositas DES yang dihasilkan dengan metoda tes ASTM D 445 e. Analisis komposisi biodiesel yang dihasilkan dengan menggunakan
GCMS
f. Analisis viskositas biodiesel yang dihasilkan dengan metoda tes ASTM D 445
g. Analisis densitas biodiesel yang dihasilkan dengan metoda tes OECD 109 h. Analisis titik nyala
