BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Biodiesel secara industri diproduksi dengan cara metanolisis dari minyak nabati, minyak jelantah, minyak yang tidak bisa dimakan dan lemak hewan. Produksi juga mungkin dilakukan dari alkohol lain, seperti etanol dan butanol. Metanol biasanya dipilih dikarenakan rendahnya biaya dibanding etanol dan butanol, dan sifat dari FAMEs (Fatty Acid Methyl Esters) yang didapatkan setelah transesterifikasi mirip dengan diesel.
Salah satu bahan baku yang paling prospektif dalam produksi biodiosel adalah bahan baku yang diperoleh dari minyak sawit. Ini disebabkan oleh ketersediaan dari minyak sawit ini sangat banyak di indonesia, dari oktober 2013 sampai september 2014, produksi minyak sawit mencapai 30 juta ton, ekspor mencapai 20,9 ton dan konsumsi domestik sebanyak 9,15 juta ton, dalam bentuk oleokimia, minyak makan, dan biodiesel. Indonesia sebagai salah satu negara penghasil minyak sawit terbesar di dunia memiliki potensi untuk mengembangkan biodiesel berbasis minyak sawit dibandingkan bahan bakar fosil.
Biodiesel yang diproduksi dari metanol tidak sepenuhnya dapat diperbaharui (renewable), dikarenakan metanol kebanyakan diproduksi dari sumber fosil, termasuk gas alam, petroleum dan batu bara. Etanol adalah sumber yang dapat diperbaharui dari biomassa, meskipun etanol lebih tidak beracun dibanding metanol, etanol memiliki harga dua kali lipat lebih mahal. Sekarang, etanol diproduksi dari fermentasi dan destilasi dari tebu dan sirup jagung. Ketika etanol digunakan untuk transesterifikasi, produknya adalah FAEEs ( Fatty Acid Ethyl Esters) [1]
dihasilkan oleh pembakaran, etil ester memiliki efek negatif yang lebih rendah dibanding metil ester. [2]
Penggunaan etanol juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu etanol tidak saling larut dengan trigliserida pada temperatur ruangan, sehingga reaksi biasanya diaduk untuk meningkatkan transfer massa, dan pada reaksi etanolisis, emulsi biasanya terbentuk. Pada metanolisis, emulsi dapat pecah dengan cepat dan mudah membentuk gliserol pada lapisan bawah dan metil ester pada lapisan atas, sedangkan pada etanolisis, emulsi tersebut lebih stabil, sehingga lebih sulit dalam memisahkan dan memurnikan ester. Penambahan cosolvent dapat meningkatkan kelarutan etanol dan minyak nabati pada temperatur rendah. Penggunaan solvent organik volatil dalam produksi biodiesel menimbulkan masalah lingkungan dan keselamatan, oleh karena itu, diperlukan pengembangan solvent alternatif untuk produksi biodiesel, contohnya ionic liquid (IL) [3,4]
ILs sebagai solvent mempunyai kelemahan seperti beracun, kurang biodegradable, mahal, sehingga tidak bisa diaplikasikan ke industri. Deep Eutectic solvents (DESs) dikategorikan sebagai solvent yang murah dan alternatif dari ILs. DESs mempunyai banyak persamaan dan sifat fisik dengan ILs, juga preparasi DESs lebih simpel dibandingkan ILs konvensional. DES biasanya dibuat dari 2 atau tiga komponen yang murah dan aman, yang mampu bergabung satu sama lain melalui interaksi ikatan hidrogen untuk menghasilkan campuraneutectic[5,6]
Penilitian yang dilakukan oleh abbott, dkk, pada tahun 2007 telah menujukkan bahwa ionic liquid berbasis deep eutectic solvent mampu memudahkan ekstraksi gliserol dari biodiesel dengan kondisi terbaik perbandingan ChCl : Gliserol sebesar 1 : 1 [7]
Gu, dkk., tahun 2015 melaporkan penggunaan DES berbasis choline chloride/gliserol (1:2) menjadi co-solvent dalam sintesis biodisel menggunakan NaOH sebabagai katalis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa FAME dapat diperoleh hingga yield98 %. Selain itu, penggunaan DESs sebagaico-solvent dalam sintesis biodiesel ini memiliki keunggulan, seperti meminimalkan jumlah penggunaan pelarut volatil (metanol), mempercepat dan memudahkan pemurnian biodiesel yang diperoleh [9].
Zhao, dkk., pada tahun 2013 melaporkan penggunaan DES berbasis choline chloride/gliserol (1:2) dalam reaksi enzimatik sintesis biodiesel. Hasil penelitian
menunjukkan konversi trigliserida mencapai 88 % dalam waktu 24 jam [10]
Berdasarkan hasil – hasil penilitian diatas, maka dapat dilihat bahwa penggunaan DES berbasis Choline Chloride : gliserol sebagai co-solvent pada pembuatan biodiesel secara transesterifikasi mampu mendapatkan yield yang tinggi, dan memudahkan pemisahan, namun belum ada penilitian yang mengkaji tentang penggunaan DES berbasis choline chloride : gliserol sebagai cosolvent dalam pembuatan biodiesel melalui reaksi etanolisis.. Maka, peneliti berminat untuk mengetahui efek penambahan co-solvent dan dalam mensintesis biodiesel khususnya dari minyak sawit.
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penilitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menguji potensi dan keefektifan penggunaan DES berbasis choline chloride : gliserol sebagai co-solvent dalam 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 Penilitian
Mendapatkan informasi mengenai pengaruh penggunaan co-solvent choline chloride : gliserol 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 air, choline chloride (ChCl), Urea, kalium hidroksida (KOH), etanol (C2H5OH) dan minyak sawit yang telah didegumming (DPO)
3. Sintesis deep eutectic solvent (DES) dilakukan dengan kondisi reaksi:
• Kecepatan pengadukan = 300 rpm [9]
• Suhu = 80˚C [9]
• Waktu = 1 jam [9]
4. Reaksi transesterifikasi untuk sintesis biodiesel dilakukan dengan kondisi : a. Variabel tetap
• Kecepatan pengadukan = 400 rpm [11]
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 dengan metode tes OECD 109 d. Analisis viskositas dengan metode tes ASTM D 445
e. Analisis komposisi biodiesel yang dihasilkan dengan menggunakan GCMS
f. Analisis viskositas biodiesel yang dihasilkan dengan metode tes ASTM D 445
g. Analisis densitas biodiesel yang dihasilkan dengan metode tes OECD 109 h. Analisis titik nyala dengan metode tes ASTM D93
i. Analisis Fasa Etanol–minyakdengan metode “capillary bridge”
