1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Dewasa ini, pembuatan biodiesel meningkat secara signifikan dan diharapkan semakin meningkat di masa yang akan datang dengan tujuan untuk mengurangi impor kebutuhan bahan bakar fosil dan menggantikan minyak solar [1,2]. Oleh karena itu, produksi biodiesel sebagai sumber energi terbarukan telah menjadi persoalan penting karena selain ramah lingkungan, biodiesel juga dapat menggantikan bahan bakar fosil [3].
Biodiesel adalah hasil reaksi transesterifikasi minyak nabati dan lemak hewani atau esterifikasi asam lemak dengan alkohol rantai pendek [4]. Proses komersil yang paling umum dalam pembuatan biodiesel adalah mengkonversi minyak menjadi biodiesel dengan proses transesterifikasi menggunakan alkohol metanol dan katalis basa [5].
Penggunaan alkohol metanol dalam transesterifikasi dapat menyebabkan inaktivasi kinerja enzim. Sehingga, dialkyl carbonate (dimethyl carbonate) dijadikan sebagai pengganti alkohol agar senyawa produk segera terurai menjadi karbon dioksida dan alkohol. Selain itu, dimethyl carbonate (DMC) disebut zat kimia yang ramah lingkungan, murah, tidak beracun dan mudah didapat [6-8].
2
Beberapa penelitian tentang pembuatan biodiesel biasanya menggunakan katalis homogen seperti katalis basa NaOH [16] serta katalis heterogen seperti CaO [17] dan MgO [18]. Adapun katalis enzim pernah digunakan dalam pembuatan biodiesel seperti Lipozyme [19] dan Novozym®435 [3].
Penggunaan katalis enzim dalam pembuatan biodiesel tidak hanya dapat menghidrolisis tetapi berperan penting dalam proses esterifikasi dan transesterifikasi sehingga dapat mengurangi biaya produksi [2]. Selain itu, katalis enzim akan menghasilkan konversi yang tinggi meskipun digunakan dalam transesterifikasi trigliserida yang memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi [20,21].
Dos Santos Correa et al (2011) melakukan penelitian pembuatan biodiesel dengan menggunakan bahan baku asam lemak sawit distilat dan katalis Novozym®435. Variabel tetap yang digunakan yaitu, suhu reaksi transesterifikasi 60 oC, waktu reaksi transesterifikasi 2,5 jam. Variabel berubah yang digunakan yaitu jumlah katalis (0,1%-b, 0,5%-b, 1%-b, 1,5%-b, 3%-b, 4,5%-b, 6%-b, 7,5%-b, 9%-b). Yield biodiesel tertinggi yaitu 93% dengan jumlah katalis 1%-b [22].
Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang pembuatan biodiesel dari asam lemak sawit distilat dan dimethyl carbonate dengan menggunakan katalis Novozym®435 dapat dilihat pada tabel 1.1.
3
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Sawit Distilat dan Penggunaan Katalis Novozym®435
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
1 Su et al [8] 2007
Lipase-Catalyzed Irreversible Transesterification of Vegetable Oils for Fatty Acid Methyl Esters
Production With Dimethyl Carbonate as The Acyl Acceptor
Novozym®
435
Variabel tetap : kecepatan pengadukan 150 rpm
Variabel berubah : waktu reaksi (12 jam, 24 jam), DMC / minyak (1:1, 1,5:1, 3:1, 4,5:1, 6:1, 9:1, 12:1, 15:1, 20:1, 30:1), jumlah katalis (5%, 7,5%, 10%, 12,5%, 15%), suhu reaksi (30 oC, 40 oC, 45 oC, 50 Biodiesel Production from Palm Fatty Acid Distillate Using Economical Process
H2SO4
Variabel tetap : kecepatan pengadukan 300 rpm
Variabel berubah : suhu reaksi (65 oC, 70 o
C, 75 oC), waktu reaksi (1 jam, 1,5 jam, 2 jam), metanol/minyak (5,7:1, 7,2:1, 8,8:1), jumlah katalis (0,92%, 1,83%, 2,75%)
%Metil ester Using a Byproduct Obtained from Palm Oil Refining
4
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Model Kinetika Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Sawit Distilat dan Penggunaan Katalis Novozym®435 (Lanjutan)
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
4 Silva et al
[71] 2011
Application of Response Surface Methodology for Optimization of Biodiesel Production by
Transesterification of Soybean Oil with Methanol
NaOH
Variabel tetap :
Variabel berubah : etanol / minyak (3:1, 6:1, 9:1, 12:1, 15:1), jumlah katalis (0,1%, 0,5%, 0,9%, 1,3%, 1,7%), suhu reaksi (40 o
C, 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC), waktu reaksi (40 menit, 60 menit, 80 menit, 100 menit, 120 menit) of Palm Kernel Oil With Dialkyl Carbonate
Novozym®
435
Waktu reaksi (8 jam, 24 jam), DMC / minyak (1:1, 2:1, 3:1, 6:1, 9:1, 20:1, 100:1, 200:1), jumlah katalis (5%, 10%, 12,5%, 15%), suhu reaksi (40 oC, 50 oC, 60 oC, 70
5 1.2PERUMUSAN MASALAH
Untuk mengatasi masalah utama dalam pembuatan biodiesel, diperlukan bahan baku dengan biaya yang minimal. Penelitian ini diarahkan untuk mendukung proses pembuatan biodiesel yang ekonomis sehingga dalam reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel menggunakan asam lemak sawit distilat (ALSD) sebagai bahan baku utama.
1.3TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mempelajari kondisi optimum dari proses transesterifikasi untuk mendapatkan yield metil ester tertinggi.
2. Mempelajari pembuatan biodiesel dari asam lemak sawit distilat (ALSD) dengan proses transesterifikasi menggunakan katalis Novozym®435 pada pembuatan biodiesel secara batch.
1.4MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi bahwa bahan baku yang digunakan dalam pembuatan biodiesel dapat dihasilkan dari produk samping minyak kelapa sawit yang telah melalui proses rafinasi dan fraksinasi sehingga pembuatan biodiesel menjadi lebih ekonomis dan ramah lingkungan.
2. Memberikan informasi kondisi optimum variabel pembuatan biodiesel sehingga pembuatan biodiesel menjadi lebih ekonomis.
1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN
6
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : Variabel tetap :
1. Kecepatan Pengadukan = 300 rpm [13] Variabel berubah :
1. Perbandingan rasio mol DMC / ALSD = 3,0 :1 [24] 4,5 :1 [24] 6,0 :1 [24] 7,5 :1 [24] 9,0 :1 [24]
2. Waktu reaksi = 1,0 jam [22]
1,5 jam [22] 2,0 jam [22] 2,5 jam [22] 3,0 jam
3. Suhu reaksi = 40 oC [6]
50 oC [6] 60 oC [6] 70 oC [6] 80 oC [6] 4. Jumlah katalis Novozym®435 = 0%
5% [8] 10% [8] 15% [8] 20%
