1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Peningkatan CPO di Indonesia dari tahun 2008 hingga pada tahun 2012 yang sangat signifikan bahkan hingga tahun ini 2013 Indonesia tetap menjadi negara produsen terbesar minyak sawit mentah (crude palm oil/CPO) dunia
dengan hasil sebanyak 28 juta metrik ton. Menurut Dewan Minyak Sawit Indonesia (DMSI), produksi palm oil di Indonesia hampir 50 persen dari total
produksi dunia tahun ini yang diprediksi sebanyak 54,527 juta metrik ton [1]. Tabel 1.1 Data produksi CPO Indonesia [1]
Tahun 2008 2009 2010 2011 2012
Produksi
CPO (ton) 17.539.788 19.324.294 21.958.120 23.096.541 23.521.071
Akan tetapi, sebagian besar Crude Palm Oil (CPO) masih diekspor padahal secara
teknis, CPO dapat diolah menjadi berbagai jenis produk hilir baik pangan maupun oleokimia yang mempunyai nilai tambah yang tinggi seperti metil ester yang dapat dijadikan sebagai baku produk kosmetik, obat-obatan, pestisida, sumber bahan bakar alternatif untuk menggantikan peran minyak bumi dan bahan untuk memproduksi alkanolamida yang digunakan langsung sebagai surfaktan non ionik, emulsifier, pengental dan bahan pembantu dalam pembuatan sifat plastis.
Transesterifikasi merupakan salah satu proses yang dapat digunakan untuk mereaksikan trigliserida minyak baik nabati maupun hewani dengan alkohol dan asam kuat atau basa kuat sebagai katalis untuk menghasilkan metil ester tersebut [2]. Reaksi transesterifikasi ini menggunakan katalis asam seperti H2SO4, HCl atau katalis basa seperti NaOH, KOH, K2CO3 dan lain-lain untuk mempercepat terbentuknya produk juga untuk menurunkan energi aktivasi dan pemberian reaktan yang berlebihan agar reaksi bergeser ke arah kanan [3].
Penggunaan katalis basa konvensional seperti NaOH, KOH dan K2CO3 ini telah banyak dipublikasikan namun masih sedikit literatur yang mengkaji pemanfaatan abu kulit buah kelapa sebagai substitusi katalis konvensional tersebut. Melihat bahwa Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki
2
banyak pohon kelapa sehingga buah kelapa yang dihasilkan cukup menjanjikan. Akan tetapi, kulit buah kelapa merupakan bagian kelapa yang belum di manfaatkan secara maksimal karena selama ini dalam rumah tangga hanya mengambil santan buah kelapa saja sehingga biasanya kulit buah kelapa tersebut di buang atau terkadang di gunakan sebagai alat bakar. Abu yang diperoleh dari pembakaran kulit buah kelapa memiliki senyawa utama kadar ion kalium (K+) dan ion karbonat (CO3-2) yang tinggi masing-masing 40 dan 27,7 % berat [4]. Bila abu ini di larutkan dalam air akan di peroleh larutan alkalis [5]. Sifat alkali yang tinggi ini membuat abu kulit buah kelapa dapat dimanfaatkan sebagai katalis basa pada reaksi transesterifikasi menjadi metil ester sehingga dapat meminimalisasi biaya pembuatan metil ester. Dengan melarutkan sejumlah tertentu abu ke dalam sejumlah tertentu alkohol, logam kalium akan terekstraksi ke dalam alkohol dan akan bereaksi lebih lanjut membentuk garam metoksida. Garam inilah yang akan membantu mempercepat proses reaksi transesterifikasi minyak nabati [6].
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Graille dkk [7] abu yang berasal dari tungku pembakaran limbah padat pabrik kelapa di peroleh kadar ion kalium dan karbonat yang tinggi. Bode [4] menggunakan katalis dari abu sekam batang kelapa (SBK) memperoleh volume biodiesel semakin meningkat dengan meningkatnya suhu pembakaran dari 500 oC sampai 700 oC pada jumlah katalis yang sama. Luthfi dkk [8] menggunakan katalis dari abu tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai katalis basa pada suhu pembakaran TKKS 700 oC dengan variasi temperatur reaksi transesterifikasi 30-60 oC diperoleh konversi biodiesel optimum 94,76%.
Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut, perlu di lakukan penelitian pemanfaatan kadar kalium abu kulit buah kelapa dalam mengkatalisis reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester sehingga diperoleh katalis yang dapat dijadikan sebagai substitusi katalis konvensional tersebut.
3 1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana kuantitas dan kualitas metil ester yang dihasilkan dengan pemanfaatan kadar kalium pada abu kulit buah kelapa sebagai katalis berdasarkan peningkatan temperatur pembakaran kulit buah kelapa.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menentukan temperatur pembakaran optimum abu kulit buah kelapa sehingga dihasilkan kadar kalium optimum sebagai katalis pada reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat penelitian ini adalah:
1. Sebagai informasi tentang potensi abu kulit buah kelapa sebagai katalis pada reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester.
2. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kemampuan kadar kalium abu kulit buah kelapa dalam mengkatalisis reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian, Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Pangan Pusat PKS Jl.Brigjen Katamso 51, Medan. Bahan baku utama yang digunakan adalah CPO (Crude Palm Oil) low grade yang di peroleh
dari Pusat PKS Jl.Brigjen Katamso 51, Medan sedangkan kulit buah kelapa sebagai sumber katalis di ambil dari sisa atau pembuangan kulit buah kelapa rumah tangga.
Penelitian ini di laksanakan dengan empat tahapan proses yaitu proses persiapan abu kulit buah kelapa sebagai katalis, pre-treatment bahan baku CPO,
proses esterifikasi dan proses transesterifikasi.
4
1. Proses Persiapan Abu Kulit Buah kelapa [4] Temperatur pembakaran : 550, 600, 650 oC Waktu pembakaran : 8 jam
2. Pre-treatment Bahan Baku CPO [9], [10], [11].
Konsentrasi H3PO4 85% : 0,6 % (b/b) CPO Temperatur pemanasan : 60 oC
Kecepatan pengadukan : 400 rpm Waktu Pengadukan : 15 menit 3. Proses Esterifikasi [10], [12], [13], [14].
Temperatur reaksi : 60 oC Konsentrasi katalis
(H2SO4) 98% : 3,0 % (b/b) CPO Waktu reaksi : 90 menit
Rasio molar reaktan : 10:1 (Metanol : ALB) Kecepatan pengaduk : 250 rpm
4. Proses Transesterifikasi [4], [6], [15]. Temperatur reaksi : 65 oC Waktu reaksi : 2 jam
Rasio molar reaktan : 6:1 (Metanol: CPO) Jumlah katalis : 1% (b/b)
Kecepatan pengaduk : 500 rpm
Analisa yang di lakukan dalam penelitian ini adalah:
1. Kadar Kalium Abu Kulit Buah Kelapa dengan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) yang di analisa di Laboratorium Penelitian Fakultas
Farmasi Universitas Sumatera Utara.
2. Asam Lemak Bebas CPO (Metode Uji Standar IUPAC Paquot) 3. Yield Metil Ester
4. Analisa Kemurnian Metil Ester dengan GC (Gas Chromatography) yang
dianalisa di Laboratorium Pusat PKS Jl. Brigjen Katamso.51, Medan. 5. Densitas Metil Ester
6. Viskositas kinematik Metil Ester 7. Titik Nyala Metil Ester
