MAKALAH BIOFUEL
PEMBUATAN BIOENERGI GENERASI KEDUA DARI BAHAN ALAM
DOSEN PENGAMPU: DRS. Suratmo, M.Sc
Annisya Puspita Triwinasis (215090207111019)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG 2024
DAFTAR ISI...ⅰ
BAB I PENDAHULUAN...3
1.1 Latar Belakang... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4
2.1 Tinjauan Pustaka... 4
2.1.1 Kelapa Sawit... 4
2.1.2 Biodiesel... 4
2.1.3 Transesterifikasi... 5
BAB III PEMBAHASAN... 6
3.1 Diagram Alir... 6
3.2 Proses Produksi Biodiesel...6
3.3 Metode Analisis Kemurnian Biodiesel Yang Dihasilkan... 7
3.3.1 Pemurnian dengan filtrasi... 7
3.3.2 Analisis dengan GC-MS... 8
BAB IV KESIMPULAN...9
4.1 Kesimpulan... 9
DAFTAR PUSTAKA... 10
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara memproduksi kelapa sawit terbesar di dunia, kelapa sawit mempunyai peran penting pada perekonomian Indonesia. Tanaman kelapa sawit tumbuh subur di daerah tropis dengan curah hujan yang tinggi dan tanah yang subur.
Kelapa sawit merupakan tumbuhan yang memproduksi minyak sawit. Tanaman ini dimanfaatkan oleh penduduk asli untuk berbagai keperluan, termasuk makanan, pengobatan, dan bahan baku. Kelapa sawit memiliki berbagai manfaat ekonomi, termasuk produksi minyak kelapa sawit yang digunakan dalam berbagai industri, seperti makanan, kosmetik, dan bahan bakar biodiesel.
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang berasal dari minyak nabati hal ini menjanjikan dengan potensi untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengurangi dampak lingkungan. Biodiesel memiliki beberapa keunggulan yaitu sifatnya yang dapat diperbaharui, mengurangi emisi gas rumah kaca, dan berpotensi mengurangi ketergantungan pada minyak bumi. Selain itu, biodiesel dapat diproduksi dari sumber-sumber yang beragam, seperti minyak nabati, lemak hewan, dan bahkan limbah organik. Biodiesel dapat digunakan dalam mesin diesel konvensional serta bagi industri transportasi, pertanian, dan industri lainnya yang bergantung pada mesin diesel.
Biodiesel juga dapat dicampur dengan bahan bakar diesel konvensional dalam berbagai rasio, tergantung pada spesifikasi dan kondisi mesin.
Pada pembuatan biodiesel proses utamanya adalah transesterifikasi, proses ini menghasilkan biodiesel (monoalkil ester) dan gliserol sebagai produk sampingan. Proses selanjutnya yaitu pemisahan. Biodiesel kemudian dapat dipisahkan dari gliserol. Dilanjuti dengan proses pembersihan biodiesel yang dipisahkan kemungkinan masih mengandung beberapa kontaminan seperti katalis dan sisa-sisa alkohol. Lalu proses pengeringan dilakukan dengan memanaskan biodiesel atau menggunakan desikan (adsorben yang dapat menyerap air). Proses terakhir yaitu biodiesel harus diuji untuk memastikan bahwa itu memenuhi standar kualitas yang ditetapkan. Beberapa parameter kualitas yang umum diukur termasuk keasaman, viskositas, titik nyala, titik beku, dan kandungan air.
Biodiesel memiliki banyak keunggulan yaitu ramah lingkungan karena dapat mengurangi emisi rumah kaca, termasuk sumber daya yang dapat diperbaharui, biodiesel memiliki sifat pelumas yang lebih baik daripada bahan bakar diesel konvensional.
Dengan memproduksi biodiesel dapat mengatasi permasalahan minyak bumi yang semakin kritis dikarenakan proses pembentukan minyak bumi membutuh waktu yang lama, maka dengan adanya biodiesel dapat menjadikan sumber energi yang dapat diperbarui. Biodiesel Juga lebih ramah lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka
2.1.1 Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) merupakan salah satu tanaman komoditas perkebunan yang memiliki peranan penting di Indonesia sebagai penghasil minyak nabati yang dapat digunakan baik sebagai olahan minyak sawit maupun sebagai bahan bakar (biodiesel). Perkebunan kelapa sawit Indonesia berkembang cepat serta mencerminkan adanya revolusi perkebunan sawit.
Perkebunan kelapa sawit Indonesia berkembang di 22 provinsi dari 33 provinsi di Indonesia. Dua pulau utama sentra perkebunan kelapa sawit di Indonesia adalah Sumatra dan Kalimantan. Sekitar 90% perkebunan kelapa sawit di Indonesia berada di kedua pulau sawit tersebut, dan kedua pulau itu menghasilkan 95% produksi minyak sawit mentah (crude palm oil/CPO) Indonesia. Minyak kelapa sawit mengandung asam lemak jenuh yang tinggi seperti asam laurat, asam miristat, dan asam palmitat, serta asam lemak tak jenuh seperti asam oleat dan asam linoleat.
Manfaat kesehatan dari minyak kelapa sawit meliputi menjaga kesehatan jantung, meningkatkan asupan vitamin A, mencegah stres oksidatif, dan meningkatkan kesehatan kulit dan rambut (Jan horas dkk, 2017).
2.1.2 Biodiesel
Biodiesel merupakan mono-alkil ester yang berasal dari asam lemak minyak nabati atau lemak hewan, sehingga ramah lingkungan, tidak mencemari udara, mudah terbiodegradasi, dan dapat diperbaharui. Jika diproduksi secara efisien, biodiesel bahkan mendekati netral karbon Oleh karena itu, biodiesel sangat prospektif untuk dikembangkan dalam mengatasi permasalahan terbatasnya produksi minyak bumi. Salah satu cara untuk memproduksi biodiesel adalah melalui proses esterifikasi asam lemak minyak nabati atau proses transesterifikasi trigliserida dengan alkohol untuk membentuk metil ester dan gliserol. Biodiesel dapat menggantikan bahan bakar fosil dikarenakan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca, serta perubahan iklim yang drastis. Karakteristik pada bioetanol yaitu mudah terbakar, mudah menguap, dan tidak berbahaya atau berdampak negatif pada lingkungan. Biaya memproduksi bioetanol termasuk golongan yang murah dikarenakan berasal dari asam lemak minyak nabati atau lemak hewan (Firda, dkk, 2021).
2.1.3 Transesterfikasi
Transesterifikasi adalah metode pertama yang dilakukan pada pembuatan biodiesel. Transesterifikasi adalah proses dalam kimia organik di mana gugus organik R″ pada suatu ester ditukar dengan gugus organik R′ dari alkohol. Reaksi ini terkadang dikatalisis oleh penambahan katalis asam atau basa. Aplikasi utama dari transesterifikasi adalah dalam sintesis poliester, di mana diester mengalami transesterifikasi dengan diol untuk membentuk makromolekul. Selain itu, reaksi ini juga digunakan untuk mengkonversi lemak (trigliserida) menjadi biodiesel (Fika nuraiha dkk, 2020).
Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi antara minyak nabati (trigliserida) dan alcohol secara umum
Pada reaksi transesterifikasi, kebasaan permukaan katalis dapat meningkatkan aktivitas katalis. Sehingga semakin tinggi kebasaan suatu katalis maka semakin tinggi yield biodiesel yang akan dihasilkan. Dan juga kebasaan katalis lebih berpengaruh dalam meningkatkan yield biodiesel daripada luas permukaan katalis. Mekanisme reaksi transesterifikasi pada katalis basa memiliki beberapa reaksi. Untuk mekanisme reaksi transesterifikasinya adalah seperti gambar berikut ini.
Gambar 2. Mekanisme reaksi transesterifikasi dengan katalis basa
PEMBAHASAN 3.1 Diagram Alir
3.2 Proses Produksi Bioetanol
Proses transesterifikasi meliputi dua tahap. Transesterifikasi I yaitu pencampuran antara kalium hidroksida (KOH) dan metanol (CH30H) dengan minyak sawit. Reaksi transesterifikasi yang terjadi sebagai berikut:
Reaksi transesterifikasi I berlangsung sekitar 2 jam pada suhu 58-65°C. Bahan yang pertama kali dimasukkan ke dalam reaktor adalah asam lemak yang selanjutnya dipanaskan hingga suhu yang telah ditentukan. Reaktor transesterifikasi dilengkapi dengan pemanas dan pengaduk. Selama proses pemanasan, pengaduk dijalankan. Tepat pada suhu reactor 63°C, campuran metanol dan KOH dimasukkan ke dalam reactor dan waktu reaksi mulai dihitung pada saat itu. Pada akhir reaksi akan terbentuk metil ester dengan konversi sekitar 94%. Selanjutnya produk ini diendapkan selama waktu tertentu untuk memisahkan gliserol dan metil ester. Gliserol yang terbentuk berada di lapisan bawah karena berat jenisnya lebih besar daripada metil ester. Gliserol kemudian dikeluarkan dari reaktor agar tidak mengganggu proses transesterifikasi II. Selanjutnya dilakukan transesterifikasi II pada metil ester. Setelah proses transesterifikasi II selesai, dilakukan pengendapan selama waktu tertentu agar gliserol terpisah dari metil ester.
Pengendapan II memerlukan waktu lebih pendek daripada pengendapan I karena gliserol yang terbentuk relatif sedikit dan akan larut melalui proses pencucian. Selanjutnya pencucian hasil pengendapan pada transesterifikasi II bertujuan untuk menghilangkan senyawa yang tidak diperlukan seperti sisa gliserol dan metanol. Pencucian dilakukan pada suhu sekitar 55°C. Pencucian dilakukan tiga kali sampai pH campuran menjadi normal (pH 6,8-7,2). Pengeringan bertujuan untuk menghilangkan air yang tercampur dalam metil ester. Pengeringan dilakukan sekitar 10 menit pada suhu 130°C. Pengeringan dilakukan dengan cara memberikan panas pada produk dengan suhu sekitar 95°C secara sirkulasi. Ujung pipa sirkulasi ditempatkan di tengah permukaan cairan pada alat pengering. Tahap akhir dari proses pembuatan biodiesel adalah filtrasi. Filtrasi bertujuan untuk menghilangkan partikel-partikel pengotor biodiesel yang terbentuk selama proses berlangsung, seperti karat (kerak besi) yang berasal dari dinding reactor atau dinding pipa atau kotoran dari bahan baku. Filter yang dianjurkan berukuran sama atau lebih kecil dari 10 mikron (Fika nuraiha dkk, 2020).
3. 3 Metode Analisis Kemurnian Biodiesel Yang Dihasilkan
Pemurnian dalam konteks bioenergi adalah proses penghilangan kontaminan atau senyawa yang tidak diinginkan dari produk yaitu filtrasi, metode ini dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel pada pengotor hasil akhir. Serta pencucian agar menghilangkan senyawa yang tidak diperlukan seperti sisa gliserol dan metanol. Analisis
kromatografi gas spektroskopi massa (GC-MS). Biodiesel yang dihasilkan dapat diuji kemurniannya menggunakan gas chromatography untuk melihat senyawa apa saja yang ada pada sampel. Hasil dari analisa biodiesel yang dihasilkan dari minyak kelapa sawit memperlihatkan tidak ada senyawa kimia lain yang mengganggu.
3.3 Potensi Komersialisasi
Potensi komersialisasi minyak kelapa sawit dalam pembuatan biodiesel sangatlah besar, terutama mengingat sifatnya yang berlimpah dan ketersediaannya yang luas di berbagai belahan dunia, terutama di negara-negara produsen kelapa sawit seperti Indonesia dan Malaysia. Berikut adalah beberapa faktor yang mendukung potensi komersialisasi minyak kelapa sawit dalam pembuatan biodiesel:
- Ketersediaan Bahan Baku: Kelapa sawit merupakan salah satu tanaman yang paling produktif dalam menghasilkan minyak nabati. Buah kelapa sawit mengandung minyak dalam jumlah besar, dan industri kelapa sawit secara rutin menghasilkan minyak sawit sebagai hasil sampingan. Ketersediaan bahan baku yang melimpah menjadikan minyak kelapa sawit sebagai pilihan yang menarik untuk produksi biodiesel secara besar-besaran.
- Biaya Produksi yang Rendah: Produksi minyak kelapa sawit secara alami terintegrasi dengan industri minyak kelapa sawit yang sudah mapan. Hal ini mengurangi biaya produksi minyak sawit dan membuatnya menjadi bahan baku yang relatif murah untuk pembuatan biodiesel jika dibandingkan dengan sumber-sumber bahan baku lainnya.
- Infrastruktur yang Sudah Ada: Negara-negara produsen kelapa sawit seperti Indonesia dan Malaysia memiliki infrastruktur yang sudah mapan untuk produksi, pengolahan, dan ekspor minyak kelapa sawit. Infrastruktur yang sudah ada ini dapat dimanfaatkan untuk mendukung produksi biodiesel, termasuk pengolahan minyak kelapa sawit menjadi biodiesel.
- Dukungan Pemerintah: Pemerintah di beberapa negara telah menerapkan kebijakan dan insentif untuk mendukung produksi dan penggunaan biodiesel sebagai bagian dari strategi pengurangan emisi gas rumah kaca dan diversifikasi energi. Ini mencakup insentif fiskal, target penggunaan bahan bakar nabati, dan pembatasan emisi kendaraan.
- Permintaan Pasar yang Meningkat: Dengan meningkatnya kesadaran akan isu-isu lingkungan dan keberlanjutan, permintaan akan bahan bakar ramah lingkungan semakin meningkat. Biodiesel yang diproduksi dari minyak kelapa sawit dapat menjadi alternatif yang menarik bagi industri transportasi dan sektor lainnya yang mencari bahan bakar yang lebih bersih.
BAB IV KESIMPULAN 4.1 Kesimpulan
Proses pembuatan biodiesel dari minyak kelapa sawit meliputi 3 tahapan yaitu transesterfikasi, pencucian, filtrasi. Pada tahap transesterfikasi dalam reaksi ini, asam lemak dari minyak kelapa sawit bereaksi dengan alkohol, biasanya metanol atau etanol, dalam kehadiran katalis, seperti natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH). Pada tahap ini, molekul asam lemak dari minyak kelapa sawit bereaksi dengan alkohol untuk membentuk ester metil (biodiesel) dan gliserol. Proses terakhir dilakukan pemurnian dengan filtrasi, etanol yang dihasilkan dari fermentasi dapat dipisahkan dari larutannya. Oleh karena itu, biodiesel perlu dibersihkan dan dimurnikan melalui proses penjernihan atau penyaringan untuk menghilangkan kontaminan tersebut. Dengan menggunakan minyak kelapa sawit dapat diubah menjadi sumber energi yang bernilai.
Penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar dapat membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dibandingkan dengan bahan bakar fosil tradisional. Biodiesel diproduksi dari minyak nabati.
Fikka Ruhaiya , Hafifah Choirun Nisa , Muhammad Hafidh , Eka Kurniasih. 2020.
TRANSESTERIFIKASI MINYAK KELAPA SAWIT PADA PRODUKSI BIODIESEL DENGAN KATALIS KOH. Jurnal Teknik dan Teknologi Volume 15 No. 30
Jan Horas V. Purba Tungkot Sipayung. 2017. PERKEBUNAN KELAPA SAWIT INDONESIA DALAM PERSPEKTIF PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN. Masyarakat Indonesia, Vol.
43 No.1
Firda Dimawarnita, Afifah Nur Arfiana, Sri Mursidah, Syarifah Rohana Maghfiroh, Prayoga Suryadarma. 2021. OPTIMASI PRODUKSI BIODIESEL BERBASIS MINYAK NABATI MENGGUNAKAN ASPEN HYSYS. Jurnal Teknologi Industri Pertanian 31 (1): 98-109.
